鋼結構建筑集成化發展及展望
2018-06-21 14:14 鋼構之窗 系統管理員
1.中國建筑業的轉型之路
傳統粗放型生產方式造成了高耗能、高污染、高浪費、質量不可控等諸多問題。如：原料生產、部品加工帶來的問題，使用過程帶來的問題，拆除過程帶來的問題。
以建筑拆除垃圾為例，我國僅拆除建筑物產生的垃圾數量就占到城市垃圾總量的30%~40%，每年產生的建筑垃圾高達4億噸，約為發達國家的兩倍，位居世界第一。更為嚴重的是，建筑行業所帶動的巨大經濟和高耗能源，增加了生態環境的污染，從而成為出現霧霾天氣的主要誘因之一。 近些年以來，全國部分城市先后持續出現大范圍霧霾天氣，污染范圍覆蓋近270萬平方公里，波及17個省市，影響近6億人口，引起了人們的廣泛關注。另據相關統計，我國大、中城市空氣污染的15%左右來源于建筑工地的揚塵和裝修。毋庸諱言，治理污染已是中國人的集體意志，上至中央最高層，下至社會最基層，莫不如此。
2017年冬季，為了打好“藍天保衛戰”號稱北京史上最嚴“停工令”開始正式實施：從2017.11.15～2018.03.15期間，北京城六區全部區域、十個新城區及亦莊經濟技術開發區的城區及建成區，各類道路工程、水利工程等土石方作業和房屋拆遷施工等全部停工，確保揚塵治理達標，拒不停工者，依法從嚴從重處理!
此外，全國亦有不少其他省市和地區針對愈演愈烈的霧霾問題，對建筑揚塵污染開始進行專項嚴管嚴查行動。另一方面，早在2013年1月，國家統計局公布的數據顯示，2012年我國15—59歲勞動年齡人口在相當長的時期里第一次出現了絕對下降，這意味著中國人口紅利的拐點已在2012年出現。全國相當部分地區的“用工荒”問題突出，建筑企業的人力用工成本也隨之水漲船高。
1.2 建筑行業的轉型之路
面對當前的困局，建筑行業的產業升級、結構轉型刻不容緩！建筑行業必須進行大變革，要么生要么死，轉型升級是唯一的選擇！
建筑業完成脫胎換骨蛻變的轉型之路：
推廣應用減輕資源、環境壓力的可循環建筑，即以綠色化為發展目標。具體實現途徑為廣泛使用以減少能源消耗為目標，兼備節能、環保和低碳優點的綠色建筑。
蹄疾步穩地推進建筑產業現代化發展，即走工業化的發展道路，這是我國建筑業轉型升級的必由之路。新型建筑工業化是能夠實現建筑產品節能、環保、全生命周期價值最大化的可持續發展的新型建筑生產方式。
1.3 綠色建筑的內涵
安全性、經濟性、“四節一環保”、使用過程的節能性。
適用性、耐久性、綠色施工。
1.4 建筑工業現代化發展的特點
建筑工業化的基本內涵是以綠色發展為理念，以技術進步為支撐，以信息管理為手段，運用工業化的生產方式，將工程項目的設計、開發、生產、管理的全過程形成一體化產業鏈。其建造方式一般是指采用標準化的構件，通用的大型工具進行生產和施工的方式。它的最高發展形式即為集成化建造。
1.5 發展裝配式建筑是建筑業轉型升級的最佳選擇
裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作量轉移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用部品、部件，如樓板、墻板、樓梯、陽臺、廚衛等，運輸到建筑施工現場，通過可靠的連接方式在現場裝配安裝而成的建筑。
