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樓承板品牌_工業化裝配式多高層鋼結構住宅產業化關鍵問題

【概要描述】  摘要 我國建筑業的工業化、信息化發展相對落后，粗放式建設和生產模式面臨嚴峻挑戰。2015年12月20日中央城市工作會議全面深刻地分析了存在的突出問題，明確提出了解決思路、關

樓承板品牌_工業化裝配式多高層鋼結構住宅產業化關鍵問題

【概要描述】  摘要 我國建筑業的工業化、信息化發展相對落后，粗放式建設和生產模式面臨嚴峻挑戰。2015年12月20日中央城市工作會議全面深刻地分析了存在的突出問題，明確提出了解決思路、關

詳情

　　

樓承板品牌_工業化裝配式多高層鋼結構住宅產業化關鍵問題


　　摘要

　　我國建筑業的工業化、信息化發展相對落后，粗放式建設和生產模式面臨嚴峻挑戰。2015年12月20日中央城市工作會議全面深刻地分析了存在的突出問題，明確提出了解決思路、關鍵環節和具體要求。工業化和城鎮化是現代化的基礎，樓承板廠家，工業化裝配式高層鋼結構住宅產業化是發展我國全壽命綠色建筑、促進住宅產業化轉型升級、化解當前鋼鐵產能過剩的重大戰略需求，更是我國建筑業實現現代化的必由之路。本文結合作者近年來的研究成果，總結國內外對鋼結構住宅產業化研究現狀的基礎上，指出工業化裝配式鋼結構住宅發展面臨的重大機遇，提出了我國推進工業化裝配式高層鋼結構住宅產業化必須解決的關鍵性問題及解決思路，必須打破落后觀念、落后標準規范的禁錮，突破建設管理體制障礙，培養技術人才和管理人才，加快推進修訂相關標準規范、編制新標準規范，推進高層鋼結構住宅產業鏈建設，研發裝配式高層鋼結構創新體系及快速裝配式節點構造、圍護體系和部品配套、快速裝配施工建造技術等產業化體系。建造機器人技術、自動化技術和工業化技術正在全球建筑領域刮起風暴，以智能化設計、加工制作、施工建造與物業管理技術為代表的建筑信息化正在與智慧城市建設和管理相融合。

　　一、我國建筑業粗放式生產面臨嚴峻挑戰

　　在過去的幾十年間，建筑行業的發展為我國經濟的増長和人民生活水平的提高做出了巨大的貢獻，但是以現場砌澆筑混凝土結構為主、以手工作業為主的傳統粗放式建筑業生產方式存在以下突出問題：一是建筑業消耗大量能源、資源；我國每年新建房屋面積20億平方米，80%以上為高能耗建筑，單位建筑面積能耗是發達的2倍以上。建筑業用水占到淡水供應量的17%，水回用率僅為發達的25%。另外我國河道已無多少砂子可挖供混凝土建筑使用。二是建筑業勞動生產率低；我國建筑業的勞動生產率與國外發達相比，仍有很大差距，建筑業人均竣工面積大約是美國和日本的25%，建筑工業化水平低。三是我國建筑壽命短、抗震性能差；我國的建筑耐久性不足，平均壽命不足英國、美國和日本等國建筑的1/2，英國100年、美國50年、中國35年。地震時人員傷亡源于被地震損壞的房屋，而不是源于地震。四是我國建筑業環境污染嚴重，樓承板規格，建筑垃圾數量己占到城市垃圾總量的30%?40%，約為發達的2倍；我國大、中城市建筑工地是城市揚塵的主要來源之一，建筑業為空氣污染貢獻15%左右。

　　目前，日本、歐美發達建筑工業化應用水平己超過60%，而我國工業化率還不到10%。我國建筑業必須結束農民工時代，農民工要市民化，建筑業要回歸產業化，樹立全壽命過程的綠色建筑理念，才能真正實現建筑業的現代化。鋼結構具有良好的機械加工性能，易拼裝，輕質高強，適合建筑的模塊化、標準化、工廠化、裝配化和現代化，也容易實現建筑現場的無火、無水、無塵、無垃圾的綠色建筑理念。在目前我國粗鋼產量嚴重過剩的情況下，大力推廣鋼結構住宅可謂是一箭雙雕。2013年1月1日國務院以國辦發[2013] 1號文件《綠色建筑行動方案》中明確指出：要推廣適合工業化生產的鋼結構等建筑體系，加快發展建設工程的預制和裝配技術，提高建筑工業化技術集成水平。2013年修訂的標準《綠色建筑評價標準》也將鋼結構列為綠色建筑。所以，當前發展鋼結構住宅產業化正面臨著重大機遇，其市場十分巨大，發展前景廣闊。

