绿色装配式钢结构建筑可持续发展路径分析

时颖 康春霞

【摘  要】随着我国经济的快速发展、人口老龄化的加剧以及建筑业绿色可持续发展理念的持续推进，装配式建筑应运而生，钢结构是装配式建筑的发展方向。论文总结目前我国装配式钢结构发展面临的问题，从完善相关政策、构建技术标准体系、加强产业协作等方面提出对策建议，以期推动装配式钢结构的可持续发展，促进建筑业的转型升级。

【关键词】装配式建筑;钢结构;可持续发展

【Abstract】With the rapid development of China's economy， the aggravation of the aging of the population and the continuous promotion of the concept of green and sustainable development of the construction industry， the prefabricated building emerges at the historic moment， and steel structure is the development direction of the prefabricated building. This paper summarizes the problems faced by the development of prefabricated steel structure in China， and puts forward countermeasures and suggestions from the aspects of improving relevant policies， constructing technical standard system and strengthening industrial cooperation， so as to promote the sustainable development of prefabricated steel structure and the transformation and upgrading of the construction industry.

【Keywords】prefabricated building; steel structure; sustainable development

1 引言

作为国民经济支柱产业，建筑业在近年来取得了显著成就，对我国经济发展、改善民生、城市化建设等方面都起到了重要支撑作用。但不可否认的是，建筑业仍然是能耗高、建造方式粗放、信息化水平低的传统行业，不符合建设资源节约型和环境友好型社会的要求。建筑业要改变现状、寻求高质量发展就必须融合先进的发展理念及科学技术，迈上绿色化、工业化、信息化的转型升级之路。在新形势下，大力发展装配式建筑是促进建筑业转型升级的重要举措。

装配式建筑是预制部品部件在工厂提前生产，然后运至工地装配而成的建筑，按结构体系主要分钢结构、预制混凝土结构以及木结构三大结构类型。由于自然环境因素的限制，我国木材资源匮乏，装配式木结构不能被广泛推广来解决大量的人口居住问题，目前木结构主要应用于高档低层别墅。装配式混凝土结构雖然耐久性高、可塑性强，但是其预制构件重，运输半径大，运输成本的管理费用偏高。装配式钢结构具有钢材重量轻、抗风抗震性能佳、施工周期短、建筑品质高、有效使用面积大、节能环保、经济性好等优势，与其他两种结构相比，钢材可回收再利用，更契合可持续发展的理念，是绿色建筑的代表，是天然的装配式建筑。

2 装配式钢结构的发展现状

鉴于装配式钢结构建筑具有抗震性好等优势，其在日本、美国等发达国家得到广泛应用。日本有三成以上的房屋采用钢结构，在住宅领域钢结构甚至占比超过了七成;美国钢结构被应用到各种类型的建筑中，其中在住宅领域钢结构占比超过四成。装配式钢结构建筑的广泛推广及应用，给社会带来了巨大的综合效益。在我国，钢结构建筑的应用主要集中于商业地产、大跨度会展中心、体育场馆、工业厂房等公共建筑领域，并且发展势头良好，技术较为成熟。而钢结构在住宅领域则发展缓慢，和发达国家存在较大差距，这与人们对钢结构住宅的性能优势认知存在局限、对钢结构住宅的综合效益认识不足等存在一定的关系。为了改善目前我国住宅因多为钢筋混凝土或砖混结构而整体性差、抗震性能不佳的问题，应大力发展钢结构住宅。随着人口老龄化的加剧，建筑业人工成本处于上行趋势，并且自2017年以来水泥、混凝土等原材料的价格快速攀升，混凝土结构相对于钢结构的成本优势在逐渐缩小。钢结构建筑有助于化解钢铁去产能困局，巨大的市场空白为装配式钢结构建筑预留了大量发展空间[1]。

自2019年以来，行业层面对装配式建筑的政策逐渐向钢结构住宅倾斜。2019年3月，住建部公布《住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点》中提出要开展钢结构装配式住宅建设试点，推动建立成熟的钢结构装配式住宅建设体系。2019年6月，住建部发布《装配式钢结构住宅建筑技术标准》，在钢结构住宅的设计、生产、施工安装、质量验收、维护及管理等方面制定了详细规范。

3 装配式钢结构发展存在的问题

3.1 标准体系尚未完善

目前我国装配式钢结构建筑尚未形成统一的、行业认可的标准体系，导致整个产业链的各环节无法参照一个统一的标准执行，企业就不可能进行产品的批量化生产，工业化水平低导致成本增加、钢结构市场发育不完善，影响了装配式钢结构建筑建造水平和发展速度。

