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鋼結(jié)構(gòu)建筑集成化發(fā)展及展望
2018-06-21 14:14 鋼構(gòu)之窗 系統(tǒng)管理員
1.中國(guó)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型之路
傳統(tǒng)粗放型生產(chǎn)方式造成了高耗能、高污染、高浪費(fèi)、質(zhì)量不可控等諸多問(wèn)題。如:原料生產(chǎn)、部品加工帶來(lái)的問(wèn)題,使用過(guò)程帶來(lái)的問(wèn)題,拆除過(guò)程帶來(lái)的問(wèn)題。
以建筑拆除垃圾為例,我國(guó)僅拆除建筑物產(chǎn)生的垃圾數(shù)量就占到城市垃圾總量的30%~40%,每年產(chǎn)生的建筑垃圾高達(dá)4億噸,約為發(fā)達(dá)國(guó)家的兩倍,位居世界第一。更為嚴(yán)重的是,建筑行業(yè)所帶動(dòng)的巨大經(jīng)濟(jì)和高耗能源,增加了生態(tài)環(huán)境的污染,從而成為出現(xiàn)霧霾天氣的主要誘因之一。 近些年以來(lái),全國(guó)部分城市先后持續(xù)出現(xiàn)大范圍霧霾天氣,污染范圍覆蓋近270萬(wàn)平方公里,波及17個(gè)省市,影響近6億人口,引起了人們的廣泛關(guān)注。另?yè)?jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),我國(guó)大、中城市空氣污染的15%左右來(lái)源于建筑工地的揚(yáng)塵和裝修。毋庸諱言,治理污染已是中國(guó)人的集體意志,上至中央最高層,下至社會(huì)最基層,莫不如此。
2017年冬季,為了打好“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”號(hào)稱(chēng)北京史上最嚴(yán)“停工令”開(kāi)始正式實(shí)施:從2017.11.15~2018.03.15期間,北京城六區(qū)全部區(qū)域、十個(gè)新城區(qū)及亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的城區(qū)及建成區(qū),各類(lèi)道路工程、水利工程等土石方作業(yè)和房屋拆遷施工等全部停工,確保揚(yáng)塵治理達(dá)標(biāo),拒不停工者,依法從嚴(yán)從重處理!
此外,全國(guó)亦有不少其他省市和地區(qū)針對(duì)愈演愈烈的霧霾問(wèn)題,對(duì)建筑揚(yáng)塵污染開(kāi)始進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)嚴(yán)管?chē)?yán)查行動(dòng)。另一方面,早在2013年1月,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示,2012年我國(guó)15—59歲勞動(dòng)年齡人口在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里第一次出現(xiàn)了絕對(duì)下降,這意味著中國(guó)人口紅利的拐點(diǎn)已在2012年出現(xiàn)。全國(guó)相當(dāng)部分地區(qū)的“用工荒”問(wèn)題突出,建筑企業(yè)的人力用工成本也隨之水漲船高。
1.2 建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型之路
面對(duì)當(dāng)前的困局,建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型刻不容緩!建筑行業(yè)必須進(jìn)行大變革,要么生要么死,轉(zhuǎn)型升級(jí)是唯一的選擇!
