先說結論,裝配式鋼結構體系勢必成為未來的發展趨勢。
一、鋼結構住宅的優點
1.1原料生產階段
雖說鋼材在冶煉過程中會產生一氧化碳、二氧化硫等污染物,但鋼材在生產階段的總能耗,二氧化碳、粉塵等排放都比混凝土生產階段低。而且,鋼結構住宅使用的紅磚,水泥,砂石等材料用量比較少,減少對耕地的破壞。
1.2施工階段
在節約資源和縮短工期對比混凝土結構有明顯的優勢。施工過程中不需要使用木模板和腳手架,可節約木材資源。作業過程大多是干作業,可節約大量水資源。此外,從構件的生產,運輸,安裝等過程,受天氣影響較小,基本上可以全天候作業,施工工期短。
1.3使用階段
鋼結構的承載力高,截面積小,自重輕,可建造開間和進深更大的房屋,建筑布置和戶內空間分隔更為靈活。
1.4回收階段
相比于混凝土結構,鋼結構建筑的擴建,改造,拆除等都比較容易,且不會產生粉塵污染、建筑垃圾,回收利用率比較高。
1.5工程造價
鋼結構住宅的直接造價可能略高于混凝土結構或不相上下,但其全生命周期的綜合效益卻明顯高于傳統的住宅,且符合住宅產業化和可持續發展的要求。
既然鋼結構對比混凝土結構有這么多優勢,那為什么國內使用率這么低呢?
我們不要光把目光局限在國內,看看國外發達國家關于鋼結構住宅的使用情況。
二、國外鋼結構的發展情況
2.1日本
日本是世界上率先在工廠里生產住宅的國家,早在20世紀60年代初期,日本為彌補戰后本國建筑業人員不足, 提高生產效率, 降低建設成本, 政府制定了一系列政策對住宅構配件采取標準化、工廠化、系列化生產, 這是日本住宅產業化的初始發展階段。到了70~80年代, 日本的經濟處于大發展階段,鋼鐵企業采用先進的轉爐氧氣頂吹新工業,產量大增,因此鋼結構建筑得到飛速的發展,其中就包括了大量的產業化鋼結構住宅。目前,日本鋼結構裝配住宅的生產己形成獨立行業,每天都有一二百幢鋼結構住宅建筑從工廠的流水線上制造出來,真正實現了商品化供應。
日本新建的1~4 層建筑大都采用了輕鋼骨架結構體系,其結構形式與美國大體相同,但有其獨特的地域風格,即把日本傳統的木結構住宅改進成鋼結構和合成板結構,并采用米制整數值的模數,主要特點是采用1m 為模數。
2.2歐洲
隨著二戰的結束,歐洲各國需要大量的修建住宅,當時各國工業化發展已經有了一定的成效,促使住宅的建造也產生了工業化的裝配方法,建造了很多快捷簡易的建筑,并形成了與之配套的完整的、系列化的、標準的住宅建筑體系,這是輕鋼結構發展的雛形。這些住宅的建設不僅使居民的居住問題得到了解決,而且對這些國家之后的經濟快速發展也起到了巨大的推動作用。
之后,對于輕鋼結構住宅,歐洲各國都朝不同的方向發展。法國是世界上最早推行建筑工業化的國家之一,首創全裝配大板工具式模板現澆工藝,建立了許多專用體系,這就是世界上“第一代建筑工業化”,之后向“第二代建筑工業化過渡”并以發展通用構配件制品和設備為特征。具體發展過程是:1977 年成立了構件建筑協會,來發展構配件制品和設備;1978 年制定了尺寸協調規則,提出了工業化建筑體系,它由一系列能夠互相代換的定型構件組成,編制了建筑體系構件目錄,建筑師可任選其中的構件,以自己的構思組成各種各樣的住宅。80 年代中期就編制了構件邏輯系統,90 年代末又編制了住宅通用構件 C5 軟件系統,對構件邏輯系統進行了完善,該時期還建立了較多的專用住宅結構體系。
丹麥發展住宅通用體系化的主要方向是產品目錄設計;并將模數法制化,居民住宅也大多采用多樣式的裝配式板墻體系。
