张苏琴
(杭州市建设工程造价和投资管理办公室，浙江 杭州 310005)
摘 要：以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理等为主要特征的工业化钢结构建筑,具有自重轻、强度高、节能环保、抗震性能优越等优势。虽然各级政府已陆续出台了各种政策促进钢结构建筑的发展,但在推广钢结构过程中仍面临一些问题。今从钢结构建筑的优越性能出发 ,就钢结构住宅工业化生产、推广和应用进行分析。
关键词：工业化钢结构住宅；节能环保；工程造价性价比；推广分析
工业化建筑是指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业的生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式,其主要标志是以标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理等为主要特征的工业化生产方式建造的建筑。工业化钢结构住宅由于自重轻、强度高、抗震性能优越,同时节能环保,在发达国家广泛应用于住宅中,基本上占住宅总量的40%～50%。但是,目前我国仅有几百万平方米的钢结构住宅,这与我国目前的钢产量现状及国家大力提倡住宅节能环保、建筑工业化的国家政策严重不符。另一方面,钢结构住宅是否能被接受,关键还要看其价格能否被社会所接受。否则,钢结构住宅就不会有更广阔的市场,也就无从谈起钢结构住宅体系的推广和应用。下面将着力分析工业化钢结构住宅建造和推广的可能性，以及存在的问题。
我国的传统住宅主要是钢筋混凝土结构住宅,其主要材料之一是混凝土,需要消耗大量的水泥,而水泥生产的同时会排放大量的二氧化碳气体,及矿山资源浪费严重,且排放的废水污染环境。由于混凝土是一次性建筑材料,不可循环利用,而旧房拆除形成的建筑垃圾又难处理。因此，钢筋混凝土结构住宅普遍存在着能耗高、生态环境影响大、建造速度慢和综合经济效益差等不足。
钢结构住宅被誉为“21世纪的绿色建筑”,其优势在于：
1)钢结构住宅的钢材可回收利用,不会形成建筑垃圾,符合住宅的节能、绿色和环保要求,从而形成可持续发展。
2)钢结构住宅可实现构件的工厂化生产,提高住宅的商品化水平,缩短施工周期,并提高资金利用率。
3)标准化模数设计,工厂加工、制作、安装一体化。
4)钢结构住宅轻质高强,可减轻结构自重,并降低基础造价。
5)钢结构住宅抗震性能好,钢材材质的均匀接近各向同性,且塑性和韧性性能好,在地震作用下能吸收较多能量,从而降低脆性破坏危害程度。
6)钢结构住宅推广的同时能带动相关新型建筑材料,如符合环保要求的轻质墙板、复合楼板以及各种防火防腐材料等的研究和应用,从而带动相关行业的发展。
钢结构住宅符合可持续发展、循环经济、便于实现产业化等显著特性,也得到了业界和社会的广泛认可。尤其是近几年所遇强烈地震造成的住宅破坏、重大人员伤亡等惨重损失而产生的反面教育,因而，在地震多发区更多地建造重量轻及柔韧性、刚性好的钢结构住宅,是抗震减灾、实施可持续发展战略行之有效的最佳途径。因此,无论从民生的需求，还是从住宅技术的发展,钢结构住宅的应用与发展，都有着广阔的空间与美好的前景。
2.1 住宅设计体系标准化
在住宅设计中采用标准化的设计方案、构配件、部品和建筑体系,按照一定的模数规范住宅构配件和部品,形成标准化、系列化的住宅产品,可减少单个住宅设计中的随意性,使构件部品能够实现工厂化的生产、组合,并使施工简单化。住宅标准化是实现建筑工业化必经之路,同时也是建筑生产进行社会化协作的必要条件。
2.2 住宅构件部品化
