鋼結構建築,“本”該如此
2026-04-16 04:45:41
中國冶金報社
記者 趙萍
作為一種現代化建築形式,鋼結構建築憑借強度高、自重輕、抗震性能好、工業化程度高、施工周期短、可塑性強、節能環保等綜合性能顯著的優勢,在工業廠房、商業綜合體、體育場館、大跨度橋梁等領域展現出強勁競爭力,近年來在全球範圍內得到廣泛應用。
然而,其一次建造成本高被業界所詬病,成為影響其大規模推廣的“主因”,這一點在鋼結構住宅的推廣上尤為明顯。可喜的是,通過產業鏈協同,國內目前已出現降本範例——以“設計驅動材料研發、材料賦能建築創新”模式打造成的中鋼洛耐研發中心大樓(下稱中鋼洛耐項目)的綜合造價(3300元/平方米)基本接近現澆混凝土建築,成為國內鋼結構建築降低一次建造成本的典型示範項目。
實際上,與傳統的混凝土結構相比,鋼結構建築在材料利用率、節能環保、施(shi)工(gong)周(zhou)期(qi)和(he)空(kong)間(jian)設(she)計(ji)等(deng)方(fang)麵(mian)具(ju)有(you)先(xian)天(tian)優(you)勢(shi),這(zhe)些(xie)優(you)勢(shi)可(ke)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)化(hua)為(wei)經(jing)濟(ji)層(ceng)麵(mian)的(de)成(cheng)本(ben)節(jie)約(yue)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)當(dang)前(qian)建(jian)築(zhu)業(ye)麵(mian)臨(lin)勞(lao)動(dong)力(li)成(cheng)本(ben)上(shang)升(sheng)和(he)環(huan)保(bao)要(yao)求(qiu)趨(qu)嚴(yan)的(de)背(bei)景(jing)下(xia),鋼(gang)結(jie)構(gou)建(jian)築(zhu)通(tong)過(guo)工(gong)廠(chang)預(yu)製(zhi)、現場組裝的工業化建造模式,能夠有效降低人力依賴和減少施工浪費。
低碳未來自有成本優勢
當前,低碳發展已成為全球共識,是不可逆轉的未來趨勢。從2025年全球主要碳市場碳價普遍上漲(歐盟碳價曆史最高突破100歐元/噸)dequshilaikan,weilaitanpaifangchengbenzengjiafudujiangjiada,qiyepoqiexujiakuailvsezhuanxingbufa。zaicibeijingxia,zuoweilvsejianzhudedianxingdaibiaozhiyi,juyouquanshengmingzhouqijienenghuanbaotexingdegangjiegoujianzhuzaitanjiaoyitixizhongdetianranyoushijiangzhujianxianxian,tanzichanjiazhichixuzengchangchengweiqiweilaizuijujingzhenglidechengbenyoushi。
當下須科學認識鋼結構建築的碳排放成本。從單位產量來看,鋼材生產的碳排放較傳統建築用材高,但鋼結構建築由於自身強度高、重(zhong)量(liang)輕(qing)等(deng)特(te)點(dian),在(zai)同(tong)等(deng)建(jian)築(zhu)規(gui)模(mo)和(he)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu)下(xia),可(ke)通(tong)過(guo)輕(qing)量(liang)化(hua)設(she)計(ji)減(jian)少(shao)所(suo)需(xu)的(de)建(jian)築(zhu)用(yong)材(cai)總(zong)量(liang),在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)抵(di)消(xiao)鋼(gang)材(cai)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)高(gao)碳(tan)排(pai)放(fang),因(yin)此(ci)需(xu)綜(zong)合(he)評(ping)估(gu)其(qi)實(shi)際(ji)的(de)碳(tan)排(pai)放(fang)影(ying)響(xiang)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi),鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)超(chao)低(di)排(pai)放(fang)改(gai)造(zao)正(zheng)深(shen)入(ru)推(tui)進(jin)中(zhong)。據(ju)中(zhong)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)協(xie)會(hui)最(zui)新(xin)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju),截(jie)至(zhi)6月30日,5.98億噸鋼鐵產能完成全過程超低排放改造,1.75億噸鋼鐵產能完成部分超低排放改造,總計超7億噸。隨著鋼鐵行業綠色生產技術的不斷發展和相關共性技術的逐步突破,如氫冶金技術、電爐煉鋼技術等都將降低鋼材生產過程中的碳排放,同時隨著清潔能源進一步替代傳統化石能源、廢鋼的利用力度加大等,鋼材生產過程中的碳排放量將進一步降低。
