工業(yè)化鋼結構住宅建造及推廣分析

張?zhí)K琴

(杭州市建設工程造價和投資管理辦公室，浙江 杭州 310005)

?

工業(yè)化鋼結構住宅建造及推廣分析

張?zhí)K琴

(杭州市建設工程造價和投資管理辦公室，浙江 杭州 310005)

以標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理等為主要特征的工業(yè)化鋼結構建筑,具有自重輕、強度高、節(jié)能環(huán)保、抗震性能優(yōu)越等優(yōu)勢。雖然各級政府已陸續(xù)出臺了各種政策促進鋼結構建筑的發(fā)展,但在推廣鋼結構過程中仍面臨一些問題。今從鋼結構建筑的優(yōu)越性能出發(fā) ,就鋼結構住宅工業(yè)化生產、推廣和應用進行分析。

工業(yè)化鋼結構住宅；節(jié)能環(huán)保；工程造價性價比；推廣分析

工業(yè)化建筑是指通過現(xiàn)代化的制造、運輸、安裝和科學管理的大工業(yè)的生產方式，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產方式,其主要標志是以標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理等為主要特征的工業(yè)化生產方式建造的建筑。工業(yè)化鋼結構住宅由于自重輕、強度高、抗震性能優(yōu)越,同時節(jié)能環(huán)保,在發(fā)達國家廣泛應用于住宅中,基本上占住宅總量的40%～50%。但是,目前我國僅有幾百萬平方米的鋼結構住宅,這與我國目前的鋼產量現(xiàn)狀及國家大力提倡住宅節(jié)能環(huán)保、建筑工業(yè)化的國家政策嚴重不符。另一方面,鋼結構住宅是否能被接受,關鍵還要看其價格能否被社會所接受。否則,鋼結構住宅就不會有更廣闊的市場,也就無從談起鋼結構住宅體系的推廣和應用。下面將著力分析工業(yè)化鋼結構住宅建造和推廣的可能性，以及存在的問題。

1　節(jié)能環(huán)保和抗震減災

我國的傳統(tǒng)住宅主要是鋼筋混凝土結構住宅,其主要材料之一是混凝土,需要消耗大量的水泥,而水泥生產的同時會排放大量的二氧化碳氣體,及礦山資源浪費嚴重,且排放的廢水污染環(huán)境。由于混凝土是一次性建筑材料,不可循環(huán)利用,而舊房拆除形成的建筑垃圾又難處理。因此，鋼筋混凝土結構住宅普遍存在著能耗高、生態(tài)環(huán)境影響大、建造速度慢和綜合經濟效益差等不足。

鋼結構住宅被譽為“21世紀的綠色建筑”,其優(yōu)勢在于：

1)鋼結構住宅的鋼材可回收利用,不會形成建筑垃圾,符合住宅的節(jié)能、綠色和環(huán)保要求,從而形成可持續(xù)發(fā)展。

2)鋼結構住宅可實現(xiàn)構件的工廠化生產,提高住宅的商品化水平,縮短施工周期,并提高資金利用率。

3)標準化模數(shù)設計,工廠加工、制作、安裝一體化。

4)鋼結構住宅輕質高強,可減輕結構自重,并降低基礎造價。

5)鋼結構住宅抗震性能好,鋼材材質的均勻接近各向同性,且塑性和韌性性能好,在地震作用下能吸收較多能量,從而降低脆性破壞危害程度。

6)鋼結構住宅推廣的同時能帶動相關新型建筑材料,如符合環(huán)保要求的輕質墻板、復合樓板以及各種防火防腐材料等的研究和應用,從而帶動相關行業(yè)的發(fā)展。

鋼結構住宅符合可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經濟、便于實現(xiàn)產業(yè)化等顯著特性,也得到了業(yè)界和社會的廣泛認可。尤其是近幾年所遇強烈地震造成的住宅破壞、重大人員傷亡等慘重損失而產生的反面教育,因而，在地震多發(fā)區(qū)更多地建造重量輕及柔韌性、剛性好的鋼結構住宅,是抗震減災、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略行之有效的最佳途徑。因此,無論從民生的需求，還是從住宅技術的發(fā)展,鋼結構住宅的應用與發(fā)展，都有著廣闊的空間與美好的前景。

2　實現(xiàn)住宅產業(yè)化要求

2.1住宅設計體系標準化

在住宅設計中采用標準化的設計方案、構配件、部品和建筑體系,按照一定的模數(shù)規(guī)范住宅構配件和部品,形成標準化、系列化的住宅產品,可減少單個住宅設計中的隨意性,使構件部品能夠實現(xiàn)工廠化的生產、組合,并使施工簡單化。住宅標準化是實現(xiàn)建筑工業(yè)化必經之路,同時也是建筑生產進行社會化協(xié)作的必要條件。

