摘要:随着我国经济的快速发展、人口老龄化的加剧以及建筑业绿色可持续发展理念的持续推进,装配式建筑应运而生,钢结构是装配式建筑的发展方向。作为国民经济支柱产业,建筑业在近年来取得了显著成就,对我国经济发展、改善民生、城市化建设等方面都起到了重要支撑作用。不可否认的是,建筑业仍然是能耗高、建造方式粗放、信息化水平低的传统行业,不符合建设资源节约型和环境友好型社会的要求。建筑业要改变现状、寻求高质量发展就必须融合先进的发展理念及科学技术,迈上绿色化、工业化、信息化的转型升级之路。在新形势下,大力发展装配式建筑是促进建筑业转型升级的重要举措。从多个方面提出对策建议,以期推动装配式钢结构的可持续发展,促进建筑业的转型升级。
关键词:绿色装配式;钢结构;可持续发展;路径分析
中图分类号:TU391 文献标识码:A
1装配式钢结构建筑的定义和优势
1.1 定义
装配式钢结构建筑是指建筑的结构系统由钢(构)件构成的装配式建筑,并且要钢结构、围护系统、设备与管线系统和内装系统做到和谐统一。装配式钢结构具有诸多优势,其工业化程度高、施工周期短、现场用工少、生产效率高、品质易保证;施工占地面积少,可干式施工,节约用水,产生的噪声小、粉尘少;钢材可回收利用,减少建筑垃圾和环境污染。在建筑工程领域推广钢结构,是建筑业发展循环经济的重要内容,是传统土木建筑业的转型与升级。
1.2 优势
装配式钢结构建筑在现代化建筑行业中非常受欢迎。在前期未出现装配式钢结构建筑时,一直运用的都是混凝土建筑方式。混凝土是指以水泥为主要胶凝材料,与水、砂、石子,必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材[1]。由混凝土的定义不难看出,混凝土的配合比相当重要,而且混凝土的配合比情况要根据房屋建设工程的要求而定,无统一标准。混凝土浇筑后的养护工作也极为重要。与之相比较,装配式钢结构建筑明显更有优势,房屋建筑质量更有保障,并且比起混凝土现场浇筑,装配式钢结构具有保护环境、扩大施工场地的优点。除此之外,装配式钢结构的报价更低、抗震性能也更好,还更加绿色环保。这些优势使装配式钢结构占据了建筑领域的一壁江山,并且在促进社会高速发展和环境保护等方面发挥了巨大作用。与传统的建筑方式相比,装配式钢结构建筑的适用范围更广。混凝土的运输主要是由混凝土运输车来完成,运输过程对混凝土质量有一定的影响。如果在运输过程中过于耽误,将会严重影响混凝土的质量。混凝土到达施工现场的装卸也容易出现问题,如果混凝土在装卸过程中发生质量变化,将导致不能使用的严重后果。而装配式钢结构在这方面几乎不用担心。除此之外,混凝土经过长时间的化学反应硬化后,就要进入后期养护阶段。不进行养护或者养护不正确都会对混凝土后期使用寿命产生影响,造成房屋性能不稳定。混凝土浇筑后,由于内部和外部温度、湿度不一致,在未完全硬化时,外部水泥会因为缺水导致破裂。在完全干透后,对于后期出现的裂痕做后续填补时,需要打扫干净裂缝后才能进行后续填充。而装配式钢结构在散热方面有明显优势,但钢材料也易受到雨水和阳光的腐蚀,也会出现相对的变形。因此,装配式钢结构建筑的后期养护也需要参照混凝土的相关养护方式。
2装配式钢结构的发展现状
鉴于装配式钢结构建筑具有抗震性好等优势,其在日本、美国等发达国家得到广泛应用。日本有三成以上的房屋采用钢结构,在住宅领域钢结构甚至占比超过了七成;美国钢结构被应用到各种类型的建筑中,其中在住宅领域钢结构占比超过四成。装配式钢结构建筑的广泛推广及应用,给社会带来了巨大的综合效益。在我国,钢结构建筑的应用主要集中于商业地产、大跨度会展中心、体育场馆、工业厂房等公共建筑领域,并且发展势头良好,技术较为成熟。而钢结构在住宅领域则发展缓慢,和发达国家存在较大差距,这与人们对钢结构住宅的性能优势认知存在局限、对钢结构住宅的综合效益认识不足等存在一定的关系。为了改善目前我国住宅因多为钢筋混凝土或砖混结构而整体性差、抗震性能不佳的问题,应大力发展钢结构住宅。