順應時代的發展，我國建筑行業必須進行轉型升級：走可持續發展之路，走綠色發展之路，走工業化發展之路，并要密切關注建筑全壽命周期的綠色化理念，是建筑業當前發展的方向與著力點。大力發展裝配式建筑、盡快實現集成化建造，能夠提高資源/能源的利用效率，減少建筑垃圾和揚塵污染，提升建設效率和工程質量，化解過剩產能。這是實現建筑行業轉型升級的最佳選擇，亦是建筑業界各方面形成的共識。
2.集成化建筑與鋼結構
2.1 集成建筑的定義
集成建筑（House Integrated）是以專業化大工廠和社會化協作的生產方式，將建筑部件加以裝配集成為市場提供終極完善產品的全新建筑體系，即是裝配式建筑的終極發展目標。
集成建造不僅是建筑部件、構配件的集成，也是集優選的設計方案，先進的生產管理方式，性能優良的材料設備于一體的優化集成產品。
2.2 集成建筑的優點
集成建筑通過標準化設計的結構構件和維護體系快速組合而成，具有“低碳經濟、綠色環保”的特性。
其優點包括但不限于：標準化程度高，構件互換性強；工業化程度高，安裝速度快；自重輕，便于裝運；造型美觀、布局靈活。
2.3 鋼結構的特點
鋼結構節能、節材、節地、節水，有利于資源及環境保護，符合可持續發展戰略的需求。
節能：煉鋼產生的CO2是燒制水泥的20%，消耗的能源比水泥少15%。
節地：鋼結構建筑可提高單位面積土地的使用率，增加5%～8%的使用面積。此外，鋼構件在工廠加工制作，施工現場占用場地少。
節材：鋼結構住宅可以減少40%左右的沙石、水泥的使用。其自重較鋼筋混凝土結構減輕約1/3，可以節省30%左右的地下樁基。
節水：鋼結構主要構件在工廠完成制作加工，現場僅需進行拼接安裝， 大幅減少施工用水量。據統計，“盒式”鋼結構建筑能夠降低施工用水量達95%。
環保：鋼結構建筑CO2排放量約為480kg/m2，而傳統混凝土建筑排放量為740.6kg/m2，前者CO2的排放量相比后者可降低35% 以上。除此之外，鋼結構建筑能夠減少建筑施工垃圾80%以上。
2.4 鋼結構是集成建筑發展的合理選擇
發展鋼結構集成化建筑切合我國當前國情的發展需要；符合我國建筑行業綠色發展和生態文明建設的長遠目標；能夠促進我國建筑業回歸產業化、真正走上實現現代化的發展道路。鋼結構是最適合裝配式建筑、集成化建造的結構體系，其生來就是裝配化的。它的材料特點、加工方法和安裝過程真正意義上蘊含著集成建筑的基因，可以說是我國發展集成建筑的不二選擇與最佳代言。
3.鋼結構集成建筑的發展現狀
3.1 鋼結構集成建筑發展的歷史沿革
集成房屋（即裝配式房屋，又稱為可移動或可多次拆裝房屋），誕生于上個世紀50年代末。經過近50年的發展，鋼結構集成房屋在歐美與日本市場發展規模以及行業集中度都已達到較高水平。
日本形成了以大和房屋集團、東海房屋為代表的整體式和折疊式房屋；而歐美則形成了以美國通用設備公司GE、法國ALGECO、德國ALHO、日本長河為代表的箱型活動房屋。
我國集成房屋的發展史：
約1965年~1990年：逐漸出現集成房屋的雛形，主導產品為單層木制活動房屋。
約1991年~2000年：活動房屋得到較廣泛的應用，主導產品為水刷石活動房屋、菱鎂板活動房屋。
2001年之后：彩鋼活動房屋的應用加快，主導產品為拆裝式彩鋼夾芯板活動房。集成住宅開始得到應用。
3.2 鋼結構集成建筑的分類