2.2住宅構件部品化

將住宅分解成為一個個相對獨立而又標準協(xié)調的部品,如獨立的廚房、衛(wèi)生間等。住宅構件的部品化是構成住宅本體的基本單元或附屬品,具有相對獨立性,可以單獨進行設計、制造、調試、修改和儲存,便于不同的專業(yè)化企業(yè)分別進行生產的住宅產品。部品化與標準化、工業(yè)化直接相關,因此，發(fā)展部品化是住宅產業(yè)化發(fā)展的技術基礎和關鍵。

2.3住宅生產工業(yè)化

住宅生產工業(yè)化是指用大規(guī)模工業(yè)生產的方式生產住宅產品,包括住宅構配件部品生產工廠化、現(xiàn)場施工機械化、組織管理科學化。

2.4住宅生產經營一體化

住宅生產經營一體化即把生產經營中有密切關系的企業(yè)組成一個有序的整體。

2.5住宅協(xié)作服務化

住宅協(xié)作服務化指將分散的個體的生產轉變?yōu)榧械摹⒋笠?guī)模的社會化生產的過程,表現(xiàn)為住宅生產的集中化、專業(yè)化、協(xié)作化和聯(lián)合化。

上述住宅產業(yè)化的“五化”之間不是獨立的,而是相互聯(lián)系、相互作用的,標準化是產業(yè)化的前提,部品化是工業(yè)化的基礎,工業(yè)化是產業(yè)化的核心,集成化是產業(yè)化的集中體現(xiàn),而社會化則是產業(yè)化各因素綜合作用的結果。

3　多層鋼結構住宅特點

隨著經濟建設的快速發(fā)展,鋼結構在多層民用住宅上的應用日漸增長,如組合樓蓋在多層民用房屋樓蓋中的應用,在不降低結構安全指標的基礎上,既可降低梁高、板厚,減輕結構自重和地震作用,又可獲得較大的住宅空間,滿足住宅使用的要求，相對鋼筋混凝土具有較高的經濟價值。軋制H型鋼的大量生產,樓承板的多樣化,防腐涂料及防火涂料的成熟也為多層民用房屋鋼結構的應用創(chuàng)造了廣闊的空間,多層鋼結構相對鋼筋混凝土結構有如下特點：

1)多層鋼結構住宅具有強度高、質量輕的優(yōu)點,一般可減輕建筑物的自重大約1/3。如鋼材強度為Q235,混凝土強度等級為C25,兩者的強度之比為6,容重之比為3,相同質量的構件,鋼結構的承載力是混凝土的2倍。

2)質量易控制：鋼結構構件工廠加工,節(jié)點螺栓連接,生產自動化程度高,精度有保證,干作業(yè),現(xiàn)場建造轉變?yōu)楣S預制,質量易于控制,可減少施工現(xiàn)場的環(huán)境污染及噪音污染；而鋼筋混凝土結構現(xiàn)場澆注,濕作業(yè),質量與現(xiàn)場技術工人水平有很大關系。

3)施工工期短：鋼結構工廠化生產,現(xiàn)場安裝,工序簡單,工作面大,施工速度快;鋼筋混凝土結構要鋼筋綁扎、支模、澆注、振搗、養(yǎng)護多道工序,耗費人力物力,施工周期長。

4)充分利用住宅空間：鋼結構相對鋼筋混凝土結構梁柱截面小,可以降低層高,增大有效使用面積,結構布置靈活,容易獲得較大空間,能夠懸挑較大跨度。新型輕質圍護板材,不助燃,不霉變,不蟲蛀,裝修一次到位,少維修,管線可暗埋在墻體及樓層結構中,內墻為輕質板材,同時，能增加室內使用面積,更好地滿足住戶的要求。

5)鋼材可以回收利用,而輕質墻板、復合樓板等新型材料,也符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求。

6)基礎工程量減少，地震作用弱：鋼結構自重輕,柔性好,抗震有利,基礎受力減小,基礎截面降低,基礎工程量減少,尤其適合地質條件較差的地區(qū)。

4　工程造價的性價比

鋼結構住宅固然不錯,但相對于混凝土建筑住宅造價較高,阻礙了在市場上的推廣普及。其實,這只是外在現(xiàn)象,鋼結構住宅表面上的高造價,完全可以通過建造過程的綜合平衡予以消化,實際上,它與傳統(tǒng)鋼筋混凝土住宅的造價相比,相差并不大。

1)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土住宅相比,鋼結構住宅在施工和綜合效益方面都具有不可比擬的優(yōu)勢：自重比較輕,比鋼筋混凝土結構要輕30%～50%；鋼結構斷面小,室內住宅布局靈活、開間大,與鋼筋混凝土結構相比可增加住宅有效面積8%左右,并有效增加了使用面積和可利用空間；施工方便、周期短,不受氣候和季節(jié)影響,建造速度快。一般來說,單棟2層以內鋼結構住宅的主體結構從加工到現(xiàn)場安裝完畢僅需10d左右,從基礎施工到新房交付使用僅需1個月,而同類鋼筋混凝土住宅則需要2個多月。

