四、國內鋼結構應用范圍
1、我國的鐵路車站、機場等處于大批興建之中,有近百個機場計劃興建和擴建。我國鐵路建設正處于快速發(fā)展時期,到2012年全國改擴建、新建1066座,其中3萬?以上有50~60座,還有800余座待建。
2、各地大批的體育場館、會展中心都在準備動工。
3、高層建筑從一線城市擴展到二線城市,這將是一個巨大的重鋼市場,150米以上的高層建筑大部分將采用鋼結構。
4、基礎設施越來越受到重視,也逐步啟用鋼結構。
5、電力建設中電站,輸電線路將大量采用鋼結構形式。
6、鋼結構住宅、農(nóng)村的住房改造、將是巨大的工程。每年住宅的興建有13億平方米,如果10%使用鋼結構,將使用600萬噸——1000萬噸鋼材。
7、工業(yè)廠房,每年建400萬平方米,絕大多數(shù)是鋼結構,此外,還有橋梁,每年大約增加二萬座,絕大多數(shù)是鋼結構的,像海洋平臺、港口、碼頭等,及國防系統(tǒng)的工程,都將大量使用鋼結構。
走向世界,拓展海外市場。目前我國的鋼結構企業(yè)已經(jīng)有數(shù)十家開拓了美洲、歐洲、中東、非洲、亞洲的鋼結構市場,方式是多樣的,將鋼結構市場推向了世界。但是,與鋼結構配套的維護結構、發(fā)展卻不盡人意,無論是規(guī)模、質量都存在一定問題。目前國內生產(chǎn)的砌塊、板材,在節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電、可持續(xù)發(fā)展上達到標準的較少,能夠滿足建筑功能要求的更少,這制約了鋼結構建筑的應用。
五、鋼結構住宅的發(fā)展情況
我國鋼結構住宅起步較晚,但發(fā)展態(tài)勢及趨勢不錯,市場潛力巨大,有很大的上升空間。
我國的鋼結構住宅比發(fā)達國家起步晚約三十年左右,歐、美、日等國家已占市場份額的主導地位50~85%。中國鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化規(guī)模和生產(chǎn)制造效率相距甚遠,市場占有份額低下,不到1%。
據(jù)有關資料介紹,發(fā)達國家應用鋼結構住宅的始于20世紀60年代。
工業(yè)發(fā)達國家,其基本建筑用鋼量遠遠高于我國。像日本,基本建設用鋼量占鋼材總產(chǎn)量的50%以上,其中建筑鋼結構用鋼量占用鋼量的10%左右,從20世紀60年代中期到今,每年竣工的建筑面積中,鋼結構都超過混凝土結構。
美國鋼結構協(xié)會1998年提供的資料顯示,1993年建萬的鋼結構住宅為1.3萬套,到1997年達到9.5萬套,分別占住宅總套數(shù)的1.7%和7.0%。據(jù)美國鋼鐵協(xié)會(AISI)估計,1994年美國有50000~75000戶住宅使用鋼結構。2000年則有25萬戶所住宅使用鋼結構。根據(jù)日本的統(tǒng)計,日本大量建造的鋼結構建筑中90%以上為5層及以下的低層建筑,據(jù)2000年統(tǒng)計,日本的各種結構體系住宅建筑中22.1%為鋼結構,11.9%為預制房屋。在澳大利亞,鋼結構預制輕鋼住宅市場占有率為15%。歐洲的比利時,荷蘭,盧森堡、美、法、德國一些地區(qū)都采用了聯(lián)排式鋼結構住宅。
我國鋼結構住宅工程雖然起步較晚,但發(fā)展還是較為快,有著廣闊前景,其特征是:
1.鋼結構住宅的試點工程項目量大而廣,遍布各地;
2.種類包括的也比較全,有低層、有多層小高層、也有高層,并且用途也多種多樣,有住宅、有商住、有辦公樓,也有超市等。
3.使用的鋼材,有一般常用的鋼材、也有耐火耐候鋼。
4.結構體系選擇也進行了各種嘗試,有純框架、有框支,有框架、剪力墻、框架、核心筒,也有懸吊結構。采用鋼筋砼住或鋼柱,采用組合梁的工程也有。還有正在試驗中的鋼板剪力墻框架體系。也有采用鋼管砼的,其中有圓鋼管,方鋼管,矩型鋼管,也有采用鋼骨砼組合斷面的。