建筑業(yè)完成脫胎換骨蛻變的轉(zhuǎn)型之路:
推廣應(yīng)用減輕資源、環(huán)境壓力的可循環(huán)建筑,即以綠色化為發(fā)展目標(biāo)。具體實(shí)現(xiàn)途徑為廣泛使用以減少能源消耗為目標(biāo),兼?zhèn)涔?jié)能、環(huán)保和低碳優(yōu)點(diǎn)的綠色建筑。
蹄疾步穩(wěn)地推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,即走工業(yè)化的發(fā)展道路,這是我國(guó)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。新型建筑工業(yè)化是能夠?qū)崿F(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式。
1.3 綠色建筑的內(nèi)涵
安全性、經(jīng)濟(jì)性、“四節(jié)一環(huán)保”、使用過(guò)程的節(jié)能性。
適用性、耐久性、綠色施工。
1.4 建筑工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的特點(diǎn)
建筑工業(yè)化的基本內(nèi)涵是以綠色發(fā)展為理念,以技術(shù)進(jìn)步為支撐,以信息管理為手段,運(yùn)用工業(yè)化的生產(chǎn)方式,將工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、管理的全過(guò)程形成一體化產(chǎn)業(yè)鏈。其建造方式一般是指采用標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件,通用的大型工具進(jìn)行生產(chǎn)和施工的方式。它的最高發(fā)展形式即為集成化建造。
1.5 發(fā)展裝配式建筑是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最佳選擇
裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作量轉(zhuǎn)移到工廠(chǎng)進(jìn)行,在工廠(chǎng)加工制作好建筑用部品、部件,如樓板、墻板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、廚衛(wèi)等,運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng),通過(guò)可靠的連接方式在現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝而成的建筑。
順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)建筑行業(yè)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí):走可持續(xù)發(fā)展之路,走綠色發(fā)展之路,走工業(yè)化發(fā)展之路,并要密切關(guān)注建筑全壽命周期的綠色化理念,是建筑業(yè)當(dāng)前發(fā)展的方向與著力點(diǎn)。大力發(fā)展裝配式建筑、盡快實(shí)現(xiàn)集成化建造,能夠提高資源/能源的利用效率,減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染,提升建設(shè)效率和工程質(zhì)量,化解過(guò)剩產(chǎn)能。這是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最佳選擇,亦是建筑業(yè)界各方面形成的共識(shí)。
2.集成化建筑與鋼結(jié)構(gòu)
2.1 集成建筑的定義
集成建筑(House Integrated)是以專(zhuān)業(yè)化大工廠(chǎng)和社會(huì)化協(xié)作的生產(chǎn)方式,將建筑部件加以裝配集成為市場(chǎng)提供終極完善產(chǎn)品的全新建筑體系,即是裝配式建筑的終極發(fā)展目標(biāo)。
集成建造不僅是建筑部件、構(gòu)配件的集成,也是集優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案,先進(jìn)的生產(chǎn)管理方式,性能優(yōu)良的材料設(shè)備于一體的優(yōu)化集成產(chǎn)品。
2.2 集成建筑的優(yōu)點(diǎn)
集成建筑通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和維護(hù)體系快速組合而成,具有“低碳經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保”的特性。
其優(yōu)點(diǎn)包括但不限于:標(biāo)準(zhǔn)化程度高,構(gòu)件互換性強(qiáng);工業(yè)化程度高,安裝速度快;自重輕,便于裝運(yùn);造型美觀、布局靈活。
2.3 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、節(jié)水,有利于資源及環(huán)境保護(hù),符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求。
節(jié)能:煉鋼產(chǎn)生的CO2是燒制水泥的20%,消耗的能源比水泥少15%。
節(jié)地:鋼結(jié)構(gòu)建筑可提高單位面積土地的使用率,增加5%~8%的使用面積。此外,鋼構(gòu)件在工廠(chǎng)加工制作,施工現(xiàn)場(chǎng)占用場(chǎng)地少。