　　二、工業化裝配式鋼結構住宅產業化國內外現狀

　　國外的鋼結構住宅產業化主要集中在低層裝配式鋼結構。法國是世界上推行建筑工業化早的，1978年他們便制定了尺寸協調規則并提出工業化建筑體系，主體結構為工具式大型組合模板現澆。意大利BSAIS工業化建筑體系適用建造1層?8層鋼結構住宅，具有造型新穎、結構受力合理、抗震性能好、施工速度快、居住辦公舒適方便，在歐洲、非洲、中東等（地區）大量推廣應用。德國的裝配式住宅主要采取疊合板、混凝土、剪力墻結構體系，剪力墻板、梁、柱、樓板、內隔墻板、外掛板、陽臺板等構件采用構件裝配式與混凝土結構，耐久性較好。瑞典是世界上住宅工業化發達的，其輕鋼結構住宅預制構件達到95%。此外，較為典型的裝配式住宅體系還有：美國的LSFB輕型鋼框架建筑體系，日本給水住宅株式會社的Sekisui和Toyota Homes住宅體系等。

　　對于裝配式多高層鋼結構住宅，國外一種比較具有代表性的結構體系是2010版美國鋼結構抗震設計規范推薦的Conxtech鋼框架體系。由于該體系的框架柱為整體，其使用范圍一般局限于多層建筑。另外一種是日本提出的高層巨型鋼結構住宅體系，該住宅將結構構件與各住戶的建筑構成分離開，結構主體是由鋼柱、鋼梁及支撐構成的純鋼框架。但是該結構體系的柱子連接還是現場焊接，沒有實現全裝配。

　　我國鋼結構住宅產業化的起步較晚，對于低層輕鋼裝配式住宅的代表性工程包括北新集團研制的北新薄板鋼骨住宅體系和同濟大學聯合寶業集團以及日本大和房屋株式會社共同開發出一種低層的分層裝配式鋼結構工業化住宅體系，北新薄板鋼骨住宅體系匯集多項現代高科技成果，具有用鋼量少、抗震性能好、外墻裝飾面豐富、保溫性能良好以及能源自給等特點，低層的分層裝配式鋼結構工業化住宅體系主要特點為密柱、梁貫通、柱梁鉸接、水平力主要由柱間支撐承擔、模數化集成設計及標準化生產和分層裝配式施工安裝。

　　對于高層裝配式鋼結構住宅的產業化發展，我國也尚處于起步階段，湖南的遠大可建科技有限公司率先研發了斜撐節點加強型鋼框架體系，該斜撐節點加強型鋼框架體系主要由主板、鋼柱、斜撐組成，如圖2所示，壓型鋼板混凝土組合樓板、桁架梁以及柱座三者在工廠預制為整體主板，集成各類管道后作為裝配模塊，該體系裝配過程實現全栓連接，在保證強度的前提下達到易安裝、易拆卸、易維護的目的。北京工業大學對該體系性能進行了大量的試驗和理論研究，并對該體系進行了優化改進，完成了試點項目S30的設計。

　　（a）整體結構

　　（b）主板吊裝

　　綜上所述，我國的研究人員和企業單位己經開始對工業化裝配式高層鋼結構住宅的產業化進行探索，但是離大規模工業化裝配式鋼結構住宅產業化還有很大距離。

　　三、工業化裝配式鋼結構住宅發展面臨的重大機遇

　　（一）我國鋼結構住宅發展的時代背景

　　中國作為10億噸世界產鋼大國，產能過剩1億噸。目前，我國鋼結構住宅沒有真正實現產業化，鋼結構建筑只占5%，而發達占50%以上，鋼結構住宅不到1%。我國需要戰略儲備鋼材200億噸。2013年9月22日習近平在中央政治局常委會關于化解產能過剩專題會上的講話中提出：壓減鋼產量8000萬噸，解決壓產后過剩鋼鐵的消化出路。此后，發改委、工信部、住房城鄉建設部以及鋼結構協會和大型鋼結構企業紛紛行動起來，研討鋼結構在建筑房屋中的應用。我們貫徹落實中央城市工作會議精神及全國住房城鄉建設工作會議精神，就必須搶抓當前鋼材價格低、產量過剩的難得機遇，積推動我國工業化裝配式鋼結構住宅產業化發展，這是提高我國住宅品質和抗震性能、減少地震災害損失的有效途徑，也是我國鋼結構住宅產業現代化的佳路徑。

