人民群众对住房和城乡建设的要求已从“有无”转向“有多好”,期望有更加舒适安全的居住条件、更加便捷高效的市政公共服务设施、更加美丽宜人的城乡环境,钢结构住宅事业发展站在新的历史起点上。随着我国绿色低碳生产生活方式的转变,钢结构住宅成为“好房子”的重要代表,以更高的标准、更优的质量,建成了人民群众喜欢的房子。钢结构住宅将提高人民群众的生活质量、幸福感、获得感,这是新时期建筑钢结构行业工程技术人员的历史使命和责任。
钢结构施工速度快、抗震性好、工业化程度高、质量可靠、材料可回收利用,体现绿色低碳建筑理念。大力发展装配式建筑,推动城乡建设新型施工方式转型。钢结构是成熟的技术,工业化建筑体系在城市公共建筑、机场航站楼、高铁站等领域的应用越来越广泛。作为与人们生活息息相关、具有遮风避雨、为人们提供安居乐业场所功能的重要场所,建设一座人们喜欢的建筑至关重要。高品质的钢结构住宅是未来钢结构住宅设计、生产、施工企业和广大工程技术人员努力的方向,是进行钢结构建筑技术创新的最终目标。
钢结构房屋优势明显
我国地域辽阔,不同地区的气候环境、建筑风格、生活习俗等决定了满足居住功能和生活需求的房屋的安全性、舒适性、质量性能要求各不相同,认定好房子的标准也不完全相同。但评价好房子最根本的标准就是在地震等自然灾害中能屹立不倒,最大程度保障人民生命财产的安全。2008年汶川地震中,采用钢结构技术修建的绵阳九州体育场屹立不倒,没有倒塌,成为绵阳及周边地区人民的避难所。在其他强震灾害中,也证明了钢结构建筑具有良好的抗震性能。
钢结构住宅无论是公建还是住宅,都具有空间大、跨度大、楼层平面布置灵活、室内分割方便等特点,可实现造型多样化、立面美观。无论是超高层公寓楼、高层住宅楼,还是小高层、低层的模块化、轻钢集成住宅钢结构土建基础造价,都可以通过结构设计优化和技术、材料、工艺创新,满足人们各种生活需求,实现良好的居住环境体验。为社会建设更多更美观、优质、安全、舒适的钢结构住宅是市场的需求。
钢结构住宅适合工业化建造方式,可按建筑类型、构件进行拆装,便于生产、运输。钢结构住宅的构件、部件全部在工厂生产,现场组装,连接简单,施工速度快,精密度高。现代化程度高。现代工业和技术发展迅速,飞机是钢结构在天上飞,轮船是钢结构在水中游,汽车是钢结构在地上跑。该模式可提高钢结构住宅的生产效率,缩短施工工期。坚持设计主导,高标准建设,充分发挥住宅经济实用、节能舒适、安全可靠的特点。“好房子”将成为钢结构住宅的新标签。
钢结构房屋与新型绿色墙板、楼面板是天然搭配,在推动节能减排、绿色低碳发展方面优势明显。近年来,轻质陶粒板、加气混凝土预制板等墙板产品已采用工业化施工技术,现场安装简便快捷,可大大减少砂石、水泥、现场水电等消耗,施工干净整洁,不拖地,建筑节能效果好。据测算,“十四五”期间,按照每年新建房屋建筑面积10亿平方米、拆迁重建面积10亿平方米计算,钢结构建筑比重每增加10%,可减少二氧化碳排放6500万吨、建筑垃圾排放1亿吨以上,而且材料可循环利用。符合循环经济发展的理念,为改善空气质量、减少雾霾做出了重大贡献。
通过打通设计、生产、施工全产业链协同,推广钢构件,减少建筑用钢量,选择合适的工业化墙体材料和板材,可以降低工程施工安装成本,其社会效益十分明显。住宅结构自重轻,梁柱截面尺寸小,可有效增加室内使用面积,适合标准化设计。钢结构建筑在推进智能化建造、建筑工业化方面具有得天独厚的优势。
钢结构建筑技术日趋成熟