節(jié)材:鋼結(jié)構(gòu)住宅可以減少40%左右的沙石、水泥的使用。其自重較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)減輕約1/3,可以節(jié)省30%左右的地下樁基。
節(jié)水:鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件在工廠(chǎng)完成制作加工,現(xiàn)場(chǎng)僅需進(jìn)行拼接安裝, 大幅減少施工用水量。據(jù)統(tǒng)計(jì),“盒式”鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠降低施工用水量達(dá)95%。
環(huán)保:鋼結(jié)構(gòu)建筑CO2排放量約為480kg/m2,而傳統(tǒng)混凝土建筑排放量為740.6kg/m2,前者CO2的排放量相比后者可降低35% 以上。除此之外,鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠減少建筑施工垃圾80%以上。
2.4 鋼結(jié)構(gòu)是集成建筑發(fā)展的合理選擇
發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)集成化建筑切合我國(guó)當(dāng)前國(guó)情的發(fā)展需要;符合我國(guó)建筑行業(yè)綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo);能夠促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)回歸產(chǎn)業(yè)化、真正走上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的發(fā)展道路。鋼結(jié)構(gòu)是最適合裝配式建筑、集成化建造的結(jié)構(gòu)體系,其生來(lái)就是裝配化的。它的材料特點(diǎn)、加工方法和安裝過(guò)程真正意義上蘊(yùn)含著集成建筑的基因,可以說(shuō)是我國(guó)發(fā)展集成建筑的不二選擇與最佳代言。
3.鋼結(jié)構(gòu)集成建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 鋼結(jié)構(gòu)集成建筑發(fā)展的歷史沿革
集成房屋(即裝配式房屋,又稱(chēng)為可移動(dòng)或可多次拆裝房屋),誕生于上個(gè)世紀(jì)50年代末。經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)集成房屋在歐美與日本市場(chǎng)發(fā)展規(guī)模以及行業(yè)集中度都已達(dá)到較高水平。
日本形成了以大和房屋集團(tuán)、東海房屋為代表的整體式和折疊式房屋;而歐美則形成了以美國(guó)通用設(shè)備公司GE、法國(guó)ALGECO、德國(guó)ALHO、日本長(zhǎng)河為代表的箱型活動(dòng)房屋。
我國(guó)集成房屋的發(fā)展史:
約1965年~1990年:逐漸出現(xiàn)集成房屋的雛形,主導(dǎo)產(chǎn)品為單層木制活動(dòng)房屋。
約1991年~2000年:活動(dòng)房屋得到較廣泛的應(yīng)用,主導(dǎo)產(chǎn)品為水刷石活動(dòng)房屋、菱鎂板活動(dòng)房屋。
2001年之后:彩鋼活動(dòng)房屋的應(yīng)用加快,主導(dǎo)產(chǎn)品為拆裝式彩鋼夾芯板活動(dòng)房。集成住宅開(kāi)始得到應(yīng)用。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)集成建筑的分類(lèi)
根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)集成建筑的應(yīng)用領(lǐng)域及產(chǎn)品特點(diǎn),可將其主要分為活動(dòng)房屋與集成住宅兩類(lèi)?;顒?dòng)房屋還可分為拆裝式房屋及移動(dòng)式房屋。移動(dòng)式房屋根據(jù)其運(yùn)輸方式可以分為組裝式移動(dòng)房屋和整體式移動(dòng)房屋。集成住宅多用于舒適性要求較高的臨建或用于滿(mǎn)足永久性使用需求的建筑。其設(shè)計(jì)較靈活,注重使用舒適性,可按客戶(hù)的要求量身定做,當(dāng)前其標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較低。
3.3 鋼結(jié)構(gòu)集成建筑的發(fā)展趨勢(shì)
目前國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)集成建筑主要形成了以“集成、裝配” 為主要特點(diǎn)的新型模塊化(集裝箱、盒子型)建筑體系。其優(yōu)點(diǎn)是集成度高,裝配化程度高,施工速度快。缺點(diǎn)在于保溫和隔音等建筑功能比傳統(tǒng)建筑稍差,適合做臨時(shí)建筑和景區(qū)建筑。
當(dāng)前,鋼結(jié)構(gòu)集成建筑開(kāi)始從過(guò)往的1.0時(shí)代邁向2.0時(shí)代:1.0時(shí)代:僅是結(jié)構(gòu)形式采用鋼結(jié)構(gòu),其他圍護(hù)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)差別;2.0時(shí)代:從圍護(hù)體系和建筑形式等都是適應(yīng)于鋼結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn):從單一結(jié)構(gòu)形式向?qū)S媒Y(jié)構(gòu)形式發(fā)展,同時(shí)呈現(xiàn)出體系化、系統(tǒng)化、集成化的特征,結(jié)構(gòu)、設(shè)備、機(jī)電一體化特點(diǎn)。其發(fā)展趨勢(shì)為:向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展;向舒適化、個(gè)性化方向發(fā)展;應(yīng)用領(lǐng)域逐步由軍事、基建領(lǐng)域向民用領(lǐng)域擴(kuò)展。