3.2 建筑成本高

我国建筑产业化起步较晚，目前处于初级阶段。在此阶段，采用装配式建造方式尚未形成规模效应，预制构件标准化程度不足且生产和运输成本过高，建设生产未做到真正提升效率，无法发挥工业化批量生产的价格优势，装配式建筑的综合效益不明显。装配式钢结构建筑用钢量大，其造价相较于混凝土结构偏高，在前期投入资金量大而回报周期长，影响了企业的生产积极性。

3.3 信息化发展滞后

建筑工业化的发展需要现代信息技术的支撑。装配式钢结构建造过程是一个复杂的系统工程，其建造模式既需要实现建筑、结构、机电、内装等全专业系统一体化装配，也需要实现设计、生产、施工等全过程一体化实施。然而，目前BIM技术虽有一定的实践，但总体上推进缓慢，尤其缺少对设计、生产、运输、施工全过程管理及应用，在一定程度上限制了装配式建筑的发展。

3.4 专业人才短缺

与传统建筑的建造方式不同，装配式钢结构建造模式需采用大量新技术、新工艺、新方法，对相关参与者提出了更高的技术要求，而行业内缺少与之相匹配的专业人才。设计人员、生产人员、施工人员、管理人员等相关技术人员都更熟悉混凝土结构建造技术和管理模式，对装配式钢结构缺少了解和实践经验，短时间不能完全适应新的设计理念和施工方法。专业人才的短缺，将不利于装配式钢结构建筑产业的持续发展。

4 装配式钢结构发展的对策与建议

4.1 完善相关政策，构建技术标准体系

推进装配式钢结构建筑的发展，应以政府引导为基础，市场化运作为手段，适当推行相应的激励扶持政策，如土地供给、科技研发、资金配套、人才引进等方面给与政策倾斜，引导和鼓励企业发展装配式钢结构建筑，尤其是住宅领域。同时应健全监管机制，制定配套措施，为装配式钢结构建筑发展营造良好的市场环境。根据装配式钢结构发展现状，应加大规划、设计、生产、施工等各环节的标淮化建设，完善和提高技术标准体系;加大关键技术、工艺工法、配套管理方法的研發力度，提高行业整体的技术及管理水平[2]。

4.2 提高工业化程度，降低建设成本

导致装配式钢结构建筑成本高的主要原因有两点：一是用钢量大，材料成本高，因此需对主体结构进行轻量化设计，减少整体钢材的消耗量;二是预制构件加工成本高，因此需要进行标准化设计，批量生产发挥规模优势，降低成本。由此可见，降低成本的关键是实现建设全过程的标准化，做到标准化设计、标准化生产及标准化施工，提高行业工业化程度。同时做好设计优化，加大施工阶段新工艺、新方法的硏发，充分发挥装配式钢结构建筑在提高质量、降低成本、缩短工期等方面的优势，提升整体综合效益[3]。

4.3 加强产业协作，提高综合效益

装配式建筑采用设计、施工、制作与安装高度协调统一的一体化建造模式，需要上下游企业加强协作，共建相互依存、合作共赢的产业联盟，使得工程项目建设全过程形成完整的产业链，加快产品研发、技术推广、成果转化。提高BIM技术在装配式钢结构建筑中的利用率，逐步实现全过程全产业链信息化管理，实现数据传输与共享，提高项目各参与主体间的协同效率。同时，积极推广EPC工程总承包模式，实现设计施工一体化，发挥装配式钢结构建筑的建造优势，提升整体综合效益。

4.4 重视人才培养，建立多元化培养机制

保障装配式钢结构建筑良性发展的基础是专业技术人才。人才培养是一个长期性的系统工程，需要从建立和完善专业资格认证、技术考核体系、职业技能培训体系等方面培养专业化的生产、施工、管理队伍。与此同时，可结合信息技术与制造业的发展，加大力度研发建筑机器人，让机器人代替人力进行生产、施工和检测等工作。此外，针对人才短缺现象，企业还可以与高校合作进行产学研协同育人，联合培养钢结构相关专业的人才，推动装配式钢结构建筑的健康发展。

5 结语

装配式钢结构建筑因其具有自重轻、抗震性能好、节能环保、装配率高等特点，加之有利于化解我国钢铁行业产能过剩问题，推广装配式钢结构建筑有助于构建项目建设全过程资源节约和环境友好的发展模式，符合可持续发展理念，在很大程度上将推动建筑业的转型升级。虽然在现阶段，推行装配式钢结构应用和发展的过程中遇到了一些问题，需要进一步加强研究，但装配式钢结构建筑定将成为建筑业转型升级的主要推动力量。

【参考文献】

【1】胡泊，刘冰，韦凯杰.钢结构建筑在装配式建筑发展过程中的优势[J].福建建材，2020（02）：31-32+106.

【2】廖礼平.绿色装配式建筑发展现状及策略[J].企业经济，2019，38（12）：139-146.

【3】李惠玲，王婷.我国装配式钢结构住宅产业化发展面临的问题与对策研究[J].建筑经济，2020，41（03）：20-23.