发展新质生产力:建筑业转型升级与装配式钢结构建筑优势

   日期:2024-11-12     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:369    
核心提示:钢结构建筑天然具有装配化、工业化、绿色化特征,充分发挥其“轻、快、好、省”的优势,通过技术和管理的双轮创新驱动,助推装配式钢结构建筑高质量发展,是发展新质生产力的重要着力点。

开场白:“发展新质量生产力”作为推动高质量发展的重要抓手,已成为今年经济社会工作的核心任务之一。建筑业作为国民经济的传统支柱产业,是工业高质量发展的重要组成部分,是发展“新精品生产力”的重要阵地。为此,设立了专栏,邀请行业相关专家分享他们对建筑行业发展新质量生产力的看法和建议。敬请期待。

向工业化、数字化、绿色化转型升级,是建筑业高质量发展的现实需求,也是未来行业发展的一大趋势。钢结构建筑天然具有装配化、工业化、绿色化的特点,充分发挥其“轻、快、好、省”的优势,通过技术和管理的双轮创新驱动,助推装配式钢结构建筑高质量发展,是发展新型质量生产力的重要着力点。

把握建筑业转型趋势,认清装配式钢结构建筑优势

我国建筑业仍是劳动密集型传统产业,施工方式较为粗放,与高质量发展的要求相比还有较大差距。去年召开的全国住房和城乡建设工作会议强调,要深化建筑业供给侧结构性改革,继续推进工业化、数字化和绿色化转型,努力为全社会提供高品质的建筑产品,打造升级版的“中国制造”。这为建筑业高质量发展指明了方向和路径。

工业建筑的内涵是工厂化生产和现场安装,将制造业的标准化、零部件化、装配化的概念引入建筑业,把建筑变成工业化产品。但是,建筑行业要实现“造车造房”并不容易。从实际的角度来看,建筑业工业化比制造汽车更难。原因是:第一,建筑材料不能像汽车零部件那样进行刨削和铣削;二是建筑构件不仅体积大、体积庞大、重量大,而且安装设备和方法也完全不同,建筑最终是在现场安装,而不是在工厂安装。第三,建筑产品的个性化特点很明显,没有两栋房子是完全相同的。工业建筑的特点是标准化设计、工厂化生产、装配式建筑、集成装修、信息化管理、智能化应用,其核心是装配式建筑,因此建筑要实现“建家如车”,就必须大力发展装配式建筑,这是工业化的重要抓手。

轻钢结构建筑_轻钢建筑结构规范_轻钢结构介绍

数字化的核心技术包括BIM(建筑信息模型)和数字孪生,建筑行业的数字化转型需要将行业标准、规则、经验和要求数字化,形成海量数据,通过信息平台贯穿建筑的全生命周期、全产业链和所有参与者。新型工业化就是在工业化的基础上融合数字化,推进管理方式改革,催生新的建设方式。智能建造也是以数字化为基础的,智能建造与新型建筑工业化协同发展,旨在立足于行业的实际发展,同时夯实工业化发展基础,争取向更高的智能化水平。智能建造的重点是将人工智能技术与工程建造技术相结合,核心技术是智能算法和智能建造机器人的应用。目前,行业内大部分自动化设备都不能称为“智能”,智能强调“机器一代”,可以人机交互,可以通过自主学习实现认知升级。智能建造与新型建筑工业化协同发展,符合我国建筑业的发展现状,具有创新性和先进性,能够给行业带来根本性的变化轻钢结构建筑,是发展新型质量生产力的关键。

建筑业正在向工业化转型,数字化和绿色化,工业化和数字化是手段和方法,绿色化是目标。转型的最终目标是改变传统的粗放式建设方式和发展模式,提质、降本、增效,打造绿色产品,打造“好房子”。一座好房子应该是安全、实用、美观、绿色的,从而做到“四断一环保”,绿色发展理念要贯穿于工程建设的整个生命周期,包括绿色建材的选择和材料回收,实施绿色设计、施工、运维管理, 以及新能源利用、雨雪收集、垃圾回收利用、减排等现代先进技术的应用。

钢结构建筑具有装配化、工业化、绿色化的典型特征,其优点是轻便、快捷、良好、经济。轻是指钢结构材料重量轻、强度高、构件截面小、重量轻、承载能力高,适用于较大的跨度,便于运输和安装。快是指钢结构在工厂内制作,可批量生产,工业化程度高;工厂制造和施工现场高强度螺栓安装的施工方法,可有效缩短工期,为降低成本、充分发挥投资的经济效益创造条件。好是指原材料具有良好的机械性能、高可靠性、良好的焊接性、密封性、耐久性、良好的结构抗震性能、易于拆卸、对新技术的良好适应性。节约意味着与混凝土结构相比,整个生命周期的综合成本更低,并且钢材可以回收利用。装配式钢结构建筑的发展不仅是建筑业向工业化、数字化、绿色化转型的要求,也是建筑发展过程中的必然趋势,是建造好房子的重要支撑。

