钢结构住宅面临的机遇和挑战

任 辉 启

(总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023)

钢结构住宅面临的机遇和挑战

任 辉 启

(总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023)

钢结构是最符合可持续发展要求，具有节能、环保、绿色优势的结构体。本文介绍了钢结构住宅的优势，讨论了我国钢结构住宅发展面临的机遇以及钢结构住宅发展过程中所受到的制约瓶颈，在此基础上，对钢结构住宅如何进行技术研发和市场推广提出了一些建议。

钢结构住宅;发展机遇;制约瓶颈

1 钢结构住宅发展现状

我国钢结构住宅发展较晚，目前还处于研究、探索和起步阶段，大规模的研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅，还没有走过10个年头。在住房和城乡建设部、中钢协等部门的大力推动下，全国陆续召开了关于以“住宅钢结构”为主题的研讨会，各地区积极响应，投入力量探索发展道路，钢结构住宅正在我国稳步发展。自我国开始发展钢结构住宅以来，政府已经组织编制了《低层轻钢结构住宅技术要求》、《钢结构住宅国家建筑标准设计图集》、《钢结构住宅设计规范》、《轻型钢结构住宅技术规程》、《低层冷弯薄壁型钢建筑技术规程》等有关钢结构住宅设计、制造、施工的技术标准、规范，这些技术文件为设计应用提供了充分的依据，对促进和规范钢结构住宅的发展、确保工程安全和降低成本发挥了重要作用。建设部于2011年底发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》，并组织了36项钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题，开展试点工程等。这些条件都极大地促进了我国钢结构住宅建筑产业的快速健康发展。近5年我国完成超过300万m2的钢结构住宅试点工程建筑[1-5]。

2 钢结构住宅的优势

钢结构建筑，可以形象的比喻成生产电视机一样的建筑住宅，把电视机所需要要的零部件在流水线上进行拼装。按照相关标准生产的横梁、立柱、门窗、板墙等建筑零件运到钢结构厂房进形模块化拼装，然后再将这些半成品的建筑零件运输到施工现场进行搭建，它颠覆了建筑业近百年的传统作业，改变了原有的建筑模式[6-9]。这种住宅建筑具有一系列优势：

(1)安全可靠性高。因为钢材是理想的弹塑性材料，具有很好的延性，能较好的消耗地震产生的能量，所以抗震性能好，结构安全度高，完全能够满足住宅的安全性。

(2)施工安全。由于钢结构构件，采用工厂化生产制作，产品生产由先进的生产设备完成，现场施工由机械化操作，现场安装工作量明显减少，并且质量容易控制，明显降低人工作业误差，施工更安全。

(3)工期短。施工不受天气影响，楼板采用装配式钢筋桁架自承式楼板，可实现多层同一时间施工，实现立体交叉流水作业，施工速度快，一天2层～3层，比传统建筑节省3/4的建筑工期。

(4)绿色环保可持续。传统建筑每m2产生的建筑垃圾高达200 kg，在有些大规模建设的城市，建筑垃圾占城市垃圾的半壁江山，建筑物料运输及施工会产生大量扬尘，这个污染源达到城市污染总量的五分之一，且传统建筑耗水极大，产生的废水贻害无穷。

同时传统的砖混结构的住宅以及钢筋混凝土住宅，拆除后所产生的建筑垃圾无法再利用，同时建筑垃圾堆放也成了一个非常棘手的问题。而钢结构住宅的钢材可以实现95%以上的回收，实现循环利用，符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构建筑600 a的使用寿命，可成就“百年建筑”梦想。此种建筑易拆卸，异地重建代价小，真正做到建筑的可持续。

(5)合理利用空间。由于钢材强度高，设计时可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，可以满足不同用户的需求，创造开放式住宅，钢结构建筑的断面小，与传统的钢筋混凝土结构相比有效建筑面积可增加5%以上。

3 我国钢结构住宅面临机遇

3.1 产业政策方面

近两年，国家出台了多项对行钢结构业发展和转型升级有重要影响政策。在国发[2013]41号《关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》中，要求大力推广钢结构在建设领域的应用；2014年5月18日，在第8届中国国际钢铁大会上，工业和信息化部领导提出“……在公共建筑和政府投资建设领域开展钢结构应用试点”。

2015年9月30日住房和城乡建设部、工业和信息化部印发的《促进绿色建材生产和应用行动方案》，从“钢结构和木结构建筑推广行动”等10个方面部署了相关任务，方案明确在文化体育、教育医疗、交通枢纽、商业仓储等公共建筑中积极采用钢结构，发展钢结构住宅，在工业建筑和基础设施大量采用钢结构，在大跨度工业厂房中全面采用钢结构。

国发[2016]6号文《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》中，建议推广应用钢结构建筑，结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施，开展钢结构建筑推广应用试点，大幅提高钢结构应用比例。

从以上资料中可知，符合可持续发展的节能环保型钢结构住宅将会在城镇化住宅建设中扮演越来越重要的角色。

3.2 节能环保住宅的要求

低碳、环保是2016年召开的全国两会上的热议话题。钢结构作为建筑领域低碳环保的先驱，已经成了低碳经济发展要求下的必由之路。传统的建筑生产效率低，对环境和耕地破坏严重，给经济发展带来了不小的负担。因此在新一轮的住宅建设中，比传统建筑在环保、节能、高效等方面具有明显优势的绿色环保型钢结构住宅将面临新的发展机遇[10-11]。