5.在梁住的節(jié)點上也有創(chuàng)新,采取了有利的節(jié)點及常用的梁住連接。
6.樓板樣式也比較多;有預應力大板,疊合板,也有現(xiàn)澆砼板和壓型鋼板組合樓板,還有構式樓板,sp板等。
7.與結構體系配套的維護結構也有較快發(fā)展,有砌塊外加飾面,有條型板材,也有整片墻體的復合板。
六、發(fā)展鋼結構住宅的市場需求
1.我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的需要,建筑業(yè)成為國民經(jīng)濟高速增長的支柱產(chǎn)業(yè)
目前,世界上發(fā)達國家的城鎮(zhèn)化水平都在60~70%之間。1990年,根據(jù)聯(lián)合國人居中心的統(tǒng)計資料,非洲地區(qū)城鎮(zhèn)化水平為3.9%,拉丁美洲地區(qū)為71.5%,大洋洲為70.6%,北美洲為75.2%,歐洲地區(qū)為73.4%。發(fā)展中國家的平均水平為37.1%,而我國1990年為26.4%,1995年上升為29%,比發(fā)展中國家分別低11個百分點和8個百分點。
從國際經(jīng)驗看,工業(yè)化中期階段是城鎮(zhèn)化水平提高最快的時期。拿我們的近鄰,日本和韓國為例。日本在1947—1975年的工業(yè)化加速時期,城鎮(zhèn)化水平由28%提高到75%,28年提高了47個百分點,平均每年提高1.67個百分點。韓國1960—1981年城鎮(zhèn)化水平從28%提高到56%,21年提高了28個百分點,年均提高1.33個百分點。今后20年,我國工業(yè)化進入加速階段,政策上還要采取一系列措施加以扶持和引導,城鎮(zhèn)化率每年提高1個百分點應該是沒有問題的。
2000年,我國城鎮(zhèn)化率為36.2%。近10年城鎮(zhèn)化率年均提高約1個百分點。今后20年,我國將加快城鎮(zhèn)化進程,城鎮(zhèn)化率每年還會提高1個百分點,2009年,我國的城鎮(zhèn)化率達到46.6%,到2020年將達到56%。
1)目前以住宅為主的房地產(chǎn)市場很大,1999年城鄉(xiāng)住宅峻工面積為15億平方米。目前,我國的城市化水平比較低,從住宅潛在需求來看,要使城鎮(zhèn)居民每戶能住上一套符合聯(lián)合國適當住房標準的居住房、人均就需增加6.4平方米。要把住房成套率從70%提高到100%,就需新建5500萬套,即40億平方米住房。有人估計,今后10年,為滿足我國城鄉(xiāng)居民的居住需求,每年要建造13億平方米住房。至于需要更新改造的危舊住房和需要維護的現(xiàn)有信房數(shù)量就更大了。
城鎮(zhèn)居民人均可支配收入。2000年為6280元。過去20年我國城鎮(zhèn)居民人均可支配收入年均增長5.9%。今后20年,我國經(jīng)濟將繼續(xù)快速發(fā)展,同時提高人民生活水平又被作為工作的出發(fā)點,城鎮(zhèn)居民人均可支配收入將達到12000元,2020年達到18000元。
農(nóng)村居民家庭人均純收入。2000年為2253元。過去20年我國農(nóng)村居民家庭人均純收入年均增長6.4%。前些年,增速放慢,但近年來,中央出臺了一系列促進農(nóng)民增收的政策,農(nóng)民收入已經(jīng)開始出現(xiàn)恢復性增長。今后20年,隨著農(nóng)村改革的深化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提高,農(nóng)民非農(nóng)收入大幅度增加,特別是城鎮(zhèn)化的巨大推動,農(nóng)民收入較快增長,按年均增長6%計算,2020年為7300元,距8000元的標志值還有一定差距。
2)從節(jié)約土地來看,改變落后建筑形式,使用鋼結構也是必然。
