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建造群眾喜歡的鋼結(jié)構(gòu)“好房子”
人民群眾對住房和城鄉(xiāng)建設(shè)的要求從“有沒有”轉(zhuǎn)向“好不好”，期盼擁有更舒適安全的居住條件、更便捷高效的市政公共服務設(shè)施和更優(yōu)美宜人的城鄉(xiāng)環(huán)境，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)發(fā)展站到了新的歷史起點上。伴隨我國綠色低碳生產(chǎn)方式、生活方式的轉(zhuǎn)型，讓鋼結(jié)構(gòu)住宅成為“好房子”重要代表，以更高的標準、更好的質(zhì)量，建造人民喜歡的鋼結(jié)構(gòu)住宅，提升人民群眾的生活質(zhì)量和幸福感、獲得感，是新時期建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)工程技術(shù)人員的歷史使命和責任擔當。
鋼結(jié)構(gòu)建造速度快、抗震性好、工業(yè)化程度高，質(zhì)量可靠，材料可以回收利用，體現(xiàn)了綠色低碳的建設(shè)理念。大力發(fā)展裝配式建筑，推進城鄉(xiāng)建設(shè)新型建造方式轉(zhuǎn)型，鋼結(jié)構(gòu)作為技術(shù)成熟的工業(yè)化建筑體系，在城市公共建筑，航站樓、高鐵站房等領(lǐng)域應用越來越廣泛。住宅作為與人民群眾生活密切相關(guān)、具備遮風擋雨、安居樂業(yè)功能的重要場所，建造人民群眾喜歡的高品質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)住宅，是未來鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計、生產(chǎn)和施工企業(yè)和廣大工程技術(shù)人員努力的方向，是開展鋼結(jié)構(gòu)建筑科技創(chuàng)新終極目標。
鋼結(jié)構(gòu)房子優(yōu)勢明顯
我國地域遼闊，不同地區(qū)的氣候環(huán)境、建筑風格，生活習俗，決定了對滿足居住功能和生活需求的房子安全性、舒適性、品質(zhì)性能要求有所不同，對好房子的認定標準也不完全相同。但評價好房子的一條最根本標準，是能夠在地震等自然災害中屹立不倒，最大限度保證人民生命財產(chǎn)安全。2008年，汶川大地震中，采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)建造的綿陽九洲體育館屹立不倒，成為綿陽市及周邊受災群眾的避難場所。在其他強震大震災害中，也證明了鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能。
鋼結(jié)構(gòu)的房子，無論是公共建筑還是居住類建筑，都具有大空間、大跨度、平面布置靈活、室內(nèi)分割方便的特點，可以實現(xiàn)造型多樣化、外立面美觀。對鋼結(jié)構(gòu)住宅來說，不論是超高層公寓樓、高層住宅，或是小高層和低層模塊化、輕鋼集成房屋，都可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化以及技術(shù)、材料和工藝創(chuàng)新，滿足人民群眾各類生活需求，實現(xiàn)良好的居住體驗。為社會建造更多更美的高品質(zhì)、安全舒適的鋼結(jié)構(gòu)好房子，是市場的需要。
鋼結(jié)構(gòu)的房子適合工業(yè)化建造方式，根據(jù)建筑類型、構(gòu)件部品進行拆分組裝，便于生產(chǎn)運輸。鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件、部品都在工廠中生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配化施工，連接簡單、施工速度快、精細化水平高?，F(xiàn)代工業(yè)和科技快速發(fā)展，飛機是天上飛的鋼結(jié)構(gòu)房子，輪船是水里游的鋼結(jié)構(gòu)房子，汽車是地上跑的鋼結(jié)構(gòu)房子。借鑒造汽車的設(shè)計理念、裝配工藝和生產(chǎn)模式，可以提高鋼結(jié)構(gòu)房子的生產(chǎn)效率、縮短建設(shè)周期。堅持設(shè)計引領(lǐng)、高標準建造，發(fā)揮好經(jīng)濟實用、節(jié)能舒適、安全可靠等住宅特點，“好房子”將成為鋼結(jié)構(gòu)住宅的新標簽。
鋼結(jié)構(gòu)的房子與新型綠色墻板、樓板是天然的絕配，在推進節(jié)能減排、綠色低碳方面的優(yōu)勢明顯。近年來，輕質(zhì)陶粒板、加氣混凝土預制板等墻板產(chǎn)品，采用工業(yè)化建造技術(shù)，現(xiàn)場安裝簡捷方便，可大大減少對砂石、水泥、現(xiàn)場水電消耗，施工干凈整潔、不拖泥帶水，建筑節(jié)能效果好。根據(jù)測算，“十四五”期間，按照每年新開工房屋建筑面積10億平方米、拆除改建面積10億平方米的規(guī)模，每提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的面積占比10%，可減少二氧化碳排放6500萬噸、減少建筑垃圾排放1億噸以上，材料可回收利用，符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念，對改善空氣質(zhì)量、減少霧霾都有不小的貢獻。
