董 艷 中交地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司

1 前言

2009年遠(yuǎn)大鋼結(jié)構(gòu)可持續(xù)建筑，以90%的工廠化率，實(shí)現(xiàn)一天建6 層，19 天建57 層，刷新中國建筑建造速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本次建造能耗只有普通建筑的1/5左右，使用建筑材料只有普通建筑的1/6，建筑產(chǎn)品具有抗震、節(jié)能、降低建筑垃圾等諸多優(yōu)越性，符合國家產(chǎn)業(yè)化政策和發(fā)展方向。

2 影響世界的鋼結(jié)構(gòu)建筑

不同時(shí)代，不同領(lǐng)域，人們總是在創(chuàng)造不同的奇跡，其中，鋼結(jié)構(gòu)建筑奇跡貫穿著整個(gè)文明發(fā)展史，縱觀世界，影響世界鋼結(jié)構(gòu)建筑很多，是人類建筑發(fā)展的方向。

埃菲爾鐵塔，被浪漫的法國人稱為“鐵娘子”是世界著名建筑，整體鏤空全鋼結(jié)構(gòu)，重1萬噸，高324m，矗立在巴黎的戰(zhàn)神廣場。

帝國大廈，采用框架全鋼結(jié)構(gòu)，僅用410天建造出來，創(chuàng)造了建造速度以往歷史記錄，在《西雅圖夜未眠》《金剛》等影片中均有帝國大廈的身影，它的成功代表著美國經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，看作是紐約永遠(yuǎn)的標(biāo)志。

金門大橋，是二十世紀(jì)的橋梁工程的奇跡，是舊金山的象征，因超凡脫俗的外觀和鋼結(jié)構(gòu)被廣泛認(rèn)為是美的典范。大橋鋼塔高342m，共用10 萬多噸鋼材，露出水面227m，相當(dāng)于一座70層高建筑物。

北京國家體育場，這座被國人親切稱為“鳥巢”偉大建筑，外觀上仿若樹枝織成，整座建筑全鋼結(jié)構(gòu)組件互相支撐?？傆娩摿繛?2000噸，南北長333m，北京奧運(yùn)會(huì)后成為一座標(biāo)志性建筑。

圖1

二十一世紀(jì)，建筑仍在不斷探索，傳統(tǒng)建筑正在被人類的智慧不斷改進(jìn)、優(yōu)化、甚至是顛覆，從材料選擇到實(shí)際應(yīng)用，都在尋找著更加深刻的意義。

3 我國裝配式可持續(xù)建筑的現(xiàn)狀及政策

國務(wù)院、住建部發(fā)布的若干文件明確提出“力爭用10年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%”，并對(duì)各省市保障推進(jìn)、加快落實(shí)作為重點(diǎn)任務(wù)強(qiáng)力推進(jìn)。

自政策發(fā)布以來，已有北京市、長沙市、杭州市等30 多個(gè)我國第一批裝配式建筑示范城市。各地政府也出臺(tái)了裝配式建筑扶持政策相關(guān)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，例如其中一個(gè)省政策，對(duì)預(yù)制裝配率達(dá)到45%，總建筑面積達(dá)到3 萬平方米以上的裝配式建筑，住宅項(xiàng)目補(bǔ)貼100元/m2等獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，國家對(duì)裝配式建筑采取積極的推動(dòng)態(tài)勢(shì)。

4 裝配式建筑定義及優(yōu)勢(shì)

裝配式可持續(xù)建筑是將新型的裝配式建造技術(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合的新型建筑，工廠預(yù)制后以組裝為主，如一塊主板上，面層是地板，底層是已完成的天花板，中間裝有通風(fēng)、給排水管路和電路線路及照明，出廠時(shí)主板上擺好要安裝的立柱、門窗和墻體甚至潔具，大卡車運(yùn)到工地后一次吊裝快速而精準(zhǔn)到位完成。

圖2

更快建造速度，裝配模塊在車間內(nèi)精心生產(chǎn)，90%的施工在工廠完成。裝配式因?yàn)闃?gòu)件分配到各工廠進(jìn)行生產(chǎn)，采用模塊化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)方式、行業(yè)分工協(xié)作，主板上配載內(nèi)裝材料，整車發(fā)運(yùn)到工地，減少很多步驟大大提高操作時(shí)間。

減少地震危害，全鋼結(jié)構(gòu)，地震抵抗力強(qiáng)且自重輕，將地震破壞強(qiáng)度降至最低，鋼材本身具備高延性，即使地震，無倒塌也減少人員傷害。按原方案做出不同比例模型，進(jìn)行7度、8度、9度地震測(cè)試，主體結(jié)構(gòu)未有明顯損壞，罕見地震下仍未倒塌，因此鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震更有優(yōu)勢(shì)。

安全系數(shù)更高，傳統(tǒng)的方式工作環(huán)境多在露天和高空作業(yè)，而裝配是統(tǒng)一由專業(yè)的安裝師傅操作，減少現(xiàn)場施工危險(xiǎn)性和作業(yè)，大大減少人力成本，改善從業(yè)人員的就業(yè)環(huán)境。

鋼結(jié)構(gòu)可重復(fù)利用且易于搬遷，如果對(duì)所造廠址環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，整個(gè)建筑可在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行拆遷重復(fù)使用，即使不能直接利用回收鋼材再回爐再造也是可行的，這些是傳統(tǒng)混凝土建筑無法具備的。

