預(yù)制裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅國內(nèi)現(xiàn)狀研究

　　引言

　　20世紀(jì)70年代至今，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)得到了深入的發(fā)展，總體走向成熟。這些發(fā)達(dá)國家鋼結(jié)構(gòu)住宅的科研和工程應(yīng)用起步較早，工業(yè)化水平已經(jīng)很高。迄今為止，國外鋼結(jié)構(gòu)住宅已經(jīng)形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化住宅體系，并且在住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方面的研究已經(jīng)進(jìn)入對(duì)住宅體系靈活性、多變性的研究階段。這對(duì)我國住宅鋼結(jié)構(gòu)體系及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展有很大的借鑒意義。

　　1 中國預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀

　　預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，適應(yīng)工業(yè)化需求，且抗震性能優(yōu)越、施工周期短、鋼材可回收、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。但由于種種原因，我國在多高層住宅建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)住宅的僅占了很小一部分，這其中既有人們傳統(tǒng)觀念難以接受的問題，也有預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅自身的問題。

　　1.1 政策背景

　　我國住宅產(chǎn)業(yè)化的正式提出,始于1999年國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部等八部委《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見》，要求加快住宅建設(shè)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量，具體提出了發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的要求。國務(wù)院（1999）第72號(hào)文件更是為預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供了前所未有的政策支持，該文件明確提出：發(fā)展預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅，擴(kuò)大預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場占有率，將會(huì)加速住宅產(chǎn)業(yè)化過程，對(duì)我國建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

　　1.2 行業(yè)背景

　　2003年以來的大規(guī)模行業(yè)投資造成的鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，2012年新開工面積負(fù)增長以及施工面積連續(xù)數(shù)月增速下降而壓制了需求，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)疲軟導(dǎo)致家電、船舶、機(jī)械等涉鋼商品消費(fèi)萎靡。在供給端和需求端共同擠壓下，鋼鐵行業(yè)已由微利運(yùn)行進(jìn)入虧損狀態(tài)。雖然2012年四季度以來，伴隨著全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境好轉(zhuǎn)，下游需求的整體好轉(zhuǎn)支撐鋼價(jià)逐步上漲，但總體來說，現(xiàn)階段是一個(gè)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的好時(shí)機(jī)。

　　1.3 發(fā)展現(xiàn)狀

　　我國鋼結(jié)構(gòu)住宅起步較晚，大規(guī)模研究開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近幾年才發(fā)展起來。預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在國內(nèi)起步更晚，觀望者多，需求量少，實(shí)施者少。近年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速。

　　2 國內(nèi)預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅主要實(shí)踐

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑市場興起于上海和廣東，現(xiàn)在雖已遍布全國，但因地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，可將其分為北京、上海、蘇杭、粵閩、天津等五大區(qū)域。鋼結(jié)構(gòu)建筑企業(yè)主要分布在東南沿海地區(qū)的主要城市，如上海、杭州蕭山、東莞和無錫等大中城市，而在東北、西北、西南和華中地區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展緩慢，有些城市還處于起步階段。

　　2.1 北新集團(tuán)

　　作為北新建材發(fā)展新型房屋業(yè)務(wù)的重要平臺(tái)，北新房屋成立于2002年，由北新建材與豐田、新日鐵、三菱等公司合資設(shè)立，公司全套引進(jìn)日本先進(jìn)的輕鋼結(jié)構(gòu)房屋技術(shù)，以現(xiàn)代房屋制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和定制化實(shí)現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)、制造、安裝，實(shí)現(xiàn)“像造汽車一樣造房屋”。

　　成都青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)花園村項(xiàng)目是由北新集團(tuán)全資子公司北新集成房屋有限公司與成都市青白江區(qū)政府合作開發(fā)的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)住宅項(xiàng)目，占地140畝，可容納266戶。這是青白江新農(nóng)村建設(shè)的示范項(xiàng)目，同時(shí)也是成都市新型輕鋼節(jié)能建筑。青白江區(qū)清泉鎮(zhèn)花園村項(xiàng)目體現(xiàn)了北新集成房屋在建造過程、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的集成以及抗震性能等方面的突破。

　　2.2 遠(yuǎn)大集團(tuán)