瑞典作為世界上住宅產業化最發達的國家之一,亦有其特點,其中約 80%的住宅都是以通用部件為基礎的住宅體系,值得一提的是瑞典的產業化住宅公司生產的獨戶住宅在世界各國很暢銷。
BSAIS 工業化建筑體系是意大利住宅建筑體系的最大特點,它適用建造多層鋼結構住宅,各生產過程采用 CAD 軟件輔助設計和 CAM 軟件輔助制造。其具有結構受力合理、抗震性能好、施工速度快、造型新穎、居住舒適方便的特點。
2.3美國
美國鋼結構住宅建筑市場發育十分完善,住宅所用構件和部品的標準化、系列化程度很高,幾乎達到100%,并且己經達到了很高程度的商品化、社會化,各種施工機械、設備、儀器的租賃化也非常發達, 其商品化程度已達到40%。美國的住宅以郊區的低層輕鋼結構為主,住戶可以根據各自的需求設計出自己滿意的方案, 再對照住宅產品目錄, 購買所需的材料、構件、部品,然后交由建筑承包商建造。其特點是采用標準化、系列化的構件部品,進行現場裝配式施工,施工速度快,產業化程度高,并且用戶根據自己的使用需求對標準化的構件部品進行組合,滿足了住戶所需的建筑使用功能,解決了鋼結構住宅標準化和多樣化之間的矛盾。
由此看來,鋼結構在國外發達國家的運用已經非常成熟了,中國逐步推行裝配式鋼結構,主要還是觀念和時間問題。
三、為什么國內裝配式鋼結構住宅很少?
3.1從業者的觀念問題
不管是建筑設計、結構設計,還是最后落地施工,大部分從業者接受的教育都是按照混凝土結構那套模式來培養的,鋼結構設計、施工相關課程還是比較少的。
這樣就給大部分從業者造成了一種思維定式,從初期方案、到設計,再到施工都是按照混凝土結構來考慮的,這樣無疑給鋼結構的推廣增加了難度。
3.2消費端的觀念問題
對于住宅,普通人最關心的就是房價,所以,不管是開發商,還是消費者,都更傾向于直接成本更低的混凝土結構或者磚混結構。而鋼結構的全壽命周期成本(包括設計、采購、使用、維修等等)是比混凝土結構要低的,但開發商為了資金回流和周轉,更傾向于直接成本低的混凝土結構,著眼于短期利潤,這也導致鋼結構住宅難以推廣。
3.3集結構、保溫與外飾面一體的外圍護結構體系尚未很好解決
圍護體系與主體結構匹配性較差。缺乏標準化的集保溫隔熱、隔音、防滲和裝飾一體的“三板”構件及圍護體系,輕質空心墻體接受度不高,預制墻體間連接及其與主體結構的填縫難處理,墻板、門窗的保溫、隔熱、隔音、氣密性難保證,“三板”存在滲漏和開裂現象。
3.4鋼結構產業配合程度低
鋼結構需要開發商、設計、安裝、裝飾裝修等各參建單位全力配合,信息共享。但從目前來看,甲方一家獨大的現象難以改變,這也影響著鋼結構建設過程中的效率和質量。
3.5缺乏專業能力強的人才和施工人員
鋼結構設計、安裝,特別是節點構造,技術含量較混凝土結構、磚混結構要高,但目前從業人員來看,缺乏專業的鋼結構一體化設計人員和專業的安裝操作人員。
3.6缺少大型鋼結構企業
目前國內大部分鋼結構企業都以中小型企業為主,生產規模小,技術能力不足,低端產能多,缺少大型的集設計、加工、安裝、裝修、售后一體化的企業。
四、如何破局?
其實可以參照美國和日本的推廣模式。
1、建立完善的住宅產業化政策;
2、組織制定了鋼結構住宅構配件標準化、模數化的強制性標準;
3、建立住宅部件的認證制度;
4、政府要對鋼結構住宅的科研投入、技術指導、扶持發展、稅收優惠等方面給予的政策支持。
相信,以后鋼結構住宅會越來越多!
藤林鋼結構公司在上海專業從事鋼結構工程15年?。?!承接全國各地鋼結構工程,歡迎廣大客戶來電咨詢?。?!
公司地址: 上海市奉賢區 上海市奉賢區躍進工業開發區408號
聯系電話: 13585605056 周先生