随着人口老龄化的加剧,建筑业人工成本处于上行趋势,并且自 2017 年以来水泥、混凝土等原材料的价格快速攀升,混凝土结构相对于钢结构的成本优势在逐渐缩小。钢结构建筑有助于化解钢铁去产能困局,巨大的市场空白为装配式钢结构建筑预留了大量发展空间[1]。
3绿色装配式钢结构建筑可持续发展路径
3.1 提高工业化程度,降低建设成本
导致装配式钢结构建筑成本高的主要原因有两点:一是用钢量大,材料成本高,因此需对主体结构进行轻量化设计,减少整体钢材的消耗量;二是预制构件加工成本高,因此需要进行标准化设计,批量生产发挥规模优势,降低成本。由此可见,降低成本的关键是实现建设全过程的标准化,做到标准化设计、标准化生产及标准化施工,提高行业工业化程度。同时做好设计优化,加大施工阶段新工艺、新方法的硏发,充分发挥装配式钢结构建筑在提高质量、降低成本、缩短工期等方面的优势,提升整体综合效益[3]。
3.2加强产业协作,提高综合效益
装配式建筑采用设计、施工、制作与安装高度协调统一的一体化建造模式,需要上下游企业加强协作,共建相互依存、合作共赢的产业联盟,使得工程项目建设全过程形成完整的产业链,加快产品研发、技术推广、成果转化。提高 BIM技术在装配式钢结构建筑中的利用率,逐步实现全过程全产业链信息化管理,实现数据传输与共享,提高项目各参与主体间的协同效率。同时,积极推广 EPC 工程总承包模式,实现设计施工一体化,发挥装配式钢结构建筑的建造优势,提升整体综合效益。
3.3增强创新设计的思维意识
设计理念与设计方案的个性化、特色化是装配式钢结构建筑施工管理过程中是否具有竞争力的表现。目前,我国建筑行业由于受传统建筑设计管理模式的制约,建筑工程的施工环节仍是建筑管理的重要任务,从而造成在建筑设计管理中缺少创新思维意识[4]。传统的建筑设计施工管理理念不符合当今社会发展的需求,对于具体的建筑施工过程无法进行有效的指导,不利于装配式钢结构建筑体系的创新发展。
3.4完善相关政策,构建技术标准体系
推进装配式钢结构建筑的发展,应以政府引导为基础,市场化运作为手段,适当推行相应的激励扶持政策,如土地供给、科技研发、资金配套、人才引进等方面给与政策倾斜,引导和鼓励企业发展装配式钢结构建筑,尤其是住宅领域。同时应健全监管机制,制定配套措施,为装配式钢结构建筑发展营造良好的市场环境。根据装配式钢结构发展现状,应加大规划、设计、生产、施工等各环节的标淮化建设,完善和提高技术标准体系;加大关键技术、工艺工法、配套管理方法的研发力度,提高行业整体的技术及管理水平[2]。
结束语
装配式钢结构建筑因其具有自重轻、抗震性能好、节能环保、装配率高等特点,加之有利于化解我国钢铁行业产能过剩问题,推广装配式钢结构建筑有助于构建项目建设全过程资源节约和环境友好的发展模式,符合可持续发展理念,在很大程度上将推动建筑业的转型升级。虽然在现阶段,推行装配式钢结构应用和发展的过程中遇到了一些问题,需要进一步加强研究,但装配式钢结构建筑定将成为建筑业转型升级的主要推动力量。
参考文献:
[1]郝懿.装配式钢结构建筑安装的关键技术要点分析[J].建材与装饰,2019(36):46-47.
[2]潘德要.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].住宅与房地产,2019(36):94.
[3]耿涛.绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用[J].居业,2019(12):2+19.