　　我國首座工廠化集成建筑在長沙建成，這是一棟前所未有的住宅樓。在全部零部件都是工廠化生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)房屋里，看不到任何管線路和風(fēng)口，而房子卻正在制冷或取暖，提供冷、熱水；當(dāng)主人遠(yuǎn)在千萬里之外，可通過家里的電話自動(dòng)打開空調(diào)和音響，或關(guān)閉窗戶和電燈??這種我國首創(chuàng)的全新概念的集成建筑，通過了湖南省建委組織的國內(nèi)外專家的技術(shù)鑒定。據(jù)介紹，集成建筑的誕生掀開中國建筑史上新的一頁，預(yù)示著專業(yè)化大工廠生產(chǎn)住宅的時(shí)代已經(jīng)來臨。

　　2011年在湖南省洞庭湖畔，遠(yuǎn)大可建一廠僅僅用了15天（360個(gè)小時(shí)）就建成了一幢高30層總建筑面積達(dá)1.7萬平方米的酒店大樓。而且大樓主體框架建成用時(shí)僅46個(gè)小時(shí)，大樓封層耗時(shí)僅90個(gè)小時(shí)。這座大樓由遠(yuǎn)大集團(tuán)建造，命名“T30”。大樓之所以建成神速，是因?yàn)槠?3%的部分不是在工地蓋起來，而是在工廠生產(chǎn)，連內(nèi)裝修一起做完后運(yùn)到現(xiàn)場，隨后像拼積木一樣拼裝起來。

　　2.3 寶鋼集團(tuán)

　　作為鋼鐵行業(yè)的龍頭，寶鋼集團(tuán)一直致力于加大鋼結(jié)構(gòu)住宅領(lǐng)域的拓展力度。早在2008年，在武漢黃金口小區(qū)，寶鋼和賽博思公司就開始開發(fā)建造鋼結(jié)構(gòu)住宅示范工程。該工程被國際鋼鐵協(xié)會(huì)Living Steel(住宅鋼結(jié)構(gòu))項(xiàng)目選定作為中國地區(qū)可持續(xù)性住宅的示范建筑。

　　2011年，寶鋼成立了寶鋼建筑系統(tǒng)集成有限公司，打造鋼結(jié)構(gòu)住宅從信息化管理、集成化設(shè)計(jì)、裝配化施工到最后的裝修建筑一體化的完整產(chǎn)業(yè)鏈，希望實(shí)現(xiàn)“像造汽車一樣造房子”的目標(biāo)，核心業(yè)務(wù)范圍將涵蓋政府公用建筑、保障型住宅、商業(yè)建筑、商品住宅。

　　2012年，由寶鋼集團(tuán)牽頭發(fā)起的國內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)民用建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟近日在上海正式成立。據(jù)介紹，該聯(lián)盟匯聚了寶鋼集團(tuán)、中國建筑股份有限公司、同濟(jì)大學(xué)、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院等23家行業(yè)內(nèi)知名的企業(yè)、院校和科研機(jī)構(gòu)，涵蓋技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)、工程施工、部品部件生產(chǎn)、房產(chǎn)開發(fā)等建筑產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。

　　3 我國預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展阻力

　　3.1 市場接受度低

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展面臨的首要問題是現(xiàn)階段社會(huì)對(duì)這種新的住宅體系還存有疑問。毋庸諱言，鋼結(jié)構(gòu)住宅在防火、梁柱節(jié)點(diǎn)做法、樓板形式、配套墻體材料、經(jīng)濟(jì)性上尚有許多不完善的地方。中國消費(fèi)者由于長期居住在磚混或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅中，習(xí)慣將混凝土住宅的優(yōu)勢與鋼結(jié)構(gòu)住宅的劣勢作比較。強(qiáng)大的慣性力量的轉(zhuǎn)變不是一朝一夕的事情，這需要一個(gè)逐步接受的過程。

　　3.2 設(shè)計(jì)方法滯后

　　傳統(tǒng)的住宅設(shè)計(jì)和預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)無論從結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、基本模數(shù)的確定、平面的定位方式、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想等等方面都存在著很大的區(qū)別。在方案階段，通用結(jié)構(gòu)體系和專用結(jié)構(gòu)體系沒有區(qū)分，模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思想沒得到足夠重視；在施工圖階段，缺少對(duì)于構(gòu)件及裝配節(jié)點(diǎn)的深化設(shè)計(jì)，沒有解決構(gòu)配件的標(biāo)準(zhǔn)化定型和裝配節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造詳圖設(shè)計(jì)，這些問題或多或少阻礙了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。