将住宅分解成为一个个相对独立而又标准协调的部品,如独立的厨房、卫生间等。住宅构件的部品化是构成住宅本体的基本单元或附属品,具有相对独立性,可以单独进行设计、制造、调试、修改和储存,便于不同的专业化企业分别进行生产的住宅产品。部品化与标准化、工业化直接相关,因此，发展部品化是住宅产业化发展的技术基础和关键。
2.3 住宅生产工业化
住宅生产工业化是指用大规模工业生产的方式生产住宅产品,包括住宅构配件部品生产工厂化、现场施工机械化、组织管理科学化。
2.4 住宅生产经营一体化
住宅生产经营一体化即把生产经营中有密切关系的企业组成一个有序的整体。
2.5 住宅协作服务化
住宅协作服务化指将分散的个体的生产转变为集中的、大规模的社会化生产的过程,表现为住宅生产的集中化、专业化、协作化和联合化。
上述住宅产业化的“五化”之间不是独立的,而是相互联系、相互作用的,标准化是产业化的前提,部品化是工业化的基础,工业化是产业化的核心,集成化是产业化的集中体现,而社会化则是产业化各因素综合作用的结果。
随着经济建设的快速发展,钢结构在多层民用住宅上的应用日渐增长,如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用,在不降低结构安全指标的基础上,既可降低梁高、板厚,减轻结构自重和地震作用,又可获得较大的住宅空间,满足住宅使用的要求，相对钢筋混凝土具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产,楼承板的多样化,防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造了广阔的空间,多层钢结构相对钢筋混凝土结构有如下特点：
1)多层钢结构住宅具有强度高、质量轻的优点,一般可减轻建筑物的自重大约1/3。如钢材强度为Q235,混凝土强度等级为C25,两者的强度之比为6,容重之比为3,相同质量的构件,钢结构的承载力是混凝土的2倍。
2)质量易控制：钢结构构件工厂加工,节点螺栓连接,生产自动化程度高,精度有保证,干作业,现场建造转变为工厂预制,质量易于控制,可减少施工现场的环境污染及噪音污染；而钢筋混凝土结构现场浇注,湿作业,质量与现场技术工人水平有很大关系。
3)施工工期短：钢结构工厂化生产,现场安装,工序简单,工作面大,施工速度快;钢筋混凝土结构要钢筋绑扎、支模、浇注、振捣、养护多道工序,耗费人力物力,施工周期长。
4)充分利用住宅空间：钢结构相对钢筋混凝土结构梁柱截面小,可以降低层高,增大有效使用面积,结构布置灵活,容易获得较大空间,能够悬挑较大跨度。新型轻质围护板材,不助燃,不霉变,不虫蛀,装修一次到位,少维修,管线可暗埋在墙体及楼层结构中,内墙为轻质板材,同时，能增加室内使用面积,更好地满足住户的要求。
5)钢材可以回收利用,而轻质墙板、复合楼板等新型材料,也符合建筑节能和环保的要求。
6)基础工程量减少，地震作用弱：钢结构自重轻,柔性好,抗震有利,基础受力减小,基础截面降低,基础工程量减少,尤其适合地质条件较差的地区。
钢结构住宅固然不错,但相对于混凝土建筑住宅造价较高,阻碍了在市场上的推广普及。其实,这只是外在现象,钢结构住宅表面上的高造价,完全可以通过建造过程的综合平衡予以消化,实际上,它与传统钢筋混凝土住宅的造价相比,相差并不大。
1)与传统的钢筋混凝土住宅相比,钢结构住宅在施工和综合效益方面都具有不可比拟的优势：自重比较轻,比钢筋混凝土结构要轻30%～50%；钢结构断面小,室内住宅布局灵活、开间大,与钢筋混凝土结构相比可增加住宅有效面积8%左右,并有效增加了使用面积和可利用空间；施工方便、周期短,不受气候和季节影响,建造速度快。一般来说,单栋2层以内钢结构住宅的主体结构从加工到现场安装完毕仅需10 d 左右,从基础施工到新房交付使用仅需1个月,而同类钢筋混凝土住宅则需要2个多月。
