綠色建筑風潮之下的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展

徐建華 王 東

一、綠色建筑概述

綠色建筑中的 “綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園，而是代表一種概念，指建筑能充分利用自然資源，并在不破壞環(huán)境基本生態(tài)平衡條件下建造，又可稱為 “可持續(xù)發(fā)展建筑”和 “生態(tài)建筑”。綠色建筑被看作是一種資源節(jié)約型的建筑，最大限度地減少不可再生的能源、土地、水和材料的消耗，產(chǎn)生最小的直接環(huán)境負荷（如溫室氣體排放、空氣污染、污水、固體廢物及對周邊的影響）。綠色建筑不僅講究建材的綠色環(huán)保和本地化，還在于建材生產(chǎn)到建筑物的設(shè)計、施工、使用、管理及拆除回收等整個生命周期。

二、社會背景

1.國內(nèi)外綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀

國際上對綠色建筑的探索和研究始于20世紀60年代。60年代美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞把生態(tài)學和建筑學兩詞合并，提出 “生態(tài)建筑學”的新理念。1973年的中東石油危機給各發(fā)達國家的經(jīng)濟帶來重創(chuàng)。為了緩解這種情況，各國紛紛推出各種強制性的節(jié)能措施，其中，高能耗的建筑及建筑節(jié)能受到了特別的重視。在這期間，世界各地掀起一股有關(guān)綠色建筑的風潮，各種新建筑名稱也繁花似錦般地涌現(xiàn)。80年代，節(jié)能建筑體系日趨完善；90年代之后，綠色建筑理論研究已經(jīng)比較系統(tǒng)和完善。近幾年，在鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展方面，一些工業(yè)發(fā)達國家已較為普及，如日本、澳大利亞等國的鋼結(jié)構(gòu)建筑已占全部建筑數(shù)量的50%，美國達20%。

我國近幾年綠色建筑得到了比較迅速的發(fā)展，成績顯著，但同時也應(yīng)看到，在這個過程中也存在著較多不足之處。我國每年新建的建筑和現(xiàn)有的存量建筑，絕大部分屬于高耗能建筑。如建筑用的水泥，從石灰石礦的開采，到燒制成水泥，運輸至生產(chǎn)廠家制成商品混凝土，再應(yīng)用于建筑施工，這一過程需要消耗大量的能源。建筑建成之后，建筑的使用運行和最后的廢棄處理，都需要耗能。整個過程，建筑消耗了較多的水資源、原材料，造成了一定的空氣污染、溫室氣體效應(yīng)、水污染、固體廢物和氟氯化物。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)剛處于起步階段，鋼結(jié)構(gòu)住宅比例不足5%。

2.國家政策

如今這個工業(yè)高度發(fā)達的時代，出現(xiàn)了高樓林立、阡陌交通，但同時也出現(xiàn)了高密度的污染及大規(guī)模的廢棄物排放。這一問題，近些年逐漸引起相關(guān)部門的重視，也相繼有一些措施出臺。從上世紀末開始，國家頒布了在建筑工程中推廣使用鋼結(jié)構(gòu)的政策措施，提出了到2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)用量達到鋼材總產(chǎn)量6%的目標。2000年5月，國家專門成立鋼結(jié)構(gòu)專家組，將住宅鋼結(jié)構(gòu)列為 “十五”期間的發(fā)展重點。2001年 《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導則》的發(fā)布，使36項鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系及關(guān)鍵技術(shù)研究課題得以深入扎實地推進，一大批鋼結(jié)構(gòu)住宅試點工程相繼在北京、天津、上海等地建成。近幾年，黨中央提出“要大力發(fā)展節(jié)能省地型住宅，全面推廣節(jié)能技術(shù)，制定并強制執(zhí)行節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水標準，按照減量化、再利用、資源化的原則，搞好資源綜合利用，實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展”，堅持走資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路，從每一棟建筑做起，讓越來越多的綠色建筑構(gòu)成我國未來希望的發(fā)展前景。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的 “綠色”優(yōu)勢

1.自重輕，可降低基礎(chǔ)造價。鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對較高，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕，能夠承受更大的荷載、便于運輸和安裝。

2.運輸、安裝工程量少。采用鋼結(jié)構(gòu)可為施工提供較大的空間和較寬敞的施工作業(yè)面。同時柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆筑、組合樓蓋的施工等，可以實行立體交叉作業(yè)，大大縮短施工周期。

3.同等用途體積較小，提高了住宅的有效使用率，基礎(chǔ)費用也較低，總體用料減少，在施工時可大大減少砂、石、水泥的用量。同時鋼結(jié)構(gòu)是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種，便于機械化制作，集約生產(chǎn)，精度高，安裝方便，因此總體成本較低。

4.具有可回收再利用的特點，采用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)易于拆卸、加固和改建，符合當前國家對建筑業(yè)提出的可持續(xù)發(fā)展的要求。

5.鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品壽命較長，一般在50—80年之間。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在維修上非常簡單，功能平面上的調(diào)整可發(fā)揮的空間較大。

6.鋼結(jié)構(gòu)建筑安全性高，抗震、抗風性能好。因為鋼結(jié)構(gòu)重量輕，結(jié)構(gòu)側(cè)移、受力主要是風荷載影響，材料延展性好，結(jié)構(gòu)體系基本不進行轉(zhuǎn)換，豎向剛度均勻，因此具有較高的安全性。

四、鋼結(jié)構(gòu)的技能瓶頸

1.鋼結(jié)構(gòu)本身的缺陷

（1）鋼結(jié)構(gòu)的防火性能差

隨著溫度的升高，強度就降低。如果一旦發(fā)生火災(zāi)，結(jié)構(gòu)溫度達到500度以上時，就可能全部瞬時崩潰。

（2）鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕

鋼材處于有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中容易銹蝕，如遇潮濕環(huán)境、土壤、工業(yè)廢氣等，會顯著降低鋼材的強度、塑性、韌性等力學性能。

2.現(xiàn)存鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)自身存在的不足

（1）鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)缺乏一定的專業(yè)人才。

鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑工程中屬于技術(shù)要求較高且技術(shù)較復雜的一種結(jié)構(gòu)，過去人們一直和混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)打交道，對這兩種結(jié)構(gòu)比較熟悉，而對鋼結(jié)構(gòu)接觸較少，還不能適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)建筑項目的需要。現(xiàn)在必須重視并加強鋼結(jié)構(gòu)建筑研究、開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、檢測等各方面技術(shù)人才的教育和培訓，提高專業(yè)隊伍的人員素質(zhì)，為提高鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

（2）鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)量較多，但魚龍混雜，具備一定規(guī)模的還比較少。

近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用和發(fā)展，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)市場不斷擴大，導致全國各地出現(xiàn)大量新建和轉(zhuǎn)產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)制作安裝的企業(yè)，其中既有國內(nèi)知名的大型企業(yè)，也有不少個人承包的小作坊，良莠不齊。

五、總結(jié)

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)自身獨特的優(yōu)勢適應(yīng)了當今社會低碳節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境，是典型的 “綠色建筑”。鋼結(jié)構(gòu)建筑的大力發(fā)展是大勢所趨，未來幾年時間里，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)要在政策的支持與引導下，揚長避短，發(fā)揮自身的創(chuàng)新能力，克服發(fā)展道路上的種種障礙，努力縮小與發(fā)達國家的差距，把我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展壯大。