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钢结构住宅的发展趋势及住宅产业化研究

2018-07-12 10:30 中国建筑钢结构网 系统管理员

　　一、钢结构住宅及其发展概况
　　钢结构住宅因重量轻、抗震性能好、可循环利 用，便于模数化设计、标准化制作、系列化生产和 装配化施工，易形成装配集成的绿色生态住宅。早在上世纪，便已在英国、意大利以及美国等国家流行发展，因其自身所具有的优势，促使建筑行业发生了一场大规模的、前所未有的变革，自此，钢结构住宅正式步入国际市场，并在各个国家得到了较好的发展。
　　二、钢结构住宅的特点
　　1.钢结构住宅重量轻、抗震性能好
　　与木结构、钢筋混凝土结构以及砖石结构相同，钢结构住宅亦同属住宅建筑范畴。钢结构住宅的骨架是钢柱、钢梁， 并以高强、隔热、保温以及轻质的墙体建造而成。相比其他建筑结构来说，钢结构在重量上很有优势，是同等面积建筑住宅的1/3。不仅如此，因为钢材的延展性较强，所以，具有优良的防震性能，所以，这类住宅结构多数被应用高层建筑当中。
　　2.钢结构建筑占地面积小，具有良好的空间感
　　随着时代的发展，很多新型产品日益出现，带给广大投资者更多的发展契机。有些人认为，开放空间的利用价值较高。这主要是因为土地资源的稀缺，促使很多住宅或建筑会愈发注重空间的灵活使用特征。所以，投资者必须考虑的问题不仅是理性投资，减少占地面积，还应充分发挥空间的自由性以及灵活性，为用户打造舒适的环境。
　　3.钢结构住宅的综合效益高于传统的住宅体系
　　据统计，在材料总成本当中，钢材与混凝土所占比例最低，往往不足10%，所以，对建筑的整体造价并不存在较大的影响。但是，若从增加空间自由性与灵活性、节约空间以及投资回报等角度来看，使用混凝土及钢材将会有效降低工程的整体造价。对于投资者而言，长久的利润是他们决定投资某一项目的动力，而在实施之后，每每希望能快速收回成本，以免遭受损失；另外，钢结构住宅不论是在造价还是工期方面，都极具优势，可加快资金的流动速度，虽然建筑市场不断变换，且竞争十分激烈，但是毋庸置疑的是，钢结构住宅仍然具有较好的发展前景。
　　4.钢结构建筑以其特有的资源和环保优势而备受青睐
　　基于环保及资源等方面来看，建设项目对资源的消耗及占用是极大的。据相关部门统计，每年钢材的耗用总量所占比例为20%，水泥量则占17.6%了；不仅如此，在住宅建设当中，还消耗了32%的水资源与30%的建成区用地。而在具体的施工环节，因为轻钢结构在作业中无需耗费水资源，所以，每年至少可节约十几亿吨的水，这不仅降低了对水资源的消耗，同时也响应了国家提倡的“低碳、环保”这一战略目标。钢结构建筑现场作业量小、无噪声、不污染周围环境。减轻建筑对环境(整体环境、周边环境)的负荷，最大限度的从技术上节约能源和资源的损耗;提供安全、健康、高效、舒适性良好的生活空间;在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源和能源、保护环境、减少污染，达到与自然环境亲和，做到人、建筑与环境的和谐共处。总之，钢结构住宅基本符合：四节一环保——即“节能、节地、节水、节材和环境保护”。
　　5．钢结构住宅符合住宅产业化和可持续发展的要求
　　适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高。它将节能、防水、隔热等先进的成品集合在一起，实现综合成套应用，将设计、生产、施工安装一体化，提高住宅的产业化水平。随着城市建设的发展，城市改造需要拆除大量旧建筑，钢结构拆除更容易实施，钢材回收利用率高、拆除成本低、污染小，符合可持续发展的要求。
　　三、我国钢结构住宅产业化发展的现状及问题