　　（二）2015?2020年鋼結構發展規劃

　　“十三五”規劃中強調：要研究并推廣在各類建筑中應用鋼結構新體系，擴大鋼結構的應用范圍；我國的鋼結構設計標準要與國際接軌、完善鋼結構設計規范和標準；為實現鋼結構住宅產業化提供成套技術，研制快速安裝、經濟適用、安全可靠的鋼結構體系、輕鋼結構樓板等，應用于保障性住房工程設計；爭取到2020年，我國鋼結構建筑占10%以上。

　　住房城鄉建設部《建筑產業現代化發展綱要》目前己經完成征求意見，有望于近期發布。《建筑產業現代化發展綱要》明確提出，到2020年，裝配式建筑占新建建筑的比例20%以上，到2025年，裝配式建筑占新建建筑的比例50%以上。從上述時代背景和發展規劃來看，我國建筑鋼結構的發展符合時代背景，受到政策的鼓勵和支持，市場十分巨大；工業化裝配式鋼結構住宅，完全符合鋼結構住宅產業化和綠色建筑的需要，符合我國建設鋼結構住宅產業化方針政策，是支持的鋼結構創新技術，其發展前景十分廣闊。

　　四、工業化裝配式高層鋼結構住宅產業化解決的關鍵問題

　　（一）必須打破落后觀念的禁錮

　　雖然鋼結構住宅在國外己經成熟和完善，但對國內民眾還是新鮮事物。中國消費者長期習慣了磚混或鋼筋混凝土住宅，從慢慢開始接受到逐步習慣、進而喜歡鋼結構住宅，還需要一個循序漸進的過程。工業化裝配式生產是我國建筑業現代化的必由之路，在工業化裝配式高層鋼結構產業化的路上，必須推進新理念、新技術、新體系、新工藝，我們不能被現有規范標準和守舊思想所禁錮。此外，一些結構體型笨重、浪費鋼材、造價超高的重大鋼結構建筑工程誤導公眾，人們誤以為鋼結構不適合用于住宅等一般建筑，各界對發展鋼結構建筑的戰略地位、鋼結構特有的施工速度快、抗震性能好等優勢的認識也不夠充分。

　　（二） 加快制定相關標準和培養技術人才

　　及培養技術人才和管理人才高層裝配式鋼結構在產業化的路上必須有設計、制造、安裝施工和驗收評定一系列標準、規范的編制與實施，讓專業技術人員有規可循。在規范標準編制的過程中要成立“鋼結構住宅企業聯盟”把科研單位和企業都組織起來，“產、學、研”相結合，以高層裝配式鋼結構住宅為載體，開發節能墻體和環保低碳的建筑體系，推行住宅產業化，促進建筑行業技術革新；成立“高層裝配式鋼結構專家組”，對新體系、新技術的可靠性進行專業評估，確保鋼結構住宅或產品經濟環保、技術、符合模數標準、利于推廣使用，對企業申請“裝配式高層鋼結構設計施工一體化資質”進行評審，為政府有關部門提供參考意見。

　　技術人才和管理人才的盡快到位同樣是推廣高層裝配式鋼結構建筑的關鍵一步，目前，我國建筑企業的建筑工人大多數沒有經受過專門學習和專業訓練，除簡單施工勞動，難以承擔工業化、現代化的建筑施工作業。農民工要市民化，要成為建筑產業工人，才能結束我國建筑業的農民工時代。我國建筑業只有走工業化、產業化道路才能實現現代化。建筑施工現場若要實現像裝配飛機那樣把標準化、模塊化、裝配式的建筑構件或部品快速安裝施工，相關建筑產業技術人才和管理人才是不可缺少的。

　　（三）推進裝配式高層鋼結構住宅產業鏈建設

　　裝配式高層鋼結構住宅要想做到工業化生產，必須要有健全的產業鏈，從取材、設計、制造、運輸、安裝乃至使用過程中的物業服務等各個環節入手，針對每一環節的運轉機制提出相應的工業化生產、信息化管理技術和方法。裝配式高層鋼結構所涉及的還只是住宅建筑的結構問題，整合建筑體系完整的產業鏈條還需要結合建筑、水暖、電氣、裝飾裝修等專業，提供完整的商品化建筑住宅產品。