2)建造房屋是一项系统工程,包括设计、制造、运输、安装、维修和管理等诸多环节,这些环节都将增加房屋建造的成本。因此,应综合看待成本问题,还包括隐形成本,而不应仅仅着眼于多用了几公斤钢材。如对于一项高层住宅工程来说,结构造价所占比例不到工程造价的30%。结构造价又分为上部结构造价和基础造价,钢结构在工程总投资中仅占10%。此外,相对小巧的钢结构部件的运输成本也较低。因此,钢结构住宅的土建造价尽管比钢筋混凝土住宅高10%～20%,但钢结构住宅可在基础造价方面节约30%的资金,同时，钢结构住宅工期缩短后也可节约不少开支。
3)营改增后,施工企业在交纳11%的销项税后,需要用购置材料的进项税额进行抵扣才能确保税负的减轻。目前,对施工企业来说,商品混凝土的进项税税率为3%,而钢材的进项税税率为17%,这也将给钢结构建筑的推广带来有利优势。
4)钢结构住宅综合效益较好。钢结构住宅具有绿色、节能、环保等特点,且其主要材料为钢材,基本可以实现循环再利用。
综合以上因素,钢结构住宅的造价大致可与钢筋混凝土住宅持平,特别是随着楼房层数的增加,钢结构住宅更具成本优势。
钢结构住宅在我国十几年的发展过程并不顺利。及至今天,无论是钢结构制造企业还是房地产开发企业,都还未见有把钢结构住宅作为市场主打阵地的。但事实上,钢结构住宅是最能实现住宅产业化的一种建造方式。尽管我国的钢结构住宅已经有所发展,但与日本、美国等钢结构技术比较成熟的国家相比,还有很大差距。我国钢结构住宅要想快速发展,还有很多问题需要解决。
1)建设主管部门加大贯彻国家积极推广钢结构住宅技术政策的力度,制定相应法规来促进钢结构住宅的发展,在住宅建设规划与保障性住房建设中,特别是地震设防区的住房建设中列入应用钢结构住宅的内容。
2)通过税收优惠或提供研发费用支持钢结构住宅项目的建设并建立节能环保示范工程、产业化基地等奖励制度与长效措施。引导企业的研究发展方向与政府的产业政策导向相一致。
3)采取措施支持专业化从事钢结构住宅研发、设计或是建设企业的工作,支持钢铁企业或钢结构施工企业自制或联合组建专业化和产业化的钢结构房屋公司,直接为市场提供商品化钢结构住房,并提供新材料、新技术及优化措施,切实解决应用中的技术难点。
4)总结与交流经验,提高钢结构住宅的设计、建造的水平与质量,针对不同地区、不同的工程个案,制定专门的设计、施工技术条件,通过采取优化技术与管理措施,切实为社会提供经济实用、性能优良的钢结构住房。
5)杭州作为“中国钢构之乡”,应具有先发优势、集聚优势和规模优势,在加快推进新型建筑工业化工作的难得机遇下,可鼓励钢结构企业发挥先发优势、集聚优势和规模优势,加强技术研发、企业标准编制和人才培养,提升新型建材、新型部件的生产水平和能力,加强与上下游产业链的合作,打造建筑产业集群,积极参与政府保障性住房、公共建筑等新型建筑工业化建设项目,在建筑业转型升级中发挥重要作用,充分尊重市场“无形之手”在资源配置中的决定作用。
钢结构住宅所具有的优点决定其必将具有强大的生命力。钢结构体系,制造工厂化,施工干作业,工期短,工业化程度高,无污染,符合住宅市场发展趋势。可见，随着钢结构的进一步发展,钢结构体系值得在民用住宅中推广使用。因此,从民生的需求，贯彻国家政策的要求与发展住宅技术的要求和实现产业化等诸多方面看, 钢结构住宅的应用与发展有着良好的前景与广阔的空间,也一定会在行业领域中占据它应有的重要位置。
ZHANG Suqin
收稿日期：2016-05-12
作者简介：张苏琴 (1964—)，女，浙江富阳人，高级工程师，从事工程造价管理工作。
中图分类号：TU352；TU
文献标志码：B
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