“钢结构装配式建筑将是未来20到30年住宅发展的方向。无论是房屋的结构,还是水电、装修,我们都会在工厂里完成,一个个做成箱子,再到现场进行施工。”中国建筑股份有限公司旗下中建钢结构有限公司董事长王宏在接受央企科技创新网采访时说:“未来盖房子可能就像玩积木一样,每一块都是一个个配件组装起来的。”
世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)公布的数据显示,全球在建和竣工的50栋400米以上高层建筑中,中国就占据了25栋,而且这25栋高层建筑基本都是钢结构。
除了超高层领域,钢结构在大跨度机场、体育场馆等建筑中也得到了广泛的应用。
为何钢结构会被大量使用?王宏说,钢材可以回收利用,一栋钢结构建筑拆除后,90%可以重新利用,另外,钢结构在工厂生产,现场组装,减少了现场湿作业,粉尘和垃圾也大大减少。
钢结构是一个朝阳行业,人类使用钢材已有300多年的历史,而钢结构的出现却不到200年,传入中国的时间就更短,在发达国家,钢结构目前占钢材总产量的20%-30%以上,而在中国这一数字仅为5%-6%之间。王宏认为,钢结构属于工业化的范畴,因此离不开工业的四个阶段,即萌芽阶段、发展阶段、快速发展阶段。“从现在到未来20年,中国钢结构都将迎来快速发展。”
在王宏看来,过去30年中国建筑的主要创新点是“高、大、新、尖”,但未来30年,建筑的方向会随着整个城市的建设而改变。在北京、上海、深圳这样的大城市,高层建筑的定位是与之相匹配的。未来市场会向中小城市作为卫星城转移,建筑也不需要那么多摩天大楼,而是更大众化的建筑。”
他表示,这些大众建筑将不同于过去的混凝土建筑、现浇建筑,其发展方向之一就是钢结构装配式建筑。
什么是装配式钢结构?王宏解释,它还是像过去一样需要柱、梁、板,但它是在工厂里生产,然后在现场像零件一样一个个组装起来。这带来了一些变化:
第一,生产方式发生了变化。整个生产过程都在工厂里完成,现场只做组装。这对蓝领阶层的职业化有很大的益处,农民工将成为产业工人。
其次,整个生产过程的质量更加可控。因为任何一个部件出现缺陷,都不会出厂,可以直接在厂内修复,所以现场不会出现缺陷产品。
王宏说:“再过二三十年,中国人住的房子肯定是2.0版的。什么叫2.0版?肯定是预制化、钢结构,同时更加实用,可以根据我们每个人的需求进行定制,材料和生产过程也会更加环保。”
这种钢结构装配式建筑也在沙漠建设中得到应用。中建八局总经理杨勇说,在沙漠这种特殊、较为艰苦的地理条件,钢结构装配式建筑的优势明显。
“比如我们刚刚落成的甘肃敦煌丝绸之路文化博览会场馆建设项目,要在沙漠中建设一个建筑面积125061.92平方米的场馆,我们首先考虑采用全钢框架结构体系装配式建筑。所有钢结构全部在工厂制造,工厂的专业化制造提高了构件的精确度。大量的结构和建筑都是在工厂预制,现场组装,装配率达到80%。这样既提高了工程质量,减少了建筑垃圾和粉尘污染,也大大缩短了工期。我们仅用178天就完成了这么大的工程,这在以前是不可想象的。”他说。
不过据了解钢结构大门设计图,目前我国在用钢结构建造超级摩天大楼方面还面临着技术难题。“当大楼达到600米的高度时钢结构大门设计图,整个建造过程超出了我们的想象。下面是2级风,600米高空的风是6级,反差太大了。如何在吊装过程中保持构件稳定,是一个挑战。”这是参与建造这栋超级大楼的中国建筑公司的工程师们说的话。
此外,钢结构还需要注意一个大问题,就是防火。工程师表示,“当钢材达到800度时,可能会失去强度,开始融化。钢结构需要防火。我们目前的防火技术可以保护三个小时。未来还有改进的空间。”目前,建筑行业正在部署和研究一种新的建筑模式。