四十年来,我国经济建设飞速发展,为钢结构建筑的发展提供了舞台。钢结构的绿色施工、智能化施工优势最为明显,成为连接材料和工艺最为成熟的施工技术。在钢结构基础理论应用研究方面,与发达国家相比还存在一定差距,但在钢结构生产、施工技术和工程应用方面,我国钢结构施工技术走在前列,处于世界领先水平。世界上10座超高层建筑中,有7座是我国建造的。近年来,我国新建的奥运场馆、机场航站楼、高铁站、跨江跨海大桥等70%~80%都采用了钢结构。钢结构施工技术取得了举世瞩目的成就。
坚持市场化原则,走绿色低碳技术路线,形成了完整的钢结构设计标准体系,攻克了异形复杂构件、超重超大型构件加工制造难点,实现了钢结构在超高层、大跨度、大空间公共建筑中的广泛应用,形成了具有中国特色的钢结构设计、生产和施工能力。我国已成为名副其实的世界钢结构大国,2022年建筑钢结构产量将超过6500万吨,钢结构建筑产值将达到3.5亿元。全国钢结构总产值约1万亿元,占建筑业总产值的11%左右,钢结构建筑在建面积5.1亿平方米,目前全国钢结构产能在1.2亿吨以上。
适应绿色低碳发展要求,推进智能建造与建筑工业化协调发展,建筑企业全面提升钢结构设计、生产、施工质量水平,坚持建筑系统集成思维,注重钢结构新技术、新材料、新产品的研发、创新,钢结构建筑设计水平和专业深化水平大幅提升,解决了钢结构配套技术、材料、构件集成与应用等问题,新建钢结构住宅的舒适性、耐久性、节能标准大幅提高,新能源、光伏产品及可再生资源利用技术不断成熟,在超低能耗建筑领域得到广泛应用。
数字化技术赋能钢结构技术升级。建筑业互联网平台初步建立,产业基础、技术装备、科技创新能力、施工安全质量水平全面提升,为钢结构生产施工提供了应用场景。在钢结构设计阶段广泛应用工程软件和数字化仿真技术,基于同一BIM平台,将设计数据导入生产设备、机器人生产线,实现构件生产安装系统协同,提高生产效率和构件精度。智能化等新技术的集成创新应用,形成了钢结构施工完整产业链,构建了先进适用的智能建造和建筑工业化标准体系,推动了钢结构智能制造、数字化建造快速发展。
2019年,住房和城乡建设部相继批准山东、浙江、河南、江西等7个省份试点方案,推动建立成熟的钢结构住宅体系,推动试点项目落地。在危房改造、贫困人口易地搬迁等项目中,都明确了一定比例的钢结构住宅项目,试点工作扎实推进。数据显示,2019年至2021年钢结构土建基础造价,我国新建钢结构住宅分别为1980万平方米、1206万平方米、1509万平方米,占当年新建装配式建筑面积的7%左右。不少地方政府推出了一批钢结构“好房子”典型案例和示范项目。
钢结构模块化房屋技术成熟、体系完善,在隔离医院、应急住房建设中得到广泛应用。武汉“火神山”、“雷神山”应急隔离医院建设中,仅用了10天时间就将钢结构模块化集成房屋技术应用到其中,两座建筑面积分别为3.39万平方米、7.5万平方米的应急医院投入使用,改善了感染患者的救治条件,刷新了社会对钢结构建筑产品的认识,也为钢结构技术体系的未来指明了新的方向。各类医院病房建设开拓了市场,提供了经验。
坚持需求导向研发创新
人民群众对“好房子”的期盼,是建筑企业进行钢结构“好房子”设计开发的方向,钢结构“好房子”不仅包括钢结构住宅,还包括超高层办公楼、会展中心、文体场馆等各类城市公共建筑。
用钢结构建“好房子”,首先要先设计、先标准、先引导。据不完全统计,目前与钢结构设计、制造、施工相关的国家、行业标准、技术规范、规程有140多项。以《装配式钢结构建筑技术标准》、《装配式钢结构住宅建筑技术标准》、《钢结构住宅建筑设计标准》为代表的钢结构住宅设计、生产、施工、验收的技术标准和规范体系已初步建立。尽快出台《钢结构住宅建筑评定标准》、《钢结构住宅建筑主要构件尺寸导则》、《钢结构住宅建筑设计标准》、《装配式钢结构住宅建筑技术标准》等行业标准,形成完备适用的标准体系。