打通設(shè)計、生產(chǎn)、施工全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同配合，通過推廣型鋼構(gòu)件、降低建筑用鋼量，選擇適配的工業(yè)化墻材、板材，可以降低工程建筑安裝成本，其社會效益十分明顯。如鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)自重輕，梁柱截面尺寸小，可有效提高室內(nèi)使用面積，適合標準化設(shè)計。推進智能建造與建筑工業(yè)化，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有得天獨厚優(yōu)勢。
鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)日趨成熟
近40年來，我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展提供了舞臺，鋼結(jié)構(gòu)綠色施工、智能建造優(yōu)勢最明顯，成為連接材料和工藝最成熟的建造技術(shù)。盡管在建筑用鋼理念、建筑設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論應用研究上，和發(fā)達國家相比還存在一些差距，但在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、施工技術(shù)和工程應用上，我國鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)走在了前列，處于世界領(lǐng)先水平。全球排名前10的超高層建筑，在中國建造的已有7幢。近年來，我國新建的奧運比賽場館、機場航站樓、高鐵站房、跨江跨海大橋等中，70%~80%都采用鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)，取得了舉世矚目的成就。
堅持以市場為導向，走綠色低碳的技術(shù)路線，形成了體系完善的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準，攻克了異形復雜構(gòu)件、超重、超大構(gòu)件的加工制作難題，鋼結(jié)構(gòu)在超高層、大跨度、大空間的公共建筑應用廣泛，形成了具有中國特色的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)、施工能力。我國成為世界名副其實的鋼結(jié)構(gòu)大國，2022年建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量在6500萬噸以上，形成的鋼結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)值3.5萬億元左右，占建筑業(yè)總產(chǎn)值11%左右，在建鋼結(jié)構(gòu)建筑面積達5.1億平方米。全國現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)產(chǎn)能1.2億噸以上。
適應綠色低碳發(fā)展要求，推動智能建造和建筑工業(yè)化協(xié)同，建筑企業(yè)全面提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)、施工質(zhì)量水平，堅持用建筑系統(tǒng)集成思維，圍繞鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新，鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計和專業(yè)深化水平大幅提高，解決了鋼結(jié)構(gòu)配套的技術(shù)、材料、部品集成與應用的問題，新建鋼結(jié)構(gòu)住宅舒適性、耐久性和鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能標準大幅提升，鋼結(jié)構(gòu)與新能源、光伏產(chǎn)品和可再生資源利用技術(shù)不斷成熟，在超低能耗建筑領(lǐng)域得到廣泛應用。
數(shù)字技術(shù)賦能鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)升級。建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺初步建立，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)裝備、科技創(chuàng)新能力以及建筑安全質(zhì)量水平全面提升，為鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、施工提供應用場景。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計階段廣泛應用工程軟件和數(shù)字模擬仿真技術(shù)，基于同一BIM平臺將設(shè)計數(shù)據(jù)導入生產(chǎn)設(shè)備、機器人作業(yè)生產(chǎn)線，實現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)和安裝系統(tǒng)的協(xié)同，提高生產(chǎn)效率和構(gòu)件的精度。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應用，形成了鋼結(jié)構(gòu)建造完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，構(gòu)建了先進適用的智能建造及建筑工業(yè)化標準體系，推進了鋼結(jié)構(gòu)智能制造、數(shù)字建造的快速發(fā)展。