根據鋼結構集成建筑的應用領域及產品特點，可將其主要分為活動房屋與集成住宅兩類。活動房屋還可分為拆裝式房屋及移動式房屋。移動式房屋根據其運輸方式可以分為組裝式移動房屋和整體式移動房屋。集成住宅多用于舒適性要求較高的臨建或用于滿足永久性使用需求的建筑。其設計較靈活，注重使用舒適性，可按客戶的要求量身定做，當前其標準化程度相對較低。
3.3 鋼結構集成建筑的發展趨勢
目前國內的鋼結構集成建筑主要形成了以“集成、裝配” 為主要特點的新型模塊化（集裝箱、盒子型）建筑體系。其優點是集成度高，裝配化程度高，施工速度快。缺點在于保溫和隔音等建筑功能比傳統建筑稍差，適合做臨時建筑和景區建筑。
當前，鋼結構集成建筑開始從過往的1.0時代邁向2.0時代：1.0時代：僅是結構形式采用鋼結構，其他圍護與傳統結構無差別；2.0時代：從圍護體系和建筑形式等都是適應于鋼結構本身特點：從單一結構形式向專用結構形式發展，同時呈現出體系化、系統化、集成化的特征，結構、設備、機電一體化特點。其發展趨勢為：向標準化方向發展；向舒適化、個性化方向發展；應用領域逐步由軍事、基建領域向民用領域擴展。
3.4 當前存在的主要問題
目前，我國鋼結構集成房屋在臨建設施領域的應用取得了可喜的成就，但其進一步的推廣與發展仍存在著一些不可忽視的問題：市場對集成房屋了解得還是較少，消費者存在認識誤區。不少購房者仍然將集成房屋等同于僅能遮風避雨的“廉價房”，沒有看到它各方面優秀的表現。這樣，迫使相關企業在開拓自己的業務的同時，需要花費更多的時間和人力物力成本，不得不進行常識“掃盲”。現階段缺乏直接充分的產業發展優惠扶持政策相關支持政策的缺位導致了我國集成房屋應用領域的局限性，只能在臨建領域拓寬市場，而在發達國家中流行的集成住宅在中國市場發展卻緩慢。目前在國內，鋼結構集成建筑發展的真實情況是：市場積極先行，政策緩慢趨后。
技術標準和相應法規尚未明確完善，導致工程質量難以控制，無序競爭現象頻發。當前我國雖然對集成建筑設計與施工有著基本規定，但是遠未達到完整配套的程度，阻礙了整個行業進一步健康有序的提高與發展。
4.鋼結構建筑集成化發展的展望
2017年10月18日，習近平總書記作黨的十九大報告中第九部分為“加快生態文明體制改革，建設美麗中國”。國家各有關部委文件落實中央精神,地方政府政策響應。
幾點展望:
重視創新。一方面，應以量大面廣的住宅為重點，加大適宜于各個地方的裝配式建筑體系的集成研發，與信息化和工業化、智能制造、綠色制造、高端裝備深度融合，開發出適合我國各地特點的鋼結構集成化建筑體系。另一方面，需要以問題為導向，解決鋼結構集成建筑進一步推廣發展的關鍵問題。
“政、產、學、研、用”五結合。鋼結構集成建筑的發展與應用需政府、鋼企、高校、科研和市場相結合，加強宣傳、鼓勵力度，使更多的人打破保守思想、落后觀念，力爭讓消費者更好地了解鋼結構建筑，放心地選擇鋼結構建筑。
關注“互聯網+BIM”。建筑一體化管理（BIM）信息平臺，可支持各專業協同工作、項目的虛擬建造和精細化管理，為建筑業的提質增效、節能環保和集成化建造提供有利條件。
5.結語
裝配式建筑、集成化建造充分契合了綠色設計理念，能夠最大程度實現建筑現代工業化，是我國建筑業進行產業升級、結構轉型的 不二選擇。
積極在我國推廣應用鋼結構集成建筑，有助于我國早日實現“天藍地綠美麗中國”的生態文明建設目標，符合走“可持續發展道路”和建設“環境友好型社會”的國家戰略目標和宏觀布局。
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