從前,中國是世界上最大的磚砌體和混凝土建筑大國,每年生產(chǎn)7000多億塊磚(約上世界產(chǎn)量的1/2),5億噸水泥(占世界產(chǎn)量的1/3強),生產(chǎn)粘土磚的代價是每年毀掉農(nóng)田15萬畝,消耗標準煤約7000萬噸,生產(chǎn)水泥的代價是每年排放溫室氣體CO2約3億噸(生產(chǎn)1噸水泥熟料排放1噸CO2)破壞的礦山和排放的廢水則難以統(tǒng)計,更為嚴重的是磚、混凝土都是不可再生材料,一次性使用后果嚴重,形成的建筑垃圾將極難處理。
特別是隨著“十一五規(guī)劃”的制定,18億畝耕地紅線正式成為土地管理與宏觀調控的國策。國家將實行更嚴格的土地政策,粘土磚的使用必將越來越受到限制。
節(jié)約土地,整理農(nóng)村住宅,集約化發(fā)展也是目前的既定國策之一。
3.節(jié)約減排
能源是發(fā)展國民經(jīng)濟、改善人民生的重要物質基礎。目前我國能源形勢相當嚴峻,在今后的長時期內地將難以緩解。在我國居住面積增長10%,因居住引起的能源消耗增長約30%,如果把建房過程中所消耗的能源也計算在內,將占到一次性能源消耗總量的37%。而我國與同緯度的發(fā)達國家相比,墻體、屋頂和門窗單位面積的傳熱量占建筑能耗比重高達75%;且房屋的保溫隔熱性能相差3倍以上;我國建筑能源消耗占我國全年能源消耗總量的1/4。放任這種高耗能建筑持續(xù)發(fā)展下去,能源生產(chǎn)熱必難以長期支撐此種浪費型需求。
我國大氣污染的主要形式有三種:可吸入顆粒物;機動車尾氣;采暖季煤煙污染。有數(shù)據(jù)表明,我國采暖能源消耗多達1億噸標煤,約占我國全年能源消耗總量的16%。所以,利用新墻體材料提高我國農(nóng)村墻圍護結構熱工性能是目前必須解決的問題。
同時,中國政府也在哥本哈根全球氣候大會向上作出的40%~50%減排承諾——延緩二氧化碳的排放,既到2020年中國單位國內生產(chǎn)總值(GDP)二氧化碳排放比2005年下降40&-45%。隨著節(jié)能減排工作的展開,低碳經(jīng)濟的推行將勢在必行。而要想搞低碳經(jīng)濟,基本上要在三個部門進行:工業(yè)部門、交通部門和建筑部門。這三者的二氧化碳排放,在整個經(jīng)濟體系當中占80%到85%,這其實給我們指出了一個重點——節(jié)能環(huán)保的低碳建筑也必將大行其道。住宅建設中節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材問題非常重要,它不僅關系到住宅能源消耗的問題,99%屬高能耗建筑;每年新建的近13億平方米建筑中95%仍屬高能耗建筑,其單位面積能耗約28%,再加上建材生產(chǎn)的能耗,用于建筑的能耗已占到社會總能耗40%。從這些數(shù)據(jù)不難看出,建筑業(yè)是一個高能耗的行業(yè)。如果節(jié)能省地型建筑能大力推廣,其社會的經(jīng)濟利益和對地球的資源利用都有積極的作用。所謂“低碳經(jīng)濟”不僅僅是指一種經(jīng)濟發(fā)展方式,也是指一種生活方式和消費方式。“節(jié)能就是發(fā)展低碳經(jīng)濟,利用可再生能源也是發(fā)展低碳經(jīng)濟。”
我國是一個人口眾多,能源和土地資源緊缺的發(fā)展中國家,在《十一五》規(guī)劃內,降低全社會建筑能耗和資源消耗是關系國家能源戰(zhàn)略和資源節(jié)約方針的重大任務。如果能達到建筑節(jié)能的標準,我國節(jié)約的能源等于4個三峽滿負荷的發(fā)電量,這意味著在能源投資節(jié)約6000億人民幣。故此,發(fā)展節(jié)能墻體體系,不僅是住房建設和建筑業(yè)現(xiàn)代化的需要,也是實施我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略所必須。為使我國國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調發(fā)展,提高環(huán)境質量,必須節(jié)約使用能源,逐步扭轉能源浪費嚴重的狀況。所以,利用新技術、新材料來提高我國外墻圍護結構材料性能是目前必須解決的問題。
