鋼結(jié)構(gòu)建筑的性能與進(jìn)展

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本文作者：安潔 單位：西山煤電設(shè)計(jì)院

隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，綠色環(huán)保建筑逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。2005年10月11日，中國(guó)共產(chǎn)黨第十六屆中央委員會(huì)第五次全體會(huì)議通過的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建議》中明確提出：“將節(jié)約資源作為基本國(guó)策，發(fā)展綠色建筑，保護(hù)生態(tài)環(huán)境?！敝链耍G色環(huán)保（節(jié)能型）建筑這一觀點(diǎn)才真正引起我們的注意。

1綠色環(huán)保建筑的基本概念

什么樣的建筑才能稱作為綠色環(huán)保建筑呢？通俗地講，即在建筑生產(chǎn)和使用期間，能夠起到節(jié)約資源、減少污染的作用，同時(shí)又能為人們提供健康、適宜的生活空間，這樣的建筑物就被稱為“綠色環(huán)保建筑物”。在蘭達(dá)•維爾和羅伯特•維爾合著的《綠色建筑———為可持續(xù)發(fā)展而設(shè)計(jì)》一書中最早提出了“綠色環(huán)保建筑物”的概念。發(fā)達(dá)國(guó)家的綠色環(huán)保建筑的發(fā)展過程被稱為“綠色建筑挑戰(zhàn)”，即采用最前沿的技術(shù)、最環(huán)保的材料、最先進(jìn)的設(shè)備，使建筑物在生產(chǎn)和使用期間所消耗的資源最少。

2鋼結(jié)構(gòu)住宅的綠色環(huán)保性能

鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)完全符合綠色環(huán)保建筑的要求，其綠色環(huán)保性能是由鋼結(jié)構(gòu)固有的三大核心價(jià)值所決定的，即：最輕的結(jié)構(gòu)（鋼材的強(qiáng)度受壓高度為3051.6m，混凝土的強(qiáng)度受壓高度為709.3m）、最短的工期（工廠焊接、工地高強(qiáng)螺栓拼接），最好的延性（鋼材的結(jié)構(gòu)延性比為7～8，混凝土的結(jié)構(gòu)延性比為3～4）。因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為綠色環(huán)保建筑應(yīng)該得到大力提倡。

“鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化”（SteelStructureResidentialBuildingIndustrialization）這一概念最早是在20世紀(jì)初期由沃爾特•格羅皮厄斯（德國(guó)人）提出的，之后的100年中，發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼結(jié)構(gòu)得到飛速的發(fā)展。而我國(guó)在這方面才剛剛起步。鋼結(jié)構(gòu)住宅與鋼筋混凝土住宅相比，其工程費(fèi)用基本持平，但工期將縮短一半以上。二者的詳細(xì)對(duì)比見表1。我們?cè)诿绹?guó)電影里經(jīng)?？梢钥吹?，美國(guó)人開車拖著房子去旅游，到旅游景點(diǎn)安裝就位，指的就是鋼結(jié)構(gòu)輕鋼龍骨住宅房，當(dāng)然這里涉及輕鋼龍骨的標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化問題。

3我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀

日本在鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域居世界前列。我國(guó)和日本在鋼結(jié)構(gòu)建筑方面的情況比較見表2。從表2可以看出，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑面積與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有著巨大的差距。據(jù)權(quán)威部門預(yù)測(cè)，到2015年，鋼結(jié)構(gòu)建筑將占全國(guó)房屋建筑總量的15％～20％。這充分表明我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑有著非常寬廣的市場(chǎng)前景。但是我們必須承認(rèn)，目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑才剛剛起步，而且發(fā)展非常緩慢，并且發(fā)展趨勢(shì)出現(xiàn)偏差。

沈祖炎院士在其主題報(bào)告《還鋼結(jié)構(gòu)輕、快、好、省的本來面目》中強(qiáng)調(diào)指出，“近年來涌現(xiàn)的與輕、快、好、省理念背道而馳的技術(shù)現(xiàn)狀，令人擔(dān)憂?！变摻Y(jié)構(gòu)行業(yè)包括設(shè)計(jì)和施工，設(shè)計(jì)是龍頭。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵兩步：就是正確選擇結(jié)構(gòu)方案和正確估計(jì)截面尺寸和形狀。遵循“最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)理念，即用最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)面積提供最大的承載力是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的精髓所在。假設(shè)G為用鋼量（t）,P為建筑總質(zhì)量（t），則結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)秀性與G/P成反比：優(yōu)秀設(shè)計(jì)：G/P＝0.2～0.3；平庸設(shè)計(jì)：G/P＝0.4～0.5；拙劣設(shè)計(jì)：G/P＝0.6～0.7。CCTV新電視塔與世貿(mào)中心都屬鋼結(jié)構(gòu)建筑，二者的數(shù)據(jù)比較見表3。

通過數(shù)據(jù)的對(duì)比，不難看出目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。按照上述結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)秀性與G/P的關(guān)系，CCTV新電視塔接近拙劣設(shè)計(jì)，而美國(guó)世貿(mào)中心屬于優(yōu)秀設(shè)計(jì)。單純追求鋼結(jié)構(gòu)建筑的復(fù)雜、奇特、怪異會(huì)增加單位面積用鋼量，這和鋼結(jié)構(gòu)固有的三大核心價(jià)值是背道而馳的，和綠色環(huán)保建筑的理念是不相符的。只有設(shè)計(jì)優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)建筑才是綠色環(huán)保建筑。我國(guó)“節(jié)能型建筑”存在一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，這從發(fā)達(dá)國(guó)家的節(jié)能方向與我國(guó)認(rèn)為的節(jié)能方向之比較就能看出。發(fā)達(dá)國(guó)家注重鋼結(jié)構(gòu)建筑的單位面積用鋼量，依靠鋼結(jié)構(gòu)節(jié)材；我國(guó)注重鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占鋼鐵產(chǎn)量的比例，依靠圍護(hù)墻板節(jié)能。二者有很大的不同。

4結(jié)語

鼓勵(lì)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅，這是中央及地方政府，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的歷史責(zé)任。初步計(jì)算，產(chǎn)業(yè)化的住宅生產(chǎn)方式如果在全國(guó)普及，建筑垃圾將減少約83％，材料損耗減少約60％，可回收材料增加約66％，建筑節(jié)能達(dá)50％以上。

歷史發(fā)展到今天，綠色環(huán)保建筑（即鋼結(jié)構(gòu)建筑）已經(jīng)是建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的必由之路。在不久的將來，隨著綠色環(huán)保建筑產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，我國(guó)的建筑產(chǎn)業(yè)將會(huì)產(chǎn)生巨大的蛻變。那時(shí)買房子就好比買汽車，交錢后就可以開回家。這是個(gè)由變量到質(zhì)變的過程，是具有劃時(shí)代意義的技術(shù)變革。讓我們共同努力，滿懷信心迎接綠色環(huán)保建筑產(chǎn)業(yè)化新紀(jì)元的到來！