2019年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部陸續(xù)批復了山東、浙江、河南、江西等七省的試點方案，以推動建立成熟的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，推動試點項目落地。在保障性住房、裝配式住宅和農(nóng)村危房改造、易地扶貧搬遷中，明確一定比例的鋼結(jié)構(gòu)住宅項目比例，試點工作取得扎實進展。數(shù)據(jù)顯示，2019年至2021年，全國新建鋼結(jié)構(gòu)住宅分別為1980萬平方米、1206萬平方米、1509萬平方米，占當年新建裝配式建筑面積的7%左右。多地政府推出了一批鋼結(jié)構(gòu)“好房子”案例典型和示范工程。
鋼結(jié)構(gòu)模塊化房屋的技術(shù)成熟、體系完善，在隔離醫(yī)院和應急房屋建設(shè)中大顯身手。將鋼結(jié)構(gòu)模塊化集成房屋技術(shù)用于武漢“火神山”“雷神山”應急隔離醫(yī)院建設(shè)，僅10天時間，建筑面積分別為3.39萬平方米、7.5萬平方米的兩座應急醫(yī)院投入使用，改善了感染病人的救治條件，刷新了社會對鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)品的認知，也對未來鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)體系在各類醫(yī)院病房建設(shè)開辟市場、提供了經(jīng)驗。
堅持需求導向研發(fā)創(chuàng)新
人民群眾對“好房子”的期待，就是建筑企業(yè)開展鋼結(jié)構(gòu)“好房子”設(shè)計研發(fā)方向。鋼結(jié)構(gòu)的“好房子”，既包括鋼結(jié)構(gòu)住宅，也包括超高層寫字樓、會展中心和文化體育場館等各類城市公共建筑。
建造鋼結(jié)構(gòu)“好房子”，第一，要設(shè)計先行，標準引領(lǐng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)有與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造、施工相關(guān)的國家及行業(yè)標準、技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等發(fā)布了140余項，以《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標準》《裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)標準》《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計標準》等為代表的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計、生產(chǎn)、施工和驗收的技術(shù)標準和規(guī)范體系已經(jīng)初步建立。盡快發(fā)布行業(yè)標準《鋼結(jié)構(gòu)住宅評價標準》以及《鋼結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件尺寸指南》《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計標準》《裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)標準》等形成完整適用的標準體系。
第二，房子要人民群眾說好，才是真的好。“好房子”不是標簽，而是對房子舒適性、安全性、節(jié)能水平等的綜合評價，是人民群眾的真實體驗和居住感受，是各類自然災害的檢驗和全壽命周期可靠質(zhì)量的保障。要通過政策引導、政府監(jiān)督，立足市場需求，督促開發(fā)商、承包商聚焦鋼結(jié)構(gòu)房子的安全性、舒適性、耐久性，嚴把質(zhì)量關(guān)。根據(jù)低層輕鋼房屋和多層、高層住宅以及超高層公寓樓等不同的“產(chǎn)品體系”，采用不同的結(jié)構(gòu)體系、建造技術(shù)和工藝、材料，提高可靠性、降低造價。
第三，要堅持成套“產(chǎn)品體系”研發(fā)思路。對鋼結(jié)構(gòu)住宅來說，要根據(jù)建筑高度、結(jié)構(gòu)受力特點、圍護墻材性能和抗震需要，選擇最合適、性能最佳、價格合理的結(jié)構(gòu)體系、墻板和部品、連接技術(shù)和密封材料、施工工藝等。采用標準化、模塊化設(shè)計理念，無論是結(jié)構(gòu)形式、圍護材料和施工工藝，都體現(xiàn)出質(zhì)量最優(yōu)、方案最佳、環(huán)節(jié)最少，施工快捷、省時省力、造價合理、易于推廣，形成鋼結(jié)構(gòu)住宅可復制、可推廣的先進技術(shù)體系。
第四，不能只是結(jié)構(gòu)好，還要建筑好。對現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)住宅存在的設(shè)計保守、結(jié)構(gòu)理論研究深度不夠、用鋼量偏大、造價偏高等問題，“好房子”不僅體現(xiàn)在建造階段，更重要的是使用、運營和維護階段，要讓人民群眾住得踏實、住得安心。鋼結(jié)構(gòu)只是房子的結(jié)構(gòu)，必須根據(jù)居住者的需求，選配好圍護墻體、板材和一體化裝修材料。對不能滿足建筑全壽命周期的部品部件，在設(shè)計階段就應考慮用可更換、易更換的通用材料、設(shè)備產(chǎn)品。比如室內(nèi)裝飾材料、水電暖衛(wèi)管線、門窗部品等。讓住宅使用過程中，最大限度地方便業(yè)主，確保使用功能，滿足居住者對“好房子”的需要、追求。
