住宅是人類生存和發(fā)展的基本物質(zhì)生活資料之一。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)速度的加快和國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人們對(duì)住房的需求大大增加,對(duì)居住品質(zhì)要求不斷提高。我國的房地產(chǎn)業(yè)得到了持續(xù)空前的發(fā)展,為住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展創(chuàng)造了有利環(huán)境。
在所有的結(jié)構(gòu)材料中,輕質(zhì)高強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、工業(yè)化程度高、抗震性能好的“綠色材料”鋼材更適合工業(yè)化生產(chǎn),更符合國家對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,在住宅市場有著良好的發(fā)展前景。
1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)
裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅是指按照統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的建筑部品規(guī)格將鋼構(gòu)件制作成房屋單元或部件,然后運(yùn)至施工現(xiàn)場裝配就位而生產(chǎn)的住宅。與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比,裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1.1 空間布置靈活。鋼結(jié)構(gòu)主要為鋼框架結(jié)構(gòu);鋼框架-支撐結(jié)構(gòu);鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu),相比于磚混結(jié)構(gòu)住宅,住宅開間尺寸較大,墻體多為非承重墻,平面空間布置自由。
1.2 綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)具有生態(tài)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),改建和拆遷容易。材料的回收和再生利用率高。而且采用裝配化施工,取代了現(xiàn)場濕作業(yè)的方式,占用的施工現(xiàn)場少,施工噪音小,降低了能耗和建筑垃圾的產(chǎn)生,是真正意義上的綠色建筑,符合可持續(xù)發(fā)展的需要。
1.3 自重輕、承載力高。裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的自重約為同高度混凝土結(jié)構(gòu)建筑的1/2~3/5,且鋼結(jié)構(gòu)柱截面面積較混凝土結(jié)構(gòu)柱的截面面積減少一半左右,有效增加了建筑的使用面積。鋼結(jié)構(gòu)重量輕,為其安裝、運(yùn)輸提供了便利條件,同時(shí)減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷,降低地基、基礎(chǔ)部分的造價(jià)。
1.4 質(zhì)量優(yōu)良、抗震性能優(yōu)越。裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)件均可由專業(yè)工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),可通過現(xiàn)代化檢測與標(biāo)準(zhǔn)化控制保證建材質(zhì)量,同時(shí)可避免惡劣天氣影響施工質(zhì)量。鋼材輕質(zhì)高強(qiáng)、延性好、塑性變形能力強(qiáng)的特點(diǎn),也提高了住宅的抗震性能,增加了安全可靠性。
1.5 實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化,施工工期短。裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅所有部件均可采用工業(yè)化生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成化,提高住宅的科技含量和使用功能。同時(shí),裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝可以通過BIM體系實(shí)現(xiàn)一體化。變“現(xiàn)場建造”為“工廠制造”,提高住宅的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化水平,縮短施工工期。
1.6 經(jīng)濟(jì)適用。隨著工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展以及國家的大力扶持,裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅預(yù)制構(gòu)件的成本將不斷降低。與此同時(shí),人力資源的短缺與人工成本持續(xù)的升高將對(duì)傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)施工造成較大沖擊,裝配式建筑將更具經(jīng)濟(jì)效益。
2 國內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的現(xiàn)狀
我國對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研究起步較晚,直到 1994 年才正式提出住宅產(chǎn)業(yè)化的概念。經(jīng)歷近 20 年的快速發(fā)展,我國現(xiàn)階段裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的主要發(fā)展方向可分為低層輕鋼裝配式住宅和多、高層輕鋼裝配式住宅兩類。其中近年來尤為受國人觀注的是遠(yuǎn)大集團(tuán)重點(diǎn)發(fā)展的多、高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。該公司獨(dú)創(chuàng)的節(jié)點(diǎn)斜撐加強(qiáng)型鋼框架結(jié)構(gòu)體系在360小時(shí)內(nèi)建成了30層樓的主體結(jié)構(gòu),獲得了“中國速度”的轟動(dòng)性社會(huì)反響。該體系的施工采用“搭積木”的方式,大大加快了現(xiàn)場施工速度。這從一個(gè)側(cè)面也反映了時(shí)代在變革,建筑行業(yè)本身升級(jí)換代的必然需求強(qiáng)烈。