3.4 當(dāng)前存在的主要問(wèn)題
目前,我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)集成房屋在臨建設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用取得了可喜的成就,但其進(jìn)一步的推廣與發(fā)展仍存在著一些不可忽視的問(wèn)題:市場(chǎng)對(duì)集成房屋了解得還是較少,消費(fèi)者存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)。不少購(gòu)房者仍然將集成房屋等同于僅能遮風(fēng)避雨的“廉價(jià)房”,沒(méi)有看到它各方面優(yōu)秀的表現(xiàn)。這樣,迫使相關(guān)企業(yè)在開(kāi)拓自己的業(yè)務(wù)的同時(shí),需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力物力成本,不得不進(jìn)行常識(shí)“掃盲”?,F(xiàn)階段缺乏直接充分的產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)惠扶持政策相關(guān)支持政策的缺位導(dǎo)致了我國(guó)集成房屋應(yīng)用領(lǐng)域的局限性,只能在臨建領(lǐng)域拓寬市場(chǎng),而在發(fā)達(dá)國(guó)家中流行的集成住宅在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展卻緩慢。目前在國(guó)內(nèi),鋼結(jié)構(gòu)集成建筑發(fā)展的真實(shí)情況是:市場(chǎng)積極先行,政策緩慢趨后。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)法規(guī)尚未明確完善,導(dǎo)致工程質(zhì)量難以控制,無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象頻發(fā)。當(dāng)前我國(guó)雖然對(duì)集成建筑設(shè)計(jì)與施工有著基本規(guī)定,但是遠(yuǎn)未達(dá)到完整配套的程度,阻礙了整個(gè)行業(yè)進(jìn)一步健康有序的提高與發(fā)展。
4.鋼結(jié)構(gòu)建筑集成化發(fā)展的展望
2017年10月18日,習(xí)近平總書(shū)記作黨的十九大報(bào)告中第九部分為“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)”。國(guó)家各有關(guān)部委文件落實(shí)中央精神,地方政府政策響應(yīng)。
幾點(diǎn)展望:
重視創(chuàng)新。一方面,應(yīng)以量大面廣的住宅為重點(diǎn),加大適宜于各個(gè)地方的裝配式建筑體系的集成研發(fā),與信息化和工業(yè)化、智能制造、綠色制造、高端裝備深度融合,開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)各地特點(diǎn)的鋼結(jié)構(gòu)集成化建筑體系。另一方面,需要以問(wèn)題為導(dǎo)向,解決鋼結(jié)構(gòu)集成建筑進(jìn)一步推廣發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”五結(jié)合。鋼結(jié)構(gòu)集成建筑的發(fā)展與應(yīng)用需政府、鋼企、高校、科研和市場(chǎng)相結(jié)合,加強(qiáng)宣傳、鼓勵(lì)力度,使更多的人打破保守思想、落后觀念,力爭(zhēng)讓消費(fèi)者更好地了解鋼結(jié)構(gòu)建筑,放心地選擇鋼結(jié)構(gòu)建筑。
關(guān)注“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”。建筑一體化管理(BIM)信息平臺(tái),可支持各專(zhuān)業(yè)協(xié)同工作、項(xiàng)目的虛擬建造和精細(xì)化管理,為建筑業(yè)的提質(zhì)增效、節(jié)能環(huán)保和集成化建造提供有利條件。
5.結(jié)語(yǔ)
裝配式建筑、集成化建造充分契合了綠色設(shè)計(jì)理念,能夠最大程度實(shí)現(xiàn)建筑現(xiàn)代工業(yè)化,是我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的 不二選擇。
積極在我國(guó)推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)集成建筑,有助于我國(guó)早日實(shí)現(xiàn)“天藍(lán)地綠美麗中國(guó)”的生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo),符合走“可持續(xù)發(fā)展道路”和建設(shè)“環(huán)境友好型社會(huì)”的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)和宏觀布局。
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