同時,需盡快建立鋼結構建築全生命周期碳排放科學評估體係,可按照界定邊界—采集數據—構建模型—製定標準步驟推進,摸清各環節碳排放足跡,尋求更高效的減碳路徑。首先,明確鋼結構建築從材料生產到拆除回收各階段核算範圍;其次,采集包括鋼鐵生產過程、物流運輸、施工過程、拆除再利用等各階段關鍵參數;再次,構建模型,采用LCA(生命周期分析)方法量化各環節碳排放;最後,推動形成行業統一的評估指標與認證機製。該體係將發揮三重作用,在技術層麵上將引導綠色施工技術應用、減少建築垃圾,在政策層麵上將輔助國家有關部門精準施策,在產業層麵上將促進鋼鐵與建築產業協同發展。
此(ci)外(wai),鋼(gang)結(jie)構(gou)建(jian)築(zhu)成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)還(hai)體(ti)現(xian)在(zai)所(suo)用(yong)鋼(gang)材(cai)具(ju)有(you)極(ji)高(gao)的(de)二(er)次(ci)利(li)用(yong)價(jia)值(zhi)潛(qian)力(li)上(shang)。據(ju)目(mu)前(qian)已(yi)公(gong)開(kai)數(shu)據(ju),混(hun)凝(ning)土(tu)廢(fei)棄(qi)物(wu)處(chu)理(li)成(cheng)本(ben)約(yue)占(zhan)拆(chai)除(chu)費(fei)用(yong)的(de)30%~50%,鋼材的高可回收特性使鋼結構建築拆除時的殘值最高可達原材料的80%,拆卸損耗少、建築工期縮短、能neng源yuan消xiao耗hao和he碳tan排pai放fang減jian少shao,回hui收shou潛qian力li大da,不bu僅jin可ke以yi有you效xiao抵di扣kou建jian築zhu的de拆chai除chu成cheng本ben,還hai能neng通tong過guo其qi可ke回hui收shou特te性xing與yu低di碳tan屬shu性xing閉bi環huan形xing成cheng新xin的de經jing濟ji價jia值zhi。這zhe種zhong材cai料liao循xun環huan特te性xing在zai環huan保bao法fa規gui趨qu嚴yan的de背bei景jing下xia價jia值zhi凸tu顯xian,尤you其qi在zai未wei來lai綠lv色se建jian築zhu評ping級ji與yu碳tan交jiao易yi機ji製zhi逐zhu步bu完wan善shan的de背bei景jing下xia,鋼gang結jie構gou的de“殘值收益”將顯著提升項目的整體投資回報率。
可以說,不僅初始建造成本可控,鋼結構建築所用鋼材的可回收特性還賦予了建築材料二次利用的價值,具有貫穿設計、施工、使用到拆除各環節的巨大降本潛力。而這些,將在未來共同成為推動鋼結構建築持續發展的關鍵動力。
產業鏈協同降本潛力巨大
從(cong)國(guo)內(nei)首(shou)例(li)實(shi)現(xian)鋼(gang)結(jie)構(gou)建(jian)築(zhu)單(dan)位(wei)造(zao)價(jia)與(yu)鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝(ning)土(tu)基(ji)本(ben)接(jie)近(jin)的(de)中(zhong)鋼(gang)洛(luo)耐(nai)項(xiang)目(mu)可(ke)以(yi)窺(kui)見(jian),鋼(gang)結(jie)構(gou)建(jian)築(zhu)通(tong)過(guo)產(chan)業(ye)鏈(lian)協(xie)同(tong)展(zhan)現(xian)出(chu)顯(xian)著(zhu)的(de)降(jiang)本(ben)潛(qian)力(li),其(qi)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)對(dui)其(qi)全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)成(cheng)本(ben)的(de)優(you)化(hua):從設計端采用“標準化”mokuaihuafangan,daoshengchanduanshixiangangcaijingzhunxialiaohezhinenghanjie,zaidaoshigonghuanjiedekuaisuzhuangpei,gehuanjiejinmixianjie,bujinkejianshaocailiaolangfei,hainengjieyuegongqichengben。
從材料的高效利用上來看,鋼材作為主要建材,其強度高、自(zi)重(zhong)輕(qing)的(de)特(te)性(xing)使(shi)得(de)構(gou)件(jian)截(jie)麵(mian)尺(chi)寸(cun)遠(yuan)小(xiao)於(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)結(jie)構(gou),在(zai)相(xiang)同(tong)荷(he)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)可(ke)減(jian)少(shao)一(yi)定(ding)的(de)材(cai)料(liao)用(yong)量(liang),而(er)高(gao)強(qiang)鋼(gang)便(bian)是(shi)建(jian)築(zhu)輕(qing)量(liang)化(hua)的(de)優(you)選(xuan)材(cai)料(liao)。國(guo)內(nei)專(zhuan)家(jia)介(jie)紹(shao),在(zai)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)的(de)不(bu)斷(duan)努(nu)力(li)下(xia),高(gao)強(qiang)鋼(gang)現(xian)已(yi)進(jin)入(ru)千(qian)兆(zhao)帕(pa)時(shi)代(dai)。目(mu)前(qian)已(yi)公(gong)開(kai)使(shi)用(yong)的(de)鋼(gang)結(jie)構(gou)建(jian)築(zhu)用(yong)鋼(gang)最(zui)高(gao)強(qiang)度(du)已(yi)達(da)960兆帕。這種輕量化特征不僅降低鋼材采購成本,還帶來連鎖效應——基礎工程因荷載減輕可減少樁基數量和混凝土用量,運輸環節因構件重量下降可降低物流費用。
