星光大道上群星璀璨
2018-06-05 08:48:53
        2018年3月24日,“影响中国——第四届中国钢结构产业高峰论坛”主题发言环节,有12位受邀专家作了报告和发言,围绕装配式建筑、装配式钢结构建筑这个主题进行了一系列研讨。展示出了一条闪亮的星光大道。专家有困惑,也有焦躁,可更多的是快乐,一种参与其中发自心底的快乐。精彩的演讲,独到的论点,碰撞出璀璨的火花,记者割爱对部分发言作摘要,以郷读者一饱眼福。
        广东省钢结构协会会长、华南理工大学教授王仕统:我们经过了三次春天,第一次1996年我国粗钢达到1.09亿吨,推广五种钢结构:大跨度空间结构、轻钢结构、住宅钢结构、混合结构。第二次2005年国家推广绿色建筑,口号是绿色奥运,科技奥运,人文奥运,但是做出来的东西笨重,鸟巢容纳8万人用了5.2万吨钢,伦敦碗也8万人,只用了1万吨钢。这次2016年9月,国务院发布关于大力发展钢结构装配式建筑的意见,发展装配式建筑已上升为国家战略。
        为什么我们的结构搞得笨重?钢结构公式主要来源是力学,设计人员会熟练使用设计软件,而不知其所以然,就会出现笨拙、怪异的结构。钢结构的核心理念是轻快好省,少费多用,用最少的结构提供最大的结构承载力。为什么在工地不能采用焊接,主要是焊接是一个热循环,从固态、液态到气态,冷却的时候又从液态到固态,这个过程它的变性很大,在工地很难控制,所以只有在工厂是质量保证的。在工地精度低,质量没办法保证。中国钢结构市场经过30年的野蛮发展,现在后遗症已相当严重,再不调整可能是怪胎作怪,恶化发展成了毒瘤。特别是民营企业的发展,做得那么笨重很难做好,施工非常艰难,时下是创造条件要上,克服困难要上,设计创造困难施工也要上。
        广东省住房与城乡建设厅总工陈天翼:相比传统的混凝土建筑而言,钢结构建筑具有强度高、自重轻、耐久性长、跨度大、灵活性多、环保节能性强等多种特点。构件在工厂制作,现场安装,钢材可重复性,大大减少工期和建筑垃圾,符合低碳、绿色、环保节能理念,逐渐成为主流的建筑选型之一。国务院专门印发了大力发展装配建筑的指导意见和文件。装配式钢结构建筑迎来了快速发展的重要窗口期。
        广东省钢结构装配建筑发展一直走在全国前列,是全国最早实现装配建筑结构的省份。改革开放以来,以深圳为龙头推进,抓得还是不错的。深圳现在装配建筑的发展走在全省、全国的前列。目前这项工作在广东还不太平衡,国务院出台大力发展装配建筑的意见后,广东省政府高度重视,第一时间出台了广东省的意见,要求大力推进装配式建筑。从去年开始大面积推广,发展还是不错的。2017年广东全年新开工的钢结构建筑面积超过了418万平方米,占年度开工装配建筑比例达到44.6%,接近一半的比例。钢结构是广东的主要建筑形式,特别大的跨度,高难度的,大体量的建筑。
        西安建筑科技大学副校长、全国政协委员、中国建筑金属结构协会会长郝际平:我的题目是《积极推进建筑业的转型升级,努力建设天蓝地绿美丽中国》。主要内容有几点:一、中国建筑业按老路子走肯定不行。钢结构是转型一个比较好的发展方向,转型到钢结构,就要走工业化、现代化、装配化的发展路子,怎么走?那么多结构体系,钢结构是比较好的、比较容易实现工业化,信息化、装配化的一个结构。二、钢结构是发展装配式建筑比较合理的一个选择。还想说一下装配式钢结构在我国推广应用的可行性,最后根据前面的几点有个小结论和一个小体会。