第二,房子只有老百姓说好才是真的好。“好房子”不是一个标签,而是对房屋舒适度、安全性、节能水平等以及老百姓的真实感受和居住体验的综合评价,是各种自然灾害的考验,是全寿命周期质量可靠的保障。要通过政策引导、政府监管,立足市场需求,督促开发商、承包商注重钢结构住宅的安全性、舒适性和耐久性,严把钢结构住宅质量关。根据低层轻钢住宅、多层高层住宅、超高层公寓等不同的“产品体系”,采用不同的结构体系、施工技术、工艺、材料等,提高可靠性,降低成本。
三是要坚持“产品体系”成套研发思路。对于钢结构住宅,要根据建筑高度、结构受力特点、围护墙体材料性能、抗震要求等,选择最合适、性能最优、价格合理的钢结构。结构体系、墙板及构件、连接技术及密封材料、施工工艺等。采用标准化、模块化的设计理念,无论是结构形式、围护材料还是施工工艺,都体现了最优质量、最佳方案、最佳环节。最起码,施工快捷、省时省力、造价合理、易于推广,形成可复制、可推广的钢结构住宅先进技术体系。
第四,光有好结构还不够,还要有好建筑。针对目前钢结构住宅存在设计保守、结构理论研究深度不够、用钢量大、造价高等问题,一栋“好房子”不仅仅体现在建设阶段,钢结构只是房屋的主体结构,围护墙体、板件、集成构件等必须根据居住者的需求来选择装饰材料。对于不能满足建筑全生命周期的构件,在设计阶段就应考虑采用可更换、易更换的通用材料和设备产品。例如室内装饰材料、水、电、暖及卫生管道、门窗构件等,在设计过程中,最大程度地方便业主,保证房屋的功能性,满足居住者对“好房子”的需求和追求。
五是要正视问题、突破瓶颈、持续改进。钢结构住宅现在达不到人们的期待,不代表将来就不好,还要转变钢结构住宅的思想观念,对其使用、维护要有科学的指导。钢结构住宅是工业化建筑,要打破传统的现场施工生产方式,运用新型建筑生产理念,推动钢结构、建筑施工、开发、运维全产业链协同配合,形成结构、土建、管线、装配式装修等全专业链一体化发展,实行设计、生产、施工全过程总承包管理模式。通过在钢结构住宅建设中运用耐火钢、耐候钢、耐腐蚀钢,通过技术创新和材料、工艺研发,解决了钢结构配套三板围护材料体系问题,材料隔音、防腐、防火等问题,社会关注度高,群众反映强烈。
钢结构“好房子”值得期待
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要和2035年远景目标》提出发展智能建造,推广绿色建材、装配式建筑和钢结构住宅。《若干意见》提出大力发展钢结构建筑,鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构,积极推广钢结构住宅、农家乐建设。
好车好房子是人们美好生活所需要的,在设计方面,要像智能汽车一样,用科技赋能家居;在施工方面,要像造汽车一样,造房子。建筑行业也应该学习这一点,采用工业化的生产方式,大力发展装配式建筑;在使用方面,要像汽车一样,建立房屋实物检测和保险制度;在服务方面,要像汽车4S店一样,提供良好的物业服务。这样从设计端带动钢结构住宅的发展,高质量的设计,采用工业化的生产方式,对今后推动建造好的钢结构住宅,有着重要的指导意义。
好钢结构住宅正在路上,要实现建设“好房子”的目标,未来钢结构建筑的质量和性能将体现在高标准、精细化的生产线上,从标准化开始,从钢材轧制、构件生产、绿色建材配套、系统集成等,不断提升钢结构住宅的质量和性能。引导未来施工单位、施工单位把钢结构住宅做得更加实用、更加精致。从设计理念、创意的角度,实现整体住宅产品的专业系统集成创新。用数字化手段,让住宅成为科技综合应用的重要载体,让人们更加健康、安全、便捷地住在房子里,这是建筑业高质量发展的根本要求。