3.3 基础条件方面

(1)我国钢结构专业施工企业数量多，企业实力正在稳步提高，很多企业具备建造智能化自动制造流水线的能力，企业已有相当规模，基本满足产业化。

(2)已探索若干种工业化建造的钢结构住宅结构体系，比较成熟的有冷弯薄壁轻钢框架、全钢纯框架、钢框架钢支撑、钢框架-混凝土核心筒、钢框架-钢板剪力墙、钢管混凝土组合框架等体系，这些结构体系已经完成了示范工程的建设，有些已经开始推广应用[12]。

(3)钢结构住宅的围护体系发展日趋成熟，钢筋桁架楼承板、水泥加肋(筋)叠合板、组合外墙板、龙骨轻质复合墙面板等围护板材部品各方面的性能越来越完善，特别是一些新型围护墙体材料不断涌现，这些围护材料不仅施工简单，而且造价较低。

(4)随着钢材材料费的降价，钢材占建筑总造价的比重大大下降；钢结构建筑由于构件工厂化制作，人工劳动力所占比例相对较低，反而在当前建筑市场劳动力成本居高不下的背景下，成本优势凸显。

4 我国钢结构住宅制约瓶颈

4.1 工程造价问题

钢结构住宅在美国、加拿大、日本等国家使用已十分普遍，而我国只是近年来才出现了少量的钢结构住宅建筑。之所以钢结构住宅在我国没得到开发商和业主的重视，很大程度上是与我国国民的观念有关。人们普遍认为钢结构用钢量大、造价高，不符合我国的消费水平，这是一种片面的认识。

4.2 钢结构技术人员问题

我国专门研制钢结构技术人员少。与传统结构领域相比，大多数设计和施工单位在传统结构体系方面有专长，而在钢结构方面缺乏相关人才，国内在钢结构领域的设计人员整体相对较弱，严重制约了各类钢结构体系的实际推广和应用。由于我国钢结构住宅尚处于开发阶段，施工技术工人更是奇缺。培训技术人员是发展钢结构住宅的重要环节[13-15]。

4.3 钢结构标准、规范问题

国内有关钢结构的标准、规范滞后，美国的行业规范每年更换一次，而我国的规范则十几年不变，有些规范已经不能适应当前的要求，但仍然在使用，规范规定刻板。为了推动钢结构的健康、快速发展，须完善我国钢结构的标准、规范。更为迫切的是，目前尚无专门涉及各种不同钢结构住宅体系的标准[16-19]。

4.4 钢结构住宅的防火、防腐问题

钢的物理性能决定了钢结构住宅必须考虑防火、防腐问题。按照我国防火、防腐规范要求，必须涂刷防火、防腐涂料或采取其它措施，传统的涂刷防火、防腐涂料的方法将会大大的增加工程造价，在达到防火、防腐要求的同时，最大限度的降低防火、防腐成本，我们必须尽快找到合理的解决方案。

5 展 望

钢结构住宅不是钢结构、墙体、门窗等简单的堆砌，是1个体系、1个系统、1个有机的整体具有产业化的性质，要逐步发展完善，必须建筑、结构、材料、施工、管理、水、暖、电、气、门窗、装饰装修等相关专业协同工作，解决钢结构住宅应用的关键问题。

钢结构住宅技术开发要做一些应用性基础研究，房屋企业是创新主体，技术研发、建材研制、房屋建设各环节互相协调、互相促进，从而形成完整的产业链。在发展过程中应结合节能省地、绿色建筑、废旧利用、循环经济等相关要求，寻求政府的政策支持，同时结合地域特色，形成具有中国特色的钢结构住宅。

[1] 詹瑜.钢结构住宅发展现状及效益分析[D].广州：华南理工大学,2012:20-40.

[2] 王俊,赵基达,胡宗羽.我国建筑工业化发展现状与思考[J].土木工程学报,2016,49(5):1-8.

[3] 仝丰沛.住宅产业化带来建筑业的新发展[J].住宅与房地产,2016(4):3.

[4] 张爱林.工业化装配式多高层钢结构住宅产业化关键问题和发展趋势[J].住宅产业,2016(1):10-14.

[5] 郜记华,张璐.中国钢结构住宅现状与发展前景综述[J].河南科技,2015(3):100-101.

[6] 吴萌萌.预制装配式钢结构建筑经济性研究[J].江西建材,2016(13):100.

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[8] 吴萌萌.预制装配式钢结构建筑经济性研究[J].江西建材,2016(13):100.

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[12] 罗开富,张虎.以观念更新促潜力挖掘 杭萧钢构公司推广钢结构住宅产业调查[J].中国建筑金属结构,2016(3):46-48.

[13] 郝际平.创新,钢结构住宅产业化的核心驱动力[J].中国建筑金属结构,2015(5):38-39.

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Opportunities and Challenges on Steel Structure Housing in China

REN Huiqi

(The Third Engineer Scientific Research Institute of the Headquarters of the General Staff, Luoyang 471023, China)

Steel structure is most consistent with the requirements of sustainable development, energy saving, environmental protection, green advantage. In this paper, first of all, the advantages of steel structure housing are introduced. Secondly, opportunities and bottleneck restricting, which are in the process of steel structure house development in China, are discussed. So far as steel structure housing is concerned, a number of recommendations are put forward in order to carry out technology research and market expansion more efficiently than ever before.

steel structure housing; development opportunities; constraining bottleneck

2016-12-10

任辉启(1953-)男，湖南长沙人，中国工程院院士.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.01.001

TU391

A

1674-5403(2017)01-0001-03