        我国讲农民工,实际上大量都是在建筑行业里面,传统粗放型的生产方式造就了行业劳动密集、能耗高、污染高、浪费高,同时建筑质量还不可控等。钢结构占比很少,大量是混凝土结构。每年拆除的混凝土建筑垃圾量非常大。这种垃圾占比面积很大,很难降解,建筑的能耗占全球能源消耗的40%。中国现在的建筑大概有400亿平方米,其中99%应该都是不能满足现代节能标准的房子,每年新建房屋大概有20亿平方米,仍然有95%以上是能耗高。我国垃圾总量的30~40%都是建筑垃圾,每年产生的垃圾有4亿吨,大概是世界的第一。习总书记多次强调不要金山银山,要绿水青山,这是他2014年和贵州代表团讨论政府工作报告时候讲的,李克强在2014年政府工作报告里面讲要像对贫困宣战一样坚决向污染宣战。要改变这种状况,就要转型。产业要升级,结构要转型,刻不容缓。建筑业必须进行大变革,要么生,要么死,转型升级是唯一的选择。我们要助力社会现代化建设为发展目标,实现建筑业脱胎换骨的涅槃重生,走绿色建筑的阳光明媚大道。绿色的内涵是什么?现在要积极推进建筑产业化、现代化,就是走工业化的发展道路,新型建筑工业化能实现建筑节能环保,全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑方式。
        建筑业要转型升级关键的问题在哪里?只有一个架子没有皮肤不行。第一是政策,第二是企业的调节,第三是市场,每年是几个亿平方米的建筑面积,钢产量这么大,市场也没问题。现在门窗、墙体、水暖、电器,还有一些强电、弱电等东西,建筑配套都更新换代了。包括常用的空调、卫生间、厨房都跟上时代了,我们的结构还没形成一个有机的整体,还没有把它做出来。国家的标准、规范、规程也完善了,设计软件也齐备了,而且更重要的是拥有一批经过国内外各类钢结构工程实践锻炼的钢结构专业人才和龙头企业,具有一定的科技研发与产业开发能力,已经具备了规模化推广发展钢结构建筑的一些条件。我建议一要关注集成,不是什么都要去搞原始的创新,要关注整个房屋建筑中各个领域的技术,以及其它领域的技术、能够被我们应用的技术。还要关注装配式建筑的内涵,我们现在关注的是建筑而不是结构,如果是结构,钢结构生下来就是装配式的。要以建筑功能为核心,以结构布置为基础、以工业化围护和内装部品为支撑,整体提升钢结构住宅的实用功能和居住品质。协同在这里什么意思?就是一定要协调,不要纠结,不要咬文嚼字。另外关注建筑师的参与,再要关注互联网+BIM,我说的BIM,是从构建规划一直到建筑拆除都要抓住。中国建筑业的转型升级必须走可持续发展的道路,第一指的是整个的建筑要走装配化。第二讲的是钢结构是最好装配的选择。第三,讲钢结构怎么样是最好的选择,它四节一环保,有助于实现天蓝地绿、美丽中国。第四,在中国特色社会主义进入新时代的今天,我国已经具备了这些条件,尤其是钢结构具备了这样的条件,所以前景光明,可谓广阔天地,大有作为。
        中国钢结构协会秘书长、中冶建筑研究总院技术总监侯兆新:现在发达国家基本走入了通用体系到绿色发展的体系,我们还在初级阶段到专用体系的发展阶段。这种情况下,钢结构产业的现状与第二经济体,形成了比较大的反差。钢结构在公共建筑没有什么问题了,问题是住宅钢结构,或者钢结构住宅,我们搞了20年,有几个成功了?20年都做不成一个成功的事,全国这么多人都在做,是对了,还是错了?肯定是方向错了。十年磨一剑,这么多聪明人20年没做成。钢结构住宅不受欢迎,因为卖不出去。对用户,对老百姓来讲,在座几百人,遇到装配式建筑,一个是现浇的建筑,有多少人选择装配式建筑?我想在座的没几个举手的。没有市场,做不做?一定要做。为什么一定要做,这是一个政府行为,所以就要强制。