2)建造房屋是一項系統(tǒng)工程,包括設計、制造、運輸、安裝、維修和管理等諸多環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)都將增加房屋建造的成本。因此,應綜合看待成本問題,還包括隱形成本,而不應僅僅著眼于多用了幾公斤鋼材。如對于一項高層住宅工程來說,結構造價所占比例不到工程造價的30%。結構造價又分為上部結構造價和基礎造價,鋼結構在工程總投資中僅占10%。此外,相對小巧的鋼結構部件的運輸成本也較低。因此,鋼結構住宅的土建造價盡管比鋼筋混凝土住宅高10%～20%,但鋼結構住宅可在基礎造價方面節(jié)約30%的資金,同時，鋼結構住宅工期縮短后也可節(jié)約不少開支。

3)營改增后,施工企業(yè)在交納11%的銷項稅后,需要用購置材料的進項稅額進行抵扣才能確保稅負的減輕。目前,對施工企業(yè)來說,商品混凝土的進項稅稅率為3%,而鋼材的進項稅稅率為17%,這也將給鋼結構建筑的推廣帶來有利優(yōu)勢。

4)鋼結構住宅綜合效益較好。鋼結構住宅具有綠色、節(jié)能、環(huán)保等特點,且其主要材料為鋼材,基本可以實現(xiàn)循環(huán)再利用。

綜合以上因素,鋼結構住宅的造價大致可與鋼筋混凝土住宅持平,特別是隨著樓房層數(shù)的增加,鋼結構住宅更具成本優(yōu)勢。

5　推廣途徑分析

鋼結構住宅在我國十幾年的發(fā)展過程并不順利。及至今天,無論是鋼結構制造企業(yè)還是房地產開發(fā)企業(yè),都還未見有把鋼結構住宅作為市場主打陣地的。但事實上,鋼結構住宅是最能實現(xiàn)住宅產業(yè)化的一種建造方式。盡管我國的鋼結構住宅已經有所發(fā)展,但與日本、美國等鋼結構技術比較成熟的國家相比,還有很大差距。我國鋼結構住宅要想快速發(fā)展,還有很多問題需要解決。

1)建設主管部門加大貫徹國家積極推廣鋼結構住宅技術政策的力度,制定相應法規(guī)來促進鋼結構住宅的發(fā)展,在住宅建設規(guī)劃與保障性住房建設中,特別是地震設防區(qū)的住房建設中列入應用鋼結構住宅的內容。

2)通過稅收優(yōu)惠或提供研發(fā)費用支持鋼結構住宅項目的建設并建立節(jié)能環(huán)保示范工程、產業(yè)化基地等獎勵制度與長效措施。引導企業(yè)的研究發(fā)展方向與政府的產業(yè)政策導向相一致。

3)采取措施支持專業(yè)化從事鋼結構住宅研發(fā)、設計或是建設企業(yè)的工作,支持鋼鐵企業(yè)或鋼結構施工企業(yè)自制或聯(lián)合組建專業(yè)化和產業(yè)化的鋼結構房屋公司,直接為市場提供商品化鋼結構住房,并提供新材料、新技術及優(yōu)化措施,切實解決應用中的技術難點。

4)總結與交流經驗,提高鋼結構住宅的設計、建造的水平與質量,針對不同地區(qū)、不同的工程個案,制定專門的設計、施工技術條件,通過采取優(yōu)化技術與管理措施,切實為社會提供經濟實用、性能優(yōu)良的鋼結構住房。

5)杭州作為“中國鋼構之鄉(xiāng)”,應具有先發(fā)優(yōu)勢、集聚優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,在加快推進新型建筑工業(yè)化工作的難得機遇下,可鼓勵鋼結構企業(yè)發(fā)揮先發(fā)優(yōu)勢、集聚優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,加強技術研發(fā)、企業(yè)標準編制和人才培養(yǎng),提升新型建材、新型部件的生產水平和能力,加強與上下游產業(yè)鏈的合作,打造建筑產業(yè)集群,積極參與政府保障性住房、公共建筑等新型建筑工業(yè)化建設項目,在建筑業(yè)轉型升級中發(fā)揮重要作用,充分尊重市場“無形之手”在資源配置中的決定作用。

鋼結構住宅所具有的優(yōu)點決定其必將具有強大的生命力。鋼結構體系,制造工廠化,施工干作業(yè),工期短,工業(yè)化程度高,無污染,符合住宅市場發(fā)展趨勢。可見，隨著鋼結構的進一步發(fā)展,鋼結構體系值得在民用住宅中推廣使用。因此,從民生的需求，貫徹國家政策的要求與發(fā)展住宅技術的要求和實現(xiàn)產業(yè)化等諸多方面看, 鋼結構住宅的應用與發(fā)展有著良好的前景與廣闊的空間,也一定會在行業(yè)領域中占據(jù)它應有的重要位置。

Analysis on the Construction and Popularization of the Industrial Steel Structure Residence

ZHANG Suqin

2016-05-12

張?zhí)K琴 (1964—)，女，浙江富陽人，高級工程師，從事工程造價管理工作。

TU352；TU

B