第五，要正視問題，突破瓶頸，持續(xù)改進。鋼結(jié)構(gòu)住宅現(xiàn)在離人民的期望有差距，并不代表未來做不好，對鋼結(jié)構(gòu)住宅也有一個思想觀念轉(zhuǎn)變、使用維護進行科學引導的問題。鋼結(jié)構(gòu)住宅是工業(yè)化建筑，必須打破傳統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)的施工生產(chǎn)方式，運用新型建造的生產(chǎn)理念，推進鋼材、施工、開發(fā)、運維全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同合作，形成結(jié)構(gòu)、土建、管線和裝配式裝修全專業(yè)鏈的融合發(fā)展，實施設(shè)計、生產(chǎn)、施工全過程工程總承包管理模式。通過鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)采用耐火鋼、耐候鋼和耐腐蝕鋼材，通過技術(shù)創(chuàng)新和材料、工藝研發(fā)，解決鋼結(jié)構(gòu)配套的三板圍護材料體系問題，解決材料隔音、防腐防火等社會關(guān)注度高、人民群眾反映強烈的問題。
鋼結(jié)構(gòu)“好房子”值得期待
《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中提出，發(fā)展智能建造，推廣綠色建材、裝配式建筑和鋼結(jié)構(gòu)住宅?！蛾P(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》提出大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，鼓勵醫(yī)院、學校等公共建筑優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)，積極推進鋼結(jié)構(gòu)住宅和農(nóng)房建設(shè)。
好汽車“好房子”都是人民群眾美好生活的需要。在設(shè)計上，要像智能汽車一樣，以科技賦能住宅。在建造上，要像造汽車一樣造房子。建筑行業(yè)也要學習這種工業(yè)化的生產(chǎn)方式大力發(fā)展裝配式建筑。在使用上，要像汽車一樣建立房屋的體檢和保險制度。在服務上，要像汽車4S店一樣搞好物業(yè)服務。這對從設(shè)計端引領(lǐng)鋼結(jié)構(gòu)住宅高品質(zhì)設(shè)計，采用工業(yè)化生產(chǎn)手段，推動未來鋼結(jié)構(gòu)好房子建設(shè)有著重要的指導意義。
鋼結(jié)構(gòu)好房子已經(jīng)在路上。落實“好房子”建設(shè)目標，未來鋼結(jié)構(gòu)建筑的品質(zhì)性能，將體現(xiàn)在高標準、精細化生產(chǎn)的流水線上，從標準化入手，從型鋼軋制、構(gòu)件生產(chǎn)、綠色建材配套、系統(tǒng)集成，不斷提高鋼結(jié)構(gòu)住宅的品質(zhì)、性能。引導未來建設(shè)單位、施工單位把鋼結(jié)構(gòu)住宅做實在、做精致。從設(shè)計理念、設(shè)計思路上實現(xiàn)整體住宅產(chǎn)品的專業(yè)系統(tǒng)集成創(chuàng)新，運用數(shù)字化的手段，使房子成為科技集成應用的重要載體，讓人民在房子里住得更健康、更安全、更方便，這是建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的根本要求。
建造鋼結(jié)構(gòu)“好房子”已經(jīng)有了一批成功的案例和示范工程。堅持科技創(chuàng)新、技術(shù)引領(lǐng)，如2019年建成的包頭“萬郡·大都城”，項目位于包頭市新都市區(qū)，總建筑面積達到101萬平方米。2020年建成的山東淄博市文昌嘉苑住宅小區(qū)，總建筑面積110萬平方米，全部采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)體系建造。即將落成的城市保障性住房-深圳長圳公共住房項目，總建筑面積115萬平方米，采用裝配式鋼混組合結(jié)構(gòu)，裝配比率達94%。根據(jù)不同戶型，經(jīng)實際測算，鋼結(jié)構(gòu)住宅的使用面積增加5%~8%，購房者得到了實實在在的好處。
落實“雙碳”目標，推進綠色低碳的發(fā)展，將倒逼新型建造方式的轉(zhuǎn)型升級，鋼結(jié)構(gòu)住宅將備受政府、社會、行業(yè)關(guān)注。2022年，在工信部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的支持下，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會、中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會、中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會等5家行業(yè)協(xié)會發(fā)起成立了鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)制造委員會，聚焦工業(yè)化建造思路，圍繞鋼結(jié)構(gòu)“好房子”目標，打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈融合，提高建筑品質(zhì)、降低造價，為社會提供更多鋼結(jié)構(gòu)“好房子”，不斷滿足人民群眾對美好生活的向往和追求。