　　（四）跨越項目建設管理體制障礙

　　目前，很多建設總承包企業不具備工廠專業化裝配式生產和安裝能力，而少數具備能力的企業卻又無承包資格，傳統建筑行業的項目建設管理體制在各大企業已經根深蒂固，運行起來也得心應手，但對于鋼結構住宅產業化的發展形勢卻很陳舊，急需體制的自我升級，走出工業化、信息化發展道路。

　　（五）研發高層裝配式鋼結構創新體系及快速裝配式節點構造

　　從2011年開始，本課題組結合遠大30層裝配式斜支撐鋼結構試點工程開展系統的研究，承擔了《湖南省戰略性新興產業科技攻關裝配式斜支撐鋼結構建筑技術研究與應用》項目、自然科學基金和北京市基金重點項目，主編出版湖南省地方標準《裝配式斜支撐節點鋼框架結構技術規程》（標準編號DBJ43/T311-2015，住房城鄉建設部備案，備案號J13063-2015)，這是國內首部關于工業化裝配式鋼結構的標準規范。規程重點突出了工廠加工制作的要求、裝配式構件和節點設計、構件和模塊包裝及運輸、現場裝配工藝、結構拆除、防腐與防火等內容和要求。同時，課題組研發了模塊化裝配式桁架梁-方鋼管柱結構、模塊化裝配式角鋼桁架梁柱結構等模塊化裝配式高層鋼結構體系、新構件和新節點構造，獲得了幾十項發明 ，并進行了系列試驗研究和樣板工程建設。

　　（六） 圍護體系及部品配套問題

　　鋼結構房屋（住宅）的墻板屬于圍護結構，對外觀效果、防火、防水、保溫隔熱有較高要求，是高層裝配式鋼結構住宅的一項關鍵技術，應注重與結構自身形成配套體系。我國用于裝配式建筑的墻板有：纖維増強水泥空心條板(GRC)、陶粒及廢渣混凝土空心條板、石膏空心條板、加氣混凝土條板(ALC)等輕質條板。但產品質量參差不齊、執行產品標準不統一，外墻技術配套標準圖集少，以企業內部標準圖集居多，外墻技術難以規范化、通用化，與裝配式鋼結構住宅之間存在匹配性差的問題，安裝過程存在濕作業、焊接、安裝繁瑣不利于高空作業等現象。此外，樓板、內墻板和其他配套部品的問題也沒有完全解決，而解決好這些問題既是保證裝配式高層鋼結構建筑終實現工業化的基礎工作，也是滿足裝配式高層鋼結構住宅產業化需求的必要條件。

　　五、展望

　　2015年5月18日屆模塊化裝配式建筑國際會議在加拿大埃德蒙頓召開，裝配式鋼結構住宅產業化發展路徑應如圖8所示，英國己經建造出3D打印的工業化模式房屋，建造機器人技術、自動化技術和工業化技術正在全球建筑領域刮起風暴，智能化設計、加工制作、施工與物業管理技術正在與智慧城市建設和管理相融合。

　　2015年12月20日中央城市工作會議全面深刻地分析了存在的突出問題，明確提出了解決思路、關鍵環節和具體要求。這次會議將我國建筑方針調整為“適用、經濟、綠色、美觀”，強調“經濟”就是考慮建筑全壽命周期的成本和效益，“綠色”就是按照生態文明建設的要求，倡導低碳環保節能。

　　要大力推動建造方式創新，以推廣裝配式建筑為重點，通過標準化設計、工廠化生產、裝配式施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用，促進建筑產業轉型升級。

　　目前我國的建筑法律法規還有待進一步完善，建筑標準規范修訂和新編不及時，嚴重滯后于建筑工程實際技術應用水平，創新不夠、質量不高、剛性不夠、實施不力。要完善建筑法律法規和標準規范體系，我們必須打破落后觀念、落后標準規范的禁錮，突破建設管理體制障礙，培養技術人才和管理人才，加快推進修訂相關標準規范，編制新標準規范。

　　工業化裝配式高層鋼結構住宅產業化是我國真正實現建筑業現代化和全壽命綠色建筑的必由之路，必須按照全壽命過程綠色建筑理念科學修訂《綠色建筑評價標準》指標體系和其它相關標準規范，即建筑從規劃、設計、加工制作、拼裝、施工、使用、維護直至拆除都要滿足節能、環保要求。

 　　為盡快將前沿的研究成果應用于實際工程，層面應加快建設鋼結構住宅產業基地，在災區重建工程中應給與鋼結構住宅特殊的政策支持。要打破部門壁壘，多領域部門協同推進，完成工業化裝配式高層鋼結構住宅產業化這一重任。

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