        什么是装配式建筑,才出了一个评价标准,我参编了评价标准为钢结构发展而发声,一直参加讨论、编写,就是为钢结构争一席地。最后的结果肯定是利益最大化,钢结构建筑基本上就是装配式建筑。你看这几个公式,这几个条件,就是底线。王教授强调工地螺栓连接,别这么麻烦了,现在的情况,钢结构建筑本身就是装配式建筑,怎么算它都是。在座的今天说钢结构建筑很多,多到了20年都说不清楚的结构。钢结构住宅和混凝土剪力墙相比没有任何优势,我们宣传钢结构有N条优势,但是与混凝土剪力墙相比,N条全是缺点。你说钢结构优势在哪里?我可以证明其相比不是优点,全是缺点。传统做到了精致,做到了极致,世界上都没有这么好用的结构,价钱又便宜,用钢量每平方米40公斤,相当便宜呀,老百姓可以接受。你用什么东西替代它,怎么可能!就是明明知道敌人太强大了,还非要碰他,结果20年没有碰过来。第二说墙体,我们一直沿用传统的墙体,思路不对。没有找到和钢结构配套的墙体,混凝土墙体如果是棉大衣,钢结构要找羽绒服,找到羽绒服了吗?没找到。真的没有找到吗?找到了,什么都找到了,就是这么低的价钱下没有找到……。
        我刚才提了这么多问题,接下来怎么办?我们现在改变不了开发商,也改变不了市场,我们只能改变我们的思路。什么思路,就是郝会长报告中的思路,就要走建筑工业化的道路,要走高性价比,绿色建筑这条路。高性价比的建筑,其思路就是老百姓能够接受的一个思路。这种情况下,我们正在开发MCC Steel House体系。我们按这种思路开发一个新的体系,这个体系想解决什么问题?就是我刚才说的几个问题。第一,王教授在报告中说新技术应用太难了,我觉得不是太难了,根本就是死路一条。在座有很多是设计院的,让你用超出预算的东西,能行吗?如果你的定位为新技术,第一要专家论证,论证完了之后,你这个东西面目全非,根本就不是你的体系。你说你是新技术是自找死路?第二,解决什么?现在做装配式建筑要大规模投资,不具备这个条件,短期很难建成。要花多少钱?提这个体系,我们一定要在钢结构的基础上,做一个小的投资。还要解决一个成本的问题,钢结构能不能和PC相当?可以和PC相当,就没人说贵了。所以要解决成本的问题。这几个问题解决完了以后,还要解决钢结构住宅的防火防腐、装饰一体化问题,还要解决外墙板、解决PC的问题。一次性解决,让大家不再说这种事。
        天津市钢结构协会会长、天津大学教授陈志华:我给各位汇报装配式钢结构住宅研究的一些具体内容。五个方面。第一,国家从近20年前开始推广住宅产业化,出台了文件政策,各省、市先后也出台了一批文件。我们天津的力度很大。矩形钢筋混凝土,是天大最早开始研发一个体系,最早一个专利体系,之后是模块。矩形钢筋混凝土这个柱在建筑立面、在结构构件、在节点连接上有天然的优势。我们最早从研究1+1大于2的角度开始的,进行了一系列的理论研究和实验验证,包括超声波和剖切实验来检验钢和混凝土共同的工作状态,反推出研究混凝土钢界面,之后进行了钢管混凝柱的单项压弯和双向压弯的实验,看到了不同的破坏形式。王老师报告提到了美国的地震,就是因为内隔板节点被地震破坏了之后,上梁和柱出现裂缝,我们从这些破坏的案例出发开始研究节点。
        王老师邀请我来重点讲十几年前开始探索的装配式。我们做全装配的节点,且研究了美国和日本的全装配,发现他们的连接板比较多,螺栓数量比较多,用钢量多,造价高。我们做的节点也不是特别巧妙,但是把梁直接放在隔板节点的连接板上,连接板直接伸出来,省掉了一大半的螺栓,左右两端的连接板都不用了,用最精致的方式把螺栓连接起来。这是我们用短平快获取的发明专利。现在的全装配,往往提到90%是螺栓,我觉得必须用这样的节点了。日本、美国、欧洲的节点太贵,我们的节点是最合适实现装配式的。即便是这样,它的造价比焊的仍然要高,因为螺栓比较贵。我们进一步提出了一个上栓下焊的节点,上面是一个拼焊,或者是一个俯焊,这个质量很好保证,很方便。一条简单的焊缝,非常少,快到极致了。造价又便宜,质量又好保证,经济性又好。