從施工流程的優化上來看,已公開的統計數據顯示,鋼結構構件在工廠標準化生產後直接運至現場拚裝,可比現澆混凝土結構縮短工期30%~50%。這zhe種zhong模mo式shi將jiang傳chuan統tong現xian場chang作zuo業ye轉zhuan移yi至zhi工gong廠chang環huan境jing,通tong過guo標biao準zhun化hua生sheng產chan顯xian著zhu提ti升sheng構gou件jian精jing度du和he質zhi量liang穩wen定ding性xing,從cong根gen本ben上shang減jian少shao返fan工gong和he材cai料liao浪lang費fei,還hai避bi免mian了le傳chuan統tong施shi工gong中zhong多duo工gong種zhong交jiao叉cha作zuo業ye的de協xie調tiao成cheng本ben,使shi項xiang目mu能neng更geng快kuai投tou入ru運yun營ying產chan生sheng收shou益yi。而er在zai工gong廠chang預yu製zhi環huan境jing下xia,鋼gang材cai切qie割ge、焊han接jie等deng工gong序xu通tong過guo自zi動dong化hua設she備bei完wan成cheng的de加jia工gong損sun耗hao率lv可ke得de到dao有you效xiao控kong製zhi,低di於yu傳chuan統tong現xian場chang作zuo業ye的de損sun耗hao率lv。此ci外wai,這zhe種zhong建jian造zao模mo式shi還hai可ke以yi催cui生sheng新xin的de成cheng本ben控kong製zhi維wei度du,即ji通tong過guoBIM(建築信息模型)技術實現設計—生產—施工全流程數字化,有助於構件加工誤差控製、現(xian)場(chang)安(an)裝(zhuang)效(xiao)率(lv)提(ti)升(sheng)等(deng),工(gong)業(ye)化(hua)建(jian)造(zao)形(xing)成(cheng)的(de)規(gui)模(mo)效(xiao)應(ying)也(ye)利(li)於(yu)頭(tou)部(bu)企(qi)業(ye)通(tong)過(guo)集(ji)中(zhong)采(cai)購(gou)控(kong)製(zhi)鋼(gang)材(cai)成(cheng)本(ben)。需(xu)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),加(jia)快(kuai)構(gou)件(jian)標(biao)準(zhun)化(hua)是(shi)實(shi)現(xian)工(gong)業(ye)化(hua)模(mo)式(shi)的(de)前(qian)提(ti)。
congyezhudeshiyongtiyanshanglaikan,kongjianlinghuokebiandegangjiegoujianzhubujinhuitishengkongjianliyonglv,qidailaidegaizaoshiyingxinghaihuiweiyezhutigongleewaidechengbenhuanchongkongjian,runeibuguanxianxitongkezhijiefuzheyuganggoujian,gaizaoshiwuxupohuaizhutijiegou。suizhejianzhushiyonggongnengdebianhua,zhezhonglinghuotiaozhengnenglikexianzhuyanchangjianzhujingjishouming。ergangjiegoujianzhuyunyingjieduandeweihuchengbenyoushiyezhideguanzhu。yigongkaideshujuxianshi,gangcaidenaifushixingnengtongguoduxindengjishuchulihou,weihuzhouqikeda20年以上,而混凝土結構通常需要每10年進行大規模修繕。這種低維護特性在機場、電廠等對運營連續性要求高的設施中價值尤為突出。
suizhezhengcetuidongzhuangpeishijianzhupujiheguimohuaxiaoyingshifang,gangjiegoujianzhuchanyelianxietongfazhanjiangjinyibutanboqichengben。youqishizailvsejianzhubiaozhunquyandebeijingxia,gangjiegoukexunhuanliyongdetexingjiangxingchengchangqichengbenyoushi,gangjiegoujianzhuweilaijiangbenkongjianyouwangdedaogengjinyibutupo。

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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