　　所谓的住宅产业化，从专业的角度来看，即是将住宅作为最终产品，从而实现住宅服务社会化、经营一体化、建筑工业化以及标准化等一系列动态过程，隶属社会化大生产范畴。其所具有的显著性特征有下述几个方面：其一，经营生产社会化，以市场经济规律为纽带，以为用户提供优良的住宅商品和优良服务为目标，将住宅的服务、维护管理、供应、生产、商品开发、施工以及涉及等环节构成一个完整的产业系统。其二，建筑工业化，是现代化管理水平与建设技术的一种综合体现，还应包括组织管理科学化、住宅建造机械化、商品生产工厂化等内容，通过大规模的生产与住宅相关的产品，来提升投资者的经济效益，满足客户的消费需求。其三，住宅涉及标准化，一般体现在住宅商品与建筑体系合理化、系列化以及通用化等方面。现阶段，国内在推广钢结构住宅过程中，存在下述几个问题，具体为：首先，设计和研发环节衔接不畅，企业也并未建立健全的、合理的产业链。其次，产品缺乏配套体系，在钢结构住宅中，墙体技术及相关产品所持比重仅占20%-30%。最后、市场不健全, 优惠政策不到位, 建筑成本高, 影响建筑开发商的建造积极性。
　　四、钢结构住宅将向可持续建筑方向发展
　　可持续建筑的出现，不仅积极响应了国家倡导的“环保”要求，同时也充分满足了当代及后代人的需要，对人类的可持续发展有着卓越的贡献。可持续建筑综合的考虑了建筑所造成的影响及不良后果，认为建筑可以是生态化、节能化的，并非人类强加给地球的东西。具体发展方向如下：
　　1、节约化措施
　　对传统建筑的热工性能加以改进，利用可再生能源、清洁能源以及采光及通风，采用高效照明的方式，严禁商户或百姓家使用白炽灯等消耗过多的照明设备；在材料的使用上，可充分利用地方材料、回收的旧建材以及底蕴能建材等；引进大型的节水设备，并通过减少混凝土等材料的用量降低工程的整体耗水量。钢结构具有可再生、可循环、可改造以及可拆卸等特点，其配套构建（如内部装修材料、门窗、楼梯、墙板以及楼板）亦需具备上述特点，如此一来，不仅可循环使用，还能延长住宅的使用寿命。
　　2、生态化措施
　　废水经处理后再利用、收集雨水作为工程中的水源消耗，并通过在屋顶安设太阳能来节约电能。从土壤的结构及成分入手，探究当地的风能资源、光能资源、动植物资源、土壤侵蚀情况、地下水以及坡度等，并利用合理的设备及手段，达到改善微环境的作用。
　　3、人性化措施
　　提供质量较高的景观环境及湿度环境，加强对通风系统、自然采光系统的建设力度。采用绿色、环保的建材，保证居民的身体健康，将安全因素作为整个设计环节的核心。除此之外，还应实现“低噪声”装修，避免由于住户装修而影响到邻居的休息及心情。已有的解决措施包括以下几个方面：提供精装商品住房，但品味及质量却未必符合业主的要求，重装修也成为必然，可通过控制噪声传播途径及声源来解决。也可通过在墙板及楼板之间安设隔音板来实现“低噪声装修”虽然无法完全消除，但完全可实现“不扰民”。而很多研究学者亦开展了大量的实践与研究活动，采用大开间的住宅方式，实现“无声装修”或“低噪声装修”。
　　4、无害化措施
　　使用清洁、环保能源。尽可能消除在施工及设计环境所带来的不良影响，合理安排场地中的水系、动物及植被系统，可少用大型机械设备，并设计半地下或地下覆土建筑等。
　　5、集约化措施
　　建立健全的、规范化的周期成本预算体系。对各类建筑元素的原始价格、运行消耗进行测算。建筑师与结构师、业主、物理学家、计算专家以及设备专家一同推进设计。通过对交通、安保、消防、卫生、给排水、空调以及店里设备的智能化、科学化管理，形成安全、无废、节能、低碳的生态化环境。另外，在推进可持续建筑时，应以我国国情为基础，不要盲目借鉴其他国家的标准，应符合现实。加之可持续建筑涉及了多个学科，理论及技术性较强，需多个专业的技术人员彼此协作、配合方可完成。因此，应加强对其探究力度，从根本上提高技术人员的学识与修养。
　　五、结论和建议
　　本文初步探讨了我国钢结构住宅及其产业化的现状与发展，由于尚处于发展阶段，在原理及概念仍然存在很多争论，同时也缺乏一定的实践经验。而由于钢结构住宅自身的缺陷、行业认识以及发展历史等方面的原因，学术界加大对此问题的探讨力度，通过开展试点来提升实践经验，充分挖掘钢结构住宅的发展潜力。从实质上来看，住宅产业化是一项涉及面广、关联性强且十分艰巨的系统性工程，怎样进行推广与可持续发展仍有待深入研究。

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