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装配式|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

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摘要

我国建筑业的工业化、信息化发展相对落后,粗放式建设和生产模式面临严峻挑战。20日中央城市工作会议全面深刻地分析了存在的突出问题,明确提出了解决思路、关键环节和具体要求。工业化和城镇化是现代化的基础,工业化装配式高层钢结构住宅产业化是发展我国全寿命绿色建筑、促进住宅产业化转型升级、化解当前钢铁产能过剩的重大战略需求,更是我国建筑业实现现代化的必由之路。本文结合作者近年来的研究成果,总结国内外对钢结构住宅产业化研究现状的基础上,指出工业化装配式钢结构住宅发展面临的重大机遇,提出了我国推进工业化装配式高层钢结构住宅产业化必须解决的关键性问题及解决思路,必须打破落后观念、落后标准规范的禁锢,突破建设管理体制障碍,培养新型技术人才和管理人才,加快推进修订相关标准规范、编制新标准规范,推进高层钢结构住宅产业链建设,研发装配式高层钢结构创新体系及快速装配式节点构造、围护体系和部品配套、快速装配施工建造技术等产业化体系。建造机器人技术、自动化技术和工业化技术正在全球建筑领域刮起风暴,以智能化设计、加工制作、施工建造与物业管理技术为代表的建筑信息化正在与智慧城市建设和管理相融合。

关键词:工业化;装配式;钢结构住宅;产业化;关键问题

一、我国建筑业粗放式生产面临严峻挑战

在过去的几十年间,建筑行业的发展为我国经济的増长和人民生活水平的提高做出了巨大的贡献,但是以现场砌浇筑混凝土结构为主、以手工作业为主的传统粗放式建筑业生产方式存在以下突出问题:一是建筑业消耗大量能源、资源;我国每年新建房屋面积20亿平方米,80%以上为高能耗建筑,单位建筑面积能耗是发达国家的2倍以上。建筑业用水占到淡水供应量的17%,水回用率仅为发达国家的25%。另外我国河道已无多少砂子可挖供混凝土建筑使用。二是建筑业劳动生产率低;我国建筑业的劳动生产率与国外发达国家相比,仍有很大差距,建筑业人均竣工面积大约是美国和日本的25%,建筑工业化水平低。三是我国建筑寿命短、抗震性能差;我国的建筑耐久性不足,平均寿命不足英国、美国和日本等国建筑的1/2,英国100年、美国50年、中国35年。地震时人员伤亡源于被地震损坏的房屋,而不是源于地震。四是我国建筑业环境污染严重,建筑垃圾数量己占到城市垃圾总量的30%〜40%,约为发达国家的2倍;我国大、中城市建筑工地是城市扬尘的主要来源之一,建筑业为空气污染贡献15%左右。

目前,日本、欧美发达国家建筑工业化应用水平己超过60%,而我国工业化率还不到10%。我国建筑业必须结束农民工时代,农民工要市民化,建筑业要回归产业化,树立全寿命过程的绿色建筑理念,才能真正实现建筑业的现代化。钢结构具有良好的机械加工性能,易拼装,轻质高强,最适合建筑的模块化、标准化、工厂化、装配化和现代化,也最容易实现建筑现场的无火、无水、无尘、无垃圾的绿色建筑理念。在目前我国粗钢产量严重过剩的情况下,大力推广钢结构住宅可谓是一箭双雕。1日国务院以国办发[22日习近平在中央政治局常委会关于化解产能过剩专题会上的讲话中提出:压减钢产量8000万吨,解决压产后过剩钢铁的消化出路。此后,国家发改委、工信部、住房城乡建设部以及钢结构协会和大型钢结构企业纷纷行动起来,研讨钢结构在建筑房屋中的应用。我们贯彻落实中央城市工作会议精神及全国住房城乡建设工作会议精神,就必须抢抓当前钢材价格低、产量过剩的难得机遇,积极推动我国工业化装配式钢结构住宅产业化发展,这是提高我国住宅品质和抗震性能、减少地震灾害损失的有效途径,也是我国钢结构住宅产业现代化的最佳路径。

(二)18日第一届模块化装配式建筑国际会议在加拿大埃德蒙顿召开,装配式钢结构住宅产业化发展路径应如图8所示,英国己经建造出3D打印的工业化模式房屋,建造机器人技术、自动化技术和工业化技术正在全球建筑领域刮起风暴,智能化设计、加工制作、施工与物业管理技术正在与智慧城市建设和管理相融合。

20日中央城市工作会议全面深刻地分析了存在的突出问题,明确提出了解决思路、关键环节和具体要求。这次会议将我国建筑方针调整为“适用、经济、绿色、美观”,强调“经济”就是考虑建筑全寿命周期的成本和效益,“绿色”就是按照生态文明建设的要求,倡导低碳环保节能。

要大力推动建造方式创新,以推广装配式建筑为重点,通过标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用,促进建筑产业转型升级。

目前我国的建筑法律法规还有待进一步完善,建筑标准规范修订和新编不及时,严重滞后于建筑工程实际技术应用水平,创新不够、质量不高、刚性不够、实施不力。要完善建筑法律法规和标准规范体系,我们必须打破落后观念、落后标准规范的禁锢,突破建设管理体制障碍,培养新型技术人才和管理人才,加快推进修订相关标准规范,编制新标准规范。

装配式|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 装配式资讯 第1张

图8装配式钢结构住宅产业化发展路径

工业化装配式高层钢结构住宅产业化是我国真正实现建筑业现代化和全寿命绿色建筑的必由之路,必须按照全寿命过程绿色建筑理念科学修订《绿色建筑评价标准》指标体系和其它相关标准规范,即建筑从规划、设计、加工制作、拼装、施工、使用、维护直至拆除都要满足节能、环保要求。

为尽快将前沿的研究成果应用于实际工程,国家层面应加快建设钢结构住宅产业基地,在灾区重建工程中应给与钢结构住宅特殊的政策支持。要打破部门壁垒,多领域部门协同推进,完成工业化装配式高层钢结构住宅产业化这一重任。

[基金项目:北京市自然科学基金重点项目(13H10089),国家自然科学基金项目(51278010)]

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作者简介:张爱林,北京建筑大学校长,北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心主任。

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