有利輸出建筑產(chǎn)能，沒有裝配式技術(shù)的國家還很多，發(fā)展裝配式建筑可以對(duì)外輸出我國的先進(jìn)技術(shù)獲得技術(shù)報(bào)酬，同時(shí)把裝置好的構(gòu)建直接對(duì)外輸出，有利于對(duì)外輸出產(chǎn)能。即有利于推動(dòng)我國裝配式建筑研發(fā)發(fā)展，又能讓我國工程建設(shè)能力在世界地位中更加強(qiáng)大。

隨著我國綜合國力的上升，傳統(tǒng)的建筑業(yè)向鋼結(jié)構(gòu)裝配式發(fā)展，從粗放型向技術(shù)型過度，走可持續(xù)建筑發(fā)展道路勢(shì)在必行，不管是建筑還是其他行業(yè)都應(yīng)該順從行業(yè)和國情發(fā)展，這樣的勢(shì)頭和紅利也是每個(gè)建筑企業(yè)在努力把握的機(jī)遇。

圖3

5 裝配式可持續(xù)建筑技術(shù)的分析

裝配式設(shè)計(jì)需細(xì)致地分立面、平面標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)方案的合理性能夠長遠(yuǎn)發(fā)展；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作而言，須遵照多組合、少規(guī)格的原則，盡可能減少構(gòu)件數(shù)量、種類，為預(yù)制構(gòu)件安裝的效率性、流暢性提供保障。

5.1 可持續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的防火技術(shù)

為保證主體防火達(dá)到規(guī)范要求，對(duì)墻體做不同等級(jí)防火試驗(yàn)，可以滿足不同位置隔墻的耐火極限要求，耐火極限為0.95h～4.0h內(nèi)墻共8種不同耐火極限的墻體，鋼柱及支撐構(gòu)件耐火極限為3.0h防火包裹方式共3種，以滿足不同耐火等級(jí)要求。同時(shí)還有樓板防火、幕墻防火試驗(yàn)等各項(xiàng)不同試驗(yàn)20 余項(xiàng)，并出具試驗(yàn)結(jié)論報(bào)告，這樣對(duì)項(xiàng)目驗(yàn)收和實(shí)際使用有了堅(jiān)實(shí)的保障。

圖4

圖5

5.2 可持續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐久性在100多年埃菲爾鐵塔得到證實(shí)，因?yàn)殇摬牟煌诨炷?，沒有老化問題但需提前進(jìn)行防腐處理，采用冷鍍鋅防腐技術(shù)，進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)試驗(yàn)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)所有器件的防腐試驗(yàn)。

5.3 可持續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的保溫隔音技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)建筑隔音主要材料要求是巖棉加防火石膏板，內(nèi)部也可以是填充其他保溫隔音材料，如果達(dá)不到隔音效果有多種途徑，比如增加墻體厚度，增加隔音材料材質(zhì)，有的可以把飾面材料厚度或材質(zhì)進(jìn)行替換，最終可以產(chǎn)生很好的隔音效果。不僅如此，鋼結(jié)構(gòu)可持續(xù)建筑為了達(dá)到保溫效果，可以對(duì)外墻材料保溫填充保溫材料以達(dá)到冬暖夏涼，居住舒適且安心。

5.4 可持續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的防雷技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑由鋼柱上下連接建造而成，施工時(shí)上下鋼柱連接再整體插入地面，其防雷主要是由其自身用材來決定的，因此建筑本身就是一根避雷針，另一方面也從成本上節(jié)約此部分防雷費(fèi)用。

6 現(xiàn)存主要問題

雖然國家正在逐步完善相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，積極推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，但目前業(yè)內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展仍然有很大提高空間。原因主要有以下幾點(diǎn)。

（1）建造研發(fā)成本較高，目前預(yù)制構(gòu)件企業(yè)很多仍處于市場起步階段，前期需要投入大量的人力和財(cái)力進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)試驗(yàn)，為了推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展需要政府的政策引導(dǎo)與支持，也需要國家財(cái)政補(bǔ)貼、提高容積率、返還部分土地出讓金等。

（2）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平有待提高，鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展時(shí)間不長，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、用材及技術(shù)專業(yè)水平有待提高，需要更多的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，僅僅憑借簡單學(xué)習(xí)和培訓(xùn)不進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目操作，那樣設(shè)計(jì)的項(xiàng)目均很難達(dá)到落地性，另外從設(shè)計(jì)開始不僅要考慮本身設(shè)計(jì)流程也要考慮后期的施工和操作流程，是提前預(yù)制、提前施工、提前竣工的必要條件。

（3）通常需要EPC模式保證質(zhì)量，當(dāng)前我國國內(nèi)有豐富裝配式項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)還不夠多，同時(shí)裝配式可持續(xù)建筑需要有專門的設(shè)計(jì)、制作、施工一體化團(tuán)隊(duì)，如果哪一環(huán)節(jié)是分開獨(dú)立的，對(duì)保證質(zhì)量、速度和減少后期施工質(zhì)量都是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。

7 結(jié)束語

我國裝配式建筑在實(shí)踐工程中仍有許多問題需要解決，需要企業(yè)投入人力物力進(jìn)行研發(fā)、實(shí)踐，經(jīng)過一段時(shí)間的累積鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑將不久后真正實(shí)現(xiàn)可操作、綠色、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，這也是我國向可持續(xù)發(fā)展道路方向行進(jìn)有力的證明。