2020年的新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，工程建設(shè)者們僅用10天就建成了總建筑面積3.4萬平方米、可容納1000張床位的武漢“火神山”醫(yī)院，為鋼結(jié)構(gòu)樹立了“多快好省”的良好形象。
此后，國家相關(guān)部門相繼出臺了《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》和《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出要大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，鼓勵醫(yī)院、學(xué)校等公共建筑優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)，積極推進鋼結(jié)構(gòu)住宅和農(nóng)房建設(shè)。黨的十九屆五中全會也提出要加快推動綠色低碳發(fā)展，推進重點行業(yè)和重要領(lǐng)域綠色化改造。鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)政策的暖風頻吹，讓人們不由感慨“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的春天已經(jīng)來到”。
“雖然春天已至，但是花開尚早。”在中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會會長郝際平看來，在國家頂層設(shè)計和產(chǎn)業(yè)政策的有力推動下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為裝配式建筑的重要體系。但不可否認的是，雖然裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在超高層辦公樓、大跨空間結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、機場航站樓等公共建筑中應(yīng)用廣泛，但在住宅領(lǐng)域發(fā)展卻相對遲緩。“雖然困難重重，但是發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，必將是我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必由之路。”郝際平如是說。
裝配式鋼結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)碳達峰碳中和的必然選擇
2020年中央經(jīng)濟工作會議將“做好碳達峰、碳中和工作”作為2021年的重點任務(wù)之一。當前，我國碳減排工作已經(jīng)進入總量控制階段。建筑業(yè)作為能源消耗的三大領(lǐng)域之一，建筑節(jié)能將是我國實現(xiàn)2030年碳減排目標的關(guān)鍵所在。
裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工速度快、得房率高等一系列優(yōu)點，最易實現(xiàn)建筑的模塊化、標準化、工廠化、裝配化和機械化生產(chǎn)，使施工現(xiàn)場實現(xiàn)無火、無水、無塵、無垃圾。鋼材循環(huán)利用，踐行全壽命綠色建筑的理念。
這其中，雖然預(yù)制混凝土建筑、木結(jié)構(gòu)建筑和鋼結(jié)構(gòu)建筑同為裝配式建筑，但三者對環(huán)境的影響仍存在較大的差異。例如，預(yù)制混凝土建筑因主要建材原料仍為水泥、砂石等不可回收利用的建材，其拆除依舊會產(chǎn)生一些難以降解的建筑垃圾，增加垃圾處理對環(huán)境造成的壓力；木結(jié)構(gòu)建筑由于木材本身的材性，不能大量使用；而鋼結(jié)構(gòu)建筑從主體結(jié)構(gòu)到墻面、屋面結(jié)構(gòu)均采用可回收或可降解材料，不僅資源利用率高，而且能減少建筑垃圾對環(huán)境的影響。據(jù)統(tǒng)計，鋼結(jié)構(gòu)建筑在生產(chǎn)和建造過程中比傳統(tǒng)的混凝土工藝節(jié)能1/3，在使用過程中比傳統(tǒng)建筑節(jié)能10%，節(jié)水率可達到30%，粉塵排放下降80%，建筑垃圾減少80%。
“綠色、低碳、節(jié)能、減排是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的天賦基因。”郝際平表示，鋼結(jié)構(gòu)是可循環(huán)使用的綠色建筑，它體現(xiàn)在建筑設(shè)計、施工、建造、拆除及異地重建的全過程。當前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的市場普及率并不高，究其原因在于人們對鋼結(jié)構(gòu)的認識還不足。他坦言，僅從工程造價看，鋼結(jié)構(gòu)造價高于混凝土結(jié)構(gòu)造價，但如果考慮工期縮短、貸款期短、建筑物拆除和處理成本以及建筑材料回收再利用產(chǎn)生的收益，那么鋼結(jié)構(gòu)建筑物的全生命周期綜合成本將與混凝土建筑大體相當，甚至會更低。再加上鋼結(jié)構(gòu)建筑具有輕質(zhì)高強的優(yōu)勢以及干式施工的特點，不僅可以大幅度提高工程質(zhì)量和安全技術(shù)水平，實現(xiàn)綠色施工，還可以大幅度提高建筑的工作性能和使用品質(zhì)，增強城市防災(zāi)減災(zāi)能力，是適合工業(yè)化裝配的結(jié)構(gòu)體系。
“高質(zhì)量發(fā)展的底色是綠色。”郝際平表示，“建筑業(yè)應(yīng)該盡早實現(xiàn)碳達峰目標，把碳的排放量讓給更需要的行業(yè)，這也是建筑人的使命與責任。”
發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑需要系統(tǒng)思維
作為系統(tǒng)工程，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑包含和鋼結(jié)構(gòu)配套的綠色圍護板材、門窗、新型裝飾材料、整體廚衛(wèi)產(chǎn)品以及水、暖、電、氣等的有機集成，是對樓宇自動控制、雨水收集、太陽能、地熱源、智能化技術(shù)的綜合運用。在郝際平看來，發(fā)展裝配式建筑要用集成研究的方式，以系統(tǒng)理念和集成思維，引領(lǐng)行業(yè)將其作為一項系統(tǒng)工程產(chǎn)品推向市場。“我們過去研究鋼結(jié)構(gòu)就只研究鋼結(jié)構(gòu)，不研究圍護材料，不研究門窗，這樣彼此是孤立的、割裂的。”他舉例說，“我們買了一塊布，不能只看布料好不好，還需要考慮誰來裁？裁成什么樣式的？給誰來穿？知道給誰用，用來干什么，這才是系統(tǒng)思維。”
郝際平坦言，當前裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一大難點就是缺乏系統(tǒng)思維，沒有形成全產(chǎn)業(yè)鏈的概念。“不能只有墻體好、窗戶好，還要考慮窗戶怎么和墻體一起發(fā)揮最大效能。”他解釋說，“鋼結(jié)構(gòu)相對比較柔，墻體就應(yīng)該有一定的變形能力，這樣才能協(xié)調(diào)。混凝土的墻不能用在鋼結(jié)構(gòu)上，鋼結(jié)構(gòu)的墻也不能用在混凝土上。”發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑需要把“裝配式建筑”作為一個完整的“產(chǎn)品”來思考，要將建筑的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理維護看作一個完整的體系，以問題為導(dǎo)向，用系統(tǒng)理念來指導(dǎo)裝配式建筑的全生命流程。
“春風”如貴客，一到便繁華。如今，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)生機盎然、綠意蔥蘢。盡管前路漫漫，但自帶“綠色”基因的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，正蹄疾步穩(wěn)、不斷奮進，成為建筑業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要生機。

作者：馮路佳