七、結語
綜觀世界上發(fā)達國家的發(fā)展過程及趨勢以及我國目前所處的發(fā)展階段,建筑鋼結構的發(fā)展正處于一個上升的發(fā)展階段,勢必帶動鋼結構住宅的健康發(fā)展。
從年內的各階層反應來看,都給鋼結構住宅建筑以極大的關注。11月,由建設部信息促進中心在深圳召開了多高層鋼結構住宅的發(fā)展論壇,12月份的第二次高峰論壇也談到了鋼結構住宅的發(fā)展問題,12月北京市建筑鋼結構委員會召開華北地區(qū)的輕鋼結構研討會,也多人次談到了鋼結構住宅的發(fā)展問題。從年初開始,中華建筑報即對鋼結構住宅的發(fā)展及存在問題,從不同角度給與了報道和關注,這是因為:
1、從國家的大政方針方面,將住宅產(chǎn)業(yè)化提到日程上了,而且是非常重視的,毫無疑問,鋼結構住宅的推廣應用是最適合住宅產(chǎn)業(yè)化的。
2、從節(jié)能減排、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展綠色建筑的角度來看,鋼結構住宅應大力使用、推廣、應用。
3、從本世紀初到目前,各項技術準備、人才儲備都已經(jīng)成熟,鋼產(chǎn)量達到6.3億噸,已經(jīng)有數(shù)十次科技項目經(jīng)過實踐,取得一定的經(jīng)驗,已建成幾百萬平方米的鋼結構住宅,經(jīng)驗和教訓已經(jīng)取得不少。另外有了兩本鋼結構住宅的設計規(guī)范及若干地方標準,綠色住宅及住宅的各項要求規(guī)程基本齊備,節(jié)能的指標也都很具體了。所以,可以說,初步的技術準備已經(jīng)具備。
4、從近年來發(fā)生的一系列地震來看,人們逐步地認識到鋼結構的抗震優(yōu)越性,提高了保護生命的意識,逐步地對鋼結構住宅有了理性認識。
5、各大鋼鐵企業(yè),從專業(yè)角度及產(chǎn)品銷售角度都參與進來,參與鋼結構住宅的開發(fā)、應用及推廣,無疑會推動鋼結構住宅的發(fā)展。
6、從國家的規(guī)劃角度,也給予了高度的重視,“十二五”有關鋼結構房屋建筑的規(guī)劃建議列入。促進鋼結構房屋建筑質量全面提高,加強對鋼結構抗震、抗風、耐腐蝕、耐火以及結構安全、健康、檢測的研究開發(fā),提高建筑物使用期限和實際壽命更加先進、科學、合理,促進相關配套產(chǎn)品、部件的完善提高,到2015年實現(xiàn)鋼結構房屋建筑總量占全國房屋建筑15-20%左右。
7、已經(jīng)形成像賽博思這樣的專業(yè)鋼結構住宅開發(fā)建設公司,而12月初,“國家鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化基地”落戶于杭蕭鋼構,就是國家政策的體現(xiàn)。杭蕭鋼構年生產(chǎn)規(guī)模初步定為1300萬平方米,產(chǎn)值300億元。
8、地方政府已經(jīng)開始出臺一些扶持政策,來促進住宅產(chǎn)業(yè)化,例如,如果達到產(chǎn)業(yè)化節(jié)能減排等要求,可以將容積率提高5%,即讓開發(fā)商多出5%的建筑面積,當然是一個不小的數(shù)值和效益。
9、國際機構的促進,國際鋼鐵協(xié)會于2005年來到中國,與寶鋼聯(lián)合,進行鋼結構住宅的推廣和研發(fā)。
總之,目前鋼結構住宅建筑的發(fā)展經(jīng)過3-4年的沉寂之后,已經(jīng)復蘇待發(fā),2-3年之后,必定迎來新的發(fā)展時期。