扫清高质量发展障碍 促进装配式钢结构建筑堆积要

充分发挥钢结构优势,必须正视发展中面临的问题,采取针对性措施,为高质量发展扫清障碍,实现从装配式建筑钢结构向装配式钢结构建筑的跨越。

建立“完全组装”的概念。不仅要实现结构的组装,还要实现外围护结构、内部安装系统、设备和管道、装饰的组装。为了实现全装配,基于 BIM 技术的信息集成是必须解决的第一个问题。

树立“集成”的概念。一是设计、生产、施工、运维一体化,深入推进降本增效。钢结构发展的弱点是施工成本高,但如果从从设计到运维一体化的角度考虑,可以显著降低成本。二是建筑、结构、构件、机电设备、装饰装修要一体化。例如,高层钢结构建筑的柔韧性大,围护系统与结构的协调变形能力高,否则围护系统容易变形和开裂,影响建筑物的使用效果和寿命。保温、隔热、防腐、防火、照明、遮阳等结构构件的集成不仅可以解决一系列问题,还可以提高建筑物的质量。第三,绿色低碳等新技术的应用应与建筑的功能相结合。第四,必须将集成技术集成标准的制定提上日程。

优化结构系统。围绕装配化、产业化发展目标,优化钢结构建筑结构体系,努力减少构件,改进连接方式,推进标准化发展。

轻钢建筑结构规范_轻钢结构建筑_轻钢结构介绍

优化设计。通过优化设计,解决了钢结构建筑梁柱外露问题。在实践中,简单地用钢筋混凝土构件代替钢构件,钢结构的优点难以发挥,使用功能降低,用钢量增加。

研究和开发适应工业化的施工方法。设计标准化,结构件、结构、机电、装饰、装饰和装配等出厂,是钢结构建筑的特色优势。要发挥优势,加快发展模块化建筑,实现快速施工,减少现场焊接作业,节省劳动力,减少环境污染。

配套零部件的研究与应用。一是由于建筑的个性化特性,零部件难以批量生产,标准化和通用化程度低;二是产业链不完善;第三,三板(地板、内外墙板)系统与建筑结构不匹配。通用系统是以零部件和连接技术的标准化、通用性为基础的,适合于专业化、社会化生产,是一种比较完善的工业化形式。只有大力发展以通用零部件为主的通用体系,才能为“造车造房”奠定基础。

改变对空心楼板的感知。装配式建筑采用叠加楼板和连接件二次浇筑,这并不是一种完美的工业施工方法。行业企业应聚焦工业建筑的核心,平衡个性化和标准化的需求,重新认识空心楼板的价值,开发新工艺,攻克其弊端,发挥其优势,强化楼板装配式建筑的短板。

轻钢建筑结构规范_轻钢结构建筑_轻钢结构介绍

解决人们关心的问题。一个是成本问题。钢结构建筑的成本略高于混凝土结构建筑,需要从全生命周期综合成本的角度为人计算账,赢得市场认可。更重要的是,我们必须不断降低装配式钢结构建筑的成本,通过科技创新和管理创新来提高性价比。二是钢结构耐腐蚀性差的问题。钢结构在潮湿和腐蚀性介质的环境中容易生锈,但在正常使用环境和正常维护下,其耐用性超过混凝土结构。耐候钢和新型防腐技术的应用,使钢结构的耐久性进一步提高。但是,应高度重视外壳结构和接头的防腐并定期维护。三是防火问题。钢结构耐热或不耐火,必须采取防火措施,实现主动防火与被动防火相结合。第四,舒适度问题。通过合理的设计、精心的施工和精心的维护,通过保证结构刚度,防止墙体开裂和渗漏,并保证保温、隔热、隔音、防潮、气密性和防护要求,可以达到理想的舒适度。随着新技术的应用,钢结构的舒适度可以进一步提高。

加快关键技术研发。关键软件和激光3D扫描仪、建筑机器人、3D打印设备等“卡脖子”问题尚未得到很好的解决,BIM技术亟需实现根本性突破,智能建造技术的发展仍处于探索阶段轻钢结构建筑,智能建造与工业化协同发展还有很长的路要走。

提高员工素质。钢结构建筑技术含量高,对员工的能力要求高。一方面,企业应通过培训学习改变传统混凝土建筑的施工思维,提高对钢结构创新发展的认知,不断提高技术能力和管理水平;另一方面,高校要瞄准市场需求,改革人才培养模式,优化专业设置,推进学科交叉,大力培养复合型人才。

目前,我国钢结构建筑发展迅速,大量钢结构场馆、机场、车站和高层建筑拔地而起。随着建筑业工业化、数字化、绿色化转型的不断深入,装配式钢结构建筑将蓄势待发,为以创新和质量为关键的发展激发形成新的动能和新优势,为新的质量生产力的发展赋能。

(作者为中国工程院院士、重庆大学钢结构工程研究中心主任)。

 
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