3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅存在的問題
(1)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)體制,缺乏完善的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范體系。無完善的施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。(2)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和配套設(shè)施不完善,無法真正形成一套完整的裝配式體系。(3)現(xiàn)有墻體材料性能和安裝方法很難滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅在保溫、通氣、防火以及耐用性等方面的要求。現(xiàn)有的外墻用材缺乏豐富多彩。材料品質(zhì)也缺乏多樣化。規(guī)格沒有建立標(biāo)準(zhǔn)化。節(jié)點(diǎn)也沒有相應(yīng)的規(guī)范化,現(xiàn)場裝配效率低。(4)產(chǎn)業(yè)尚在培育與發(fā)展中,預(yù)制部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度低,集成化程度和科技含量低,不能有效降低房屋綜合營造成本,難以進(jìn)入商品房市場,只能依靠國家政策支持先從保障房打開缺口。(5)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅要求研發(fā)大量的新技術(shù)。目前國內(nèi)還缺乏這方面的科研人才。國內(nèi)研究鋼結(jié)構(gòu)住宅的人員較少。
4 我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅未來發(fā)展的有利條件
4.1 政策支持。在節(jié)能減排和可持續(xù)性發(fā)展的大背景下,住建部和各地主管部門均建立了推廣機(jī)構(gòu)并制定了激勵(lì)辦法。如《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》等。具體到省市,上海市提出到2015年外環(huán)內(nèi)建筑一半實(shí)現(xiàn)裝配化施工,到2016年外環(huán)內(nèi)所有建筑實(shí)現(xiàn)裝配化施工。可以看出,我國在不遺余力地不斷推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化的發(fā)展,為其提供有力的政策保障。
4.2 技術(shù)發(fā)展。隨著改革開放,中國加入WTO,經(jīng)濟(jì)全球化。國內(nèi)外企業(yè)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)交流已經(jīng)非常頻繁,從大量引進(jìn)國外先進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、施工技術(shù)到逐漸形成具有研發(fā)、制造、施工能力的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈,經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展,我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)已日趨成熟,為轉(zhuǎn)型發(fā)展集成化程度更高的裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而且,近幾年來,大型鋼結(jié)構(gòu)企業(yè),著眼未來建筑市場前景,紛紛加快了建筑工業(yè)化的進(jìn)程,與高校合作,致力于發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑,并取得了一批成果,助推了裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的技術(shù)發(fā)展。
4.3 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。自改革開放以來,我國鋼產(chǎn)量飛速增長,已連續(xù)多年位居世界鋼產(chǎn)量首位,正逐步邁向鋼鐵強(qiáng)國行列,國內(nèi)企業(yè)完全具備規(guī)?;a(chǎn)的能力。同時(shí)隨著產(chǎn)量的增長,如今國內(nèi)鋼材已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩。近期國家的重大發(fā)展戰(zhàn)略“一帶一路”正是有基于大量基建設(shè)施與材料的過剩產(chǎn)能需要外銷的考慮,此時(shí)大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅也能內(nèi)部消耗過剩產(chǎn)能,激發(fā)企業(yè)活力。此外,國內(nèi)建材技術(shù)近年來也取得較大進(jìn)展,可為裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)基礎(chǔ)。
5 結(jié)語
隨著人力資源的短缺與人工成本持續(xù)的升高,建筑行業(yè)本身升級(jí)換代的必然需求以及國家對(duì)于低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求,住宅產(chǎn)業(yè)化將會(huì)是我國住宅業(yè)發(fā)展的必由之路,而其中輕質(zhì)高強(qiáng)、工業(yè)化程度高、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用的裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅無疑更受青睞,具有廣闊的發(fā)展空間,將帶動(dòng)住宅施工行業(yè)的革新。