　　3.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺乏

　　預(yù)制裝配式住宅的相關(guān)設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范欠缺，與之相關(guān)的施工工藝、工法和安全規(guī)程也還未建立，甚至在某些方面和國內(nèi)現(xiàn)行的建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范在很多地方還不兼容，使得設(shè)計(jì)、審批、驗(yàn)收無標(biāo)準(zhǔn)可依。這對(duì)工業(yè)化住宅的大規(guī)模推廣是一個(gè)障礙。

　　3.4 工程造價(jià)偏高

　　造價(jià)偏高是阻礙鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的關(guān)鍵因素，特別是與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅相比，鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)明顯較高。采用預(yù)制裝配式的建造方式之后，構(gòu)件作為工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)入施工單位，還增加了稅收環(huán)節(jié)，在房價(jià)日益高漲的背景下消費(fèi)者更難以接受。由于缺乏經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策，眾多開發(fā)商缺乏建造預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的積極性，因而阻礙了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣應(yīng)用。

　　3.5 部品部件發(fā)展滯后

　　鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)，由于過去缺乏技術(shù)引導(dǎo)，市場需求沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度。因此，我國的相關(guān)產(chǎn)品功能性單一，工業(yè)化程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量還不能滿足住宅產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前，該技術(shù)零散而不系統(tǒng)，技術(shù)水平及標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，不配套，需進(jìn)一步研究創(chuàng)新并進(jìn)行整合。我國鋼結(jié)構(gòu)住宅在建材和部品方面，目前建造輕鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)工程所需材料許多要從國外運(yùn)來，甚至有些由外商在中國大陸委托加工的部件，往往也只能到國外去采購，在國內(nèi)市場上一時(shí)還找不到。這嚴(yán)重制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和推廣。

　　4 預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅未來發(fā)展建議

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的特點(diǎn)，可以達(dá)到工廠化和裝配化的要求，并且抗震性能優(yōu)越、工業(yè)化程度高、施工周期短、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。建筑工業(yè)化是以構(gòu)件預(yù)制化生產(chǎn)、裝配式施工為生產(chǎn)方式，以設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件部品化、施工機(jī)械化、管理信息化為特征　能夠整合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值最大化的可持續(xù)發(fā)展的新型建筑生產(chǎn)方式。

　　4.1 加強(qiáng)政府對(duì)預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)作用

　　在推廣預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的道路上，政府的引導(dǎo)作用不可忽視。國家有關(guān)部門應(yīng)制定相應(yīng)的激勵(lì)和扶持政策，對(duì)已建成的示范工程應(yīng)及時(shí)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和宣傳，使之成為今后的發(fā)展模式。此外，政府還應(yīng)當(dāng)投入一定的科研資金，鼓勵(lì)科研單位開展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅及相關(guān)技術(shù)的研究工作。加強(qiáng)政府在預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的作用，通過在政府主導(dǎo)項(xiàng)目中采用住宅產(chǎn)業(yè)化的建設(shè)，有助于推動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品為市場所接納，也通過政府的示范效應(yīng)，帶動(dòng)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

　　4.2 采用模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法

　　目前國內(nèi)設(shè)計(jì)單位大多數(shù)較少涉及鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化的設(shè)計(jì)方法更是不甚了解，仍舊按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法去進(jìn)行設(shè)計(jì)，影響了預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣。因此，總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化的設(shè)計(jì)方法并加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員在標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化設(shè)計(jì)方面的技術(shù)培訓(xùn)是當(dāng)務(wù)之急。

　　4.3 引入BIM技術(shù)

　　BIM即建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。俗話說：“工欲善其事，必先利其器。”BIM提供了一種交互式的預(yù)制裝配式住宅虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)，可針對(duì)每個(gè)預(yù)制構(gòu)件，建立構(gòu)件信息化系統(tǒng)。在構(gòu)件制作、施工前對(duì)構(gòu)件進(jìn)行虛擬三維檢討，以期在制作和施工前發(fā)現(xiàn)存在的各種問題并予以解決。

　　結(jié)語

　　預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國處于起步階段，其發(fā)展面臨很多問題。但從社會(huì)綜合效益分析以及改善住宅品質(zhì)、提高安全生產(chǎn)和文明施工水平、縮短施工周期、減少對(duì)熟練勞動(dòng)力依賴等潛在價(jià)值來看，發(fā)展工業(yè)化預(yù)制裝配式建筑技術(shù)，是國家和地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平的必然選擇，也是住宅產(chǎn)業(yè)化是我國住宅業(yè)發(fā)展的必由之路。