        天津市在相关机构的支持下开始了试点研究,三层的示范楼已经建成了。我们这个体系最早在汶川,抗震救灾,在渔子西村241栋,整个村子用了这个方案,这个方案当时是全球招投标,从规划开始招投标,天津大学中标,选了我们这个体系的,建成以后效果还是不错。几年后发生了余震和泥石流破坏了很多原建工程,这批房屋都是完好的。那个镇长连续多年每年给我发短信,感谢用了这个比较好的钢结构体系。在北京的顺义民居工程里面,也用了这个体系。模块建筑体系是另外一个,我们现在已经研究了好多年了。我们是在近海天津的国家级区建成了两栋5层主体的模块房子,我们这个工程发明了一个专利,效果是满足的。这个工程安装效果非常好的,一天做一层房子轻轻松松的。这个工程建成之后被评为建设示范基地。
        我们与侯总一起主编的规程已经报批了,我们CECS的模块规程和矩形钢筋混凝土节点规程已经颁发了,CECS带推荐号。其他一系列的规程有20余本。在编的钢结构住宅中,对我们这个装配体系有专门的论述,我们的体系叫城市化的体系,实际上天大的体系、矩形柱的体系,是我们最近成果中最关键的四个部分之一。这个专利去年获得了天津市发明专利一等奖、也是2013年中国钢结构协会唯一一个特等奖。
        广东省建筑设计研究院总工罗赤宇:我的报告是《多高层模块化钢结构建筑的实践与探索》。建筑钢结构天然符合装配式建筑的特点。现在看两个项目。港珠澳大桥的屋盖实际上是一个个模块,在中山的工厂拼装完以后,运输到香港机场旁去安装。右边这个是刚建好的,珠海中山五院模块化的建筑,实际上也是一个大的装配概念,这是佛山基建公司做的一个非常典型的项目。装配式钢结构是一个很好的发展方向,但体系选择上有一些东西需要去考虑,包括工程造价,钢结构应用也存在造价的问题。还有围护结构优化,应该引进一些新的东西。除了钢结构以外,组合结构也可以结合钢结构一起发展,以适合我国国情和地方特色。创新思路发展装配式钢结构,要基于建筑系统集成的概念,不是做一个钢结构,而是从一个建筑系统角度出发。常规的模块化建设通常是多层,要发展到多层,特别是高层,在结构体系上要有一创新呢。对于模块化钢结构建筑,我觉得有以下这些方面要深入研究。首先是结构体系创新,还有结构经济性。模块化建筑本身是一个六面体,六面体有些构件肯定是重复的,又要满足一些构造的基本要求,用钢量怎么控制需要分析,运输成本、安装成本要综合考虑。另外,怎么做好住户户型,是否适合国内住户的需求,也做一些研究。
        模块本身有一个外墙,有时需要外面增加一些幕墙的体系,外墙施工可能反过来影响总的完成时间,还有隔音、用钢量的问题。说到模块化钢结构建筑,节点是不能不说的一个问题,现在模块化的规范出台在即,模块节点要与其连接设计协调,实现安全可靠、传递明确、构造合理、便于施工。另外模块单元连接应该充分考虑结构管线,内外装修的完成度,而且确定现场,连接采用一个类型,定位施工安装,留有操作空间,提供一个安全的保护设施。对于海上运输结构而言,海上风浪颠簸造成的水平力实际上比抗震设计地震力作用要大几倍。在国内运输的时候,模块需要做到3.6米满足客厅的要求,但是3.6米是超宽的,上路的时运输证照的办理成本都是要综合考虑的。最后简单介绍几个我们自己做的一些模块化装配式建筑的一些个案。这个项目是欧洲的一个项目,大部分的建筑是5层的,局部是6层的,采用是钢框架,波纹钢板,结构体系,主要是小截面的一个矩形钢管,设计是采用欧洲的一个标准。我们看到除了下面是一个模块以外,实际上屋盖因为北欧雪厚,所以做一个坡屋面,是到现场再进行拼装的,但是时间也很快。另外是在爱尔兰的一个项目,已经建到了8层,采用的是标准模块和组合模块的应用。房间是一个标准的模块,客厅可以通过两个模块之间的打通来形成一个更大的一个空间。这也是采用钢框架,波纹钢板墙的结构体系,主要就是考虑了波纹钢板、剪力墙钢度以后,它的矩形钢管截面就做得比较小。采用异形钢管柱+H型钢梁+矩形钢管的支撑,模块单元之间是通过角柱的螺栓进行连接。
        由于篇幅有限,有些嘉宾的发言在其它报道中已有选登,故不再追述。
金 石
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