钢结构住宅体系的深化改革与技术研究

金延俊谭 良

（1绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000 2北川羌族自治县公路管理所，四川绵阳 622750）

钢结构住宅体系的深化改革与技术研究

金延俊1谭 良2

（1绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000 2北川羌族自治县公路管理所，四川绵阳 622750）

伴随着我国城市化进程的步伐，城镇住宅的需求量也将在近几年内持续保持较高的数值，而建造“节能省地型住宅”的指导方针对我国住宅产业化发展提出了较高的要求。本文通过研究我国钢结构住宅的特点和存在的技术问题，并分析其产业化发展中的经济效益，提出了深化改革钢结构住宅建筑体系和结构体系，提高其经济效益和技术集成的思路。

钢结构住宅；产业化；经济效益

1 引言

我国是一个人口众多的国家，如何解决居住问题并改善居住环境，提高人们的居住水平是我国政府亟待解决的重要问题。有关数据显示，截止2030年，我国需建城乡住宅将达到450亿平方米，即年平均新建住宅约15亿平方米。《住宅建筑规范》是我国主要推行的关于“节能省地型住宅”的技术标准，有助于推进我国工程建设标准化体系的改革进程，从而推动住宅产业化的发展[1]。

2 住宅产业化的发展内容和要求

住宅产业化的内容主要包括住宅建筑标准化、住宅部品部件生产工业化、施工装配化、住宅经营一体化、以及住宅管理和服务社会化。其中住宅产业化主要体现在住宅建筑标准化、住宅部品部件生产工业化、施工安装装配化是住宅产业化的核心，它关系到住宅质量和生产效率能否提高的大问题。而随着城镇住宅的能源、资源消耗不断增加，对环境的破坏日益增大，住宅建设、使用和产业化过程中的节能、节地、节材和环境保护也是当前大规模住宅建筑时期不能忽略的问题[2]。

一、能源可持续性发展问题

建筑产业对能源和全球环境产生影响，主要有以下三个途径：（1）建筑材料和产品；（2）建筑过程中的消耗；（3）建筑照明、制冷、取暖和通风中的消耗。长期以来，中国采用传统砖混或混凝土结构住宅，其建造过程常常消耗大量能源和材料、占用土地和耕地，住宅在使用过程中仍存在这样的问题。与发达国家相比，我国的住宅在建造和使用中，资源浪费现象十分严重，且住宅的使用能耗为同条件下发达国家的2～3倍。

二、资源可持续性发展问题

现在我国住宅材料主要采用砖混和混凝土，墙体材料多为混凝土空心砌块，新型墙体材料的产量仅占墙体材料的生产总量的30%左右，性能优良的新型材料得不到广泛应用。主要原因在于：（1）多数新型墙材成本偏高，房地产商很难接受；（2）配套技术不完善，如缺乏设计理论与标准图集、以及安装手册等；（3）标准化程度不高；每项工程的墙材规格均不一致，需要专门的模具加工生产，生产效率和利润均较低；（4）推广宣传不够，新型墙材一旦研发成为产品，推广应用就成为其发展的瓶颈。

三、生态可持续性发展问题

传统砖混结构和混凝土结构是空气污染的主要原因。采用合理的钢结构住宅，可大量减少粘土制品的应用；采用利废、节能、环保的新型轻质建筑材料作为围护体系，获得一种高效、低耗、无废、无污染的生态平衡的建筑环境，可最大限度地减少建筑工业对生态的破坏。

3 钢结构住宅的特点和技术问题

3.1 钢结构住宅的特点

钢结构住宅通常由工厂化生产的钢梁和钢柱形成承重骨架，墙体一般采用新型、轻质、保温、隔热及高强的材料作为围护体系。相比较传统的砖混和钢筋混凝土结构，钢结构住宅具有重量小、强度高、抗震性能良好、现场湿作业少、噪声污染轻、材料环保、得房率高、节约能源、有利于工业化生产及标准化制作。钢结构住宅是一种具有节能、环保特点的绿色生态住宅，符合住宅产业化的内涵需求，也与住宅产业化发展的战略相一致[3]。

3.2 钢结构住宅的技术问题

我国轻质钢结构住宅发展现阶段仍面临许多问题[4]，主要体现在：

一、住宅结构体系和建造模式落后，技术含量相对较低

目前，钢结构住宅与普通的混凝土结构住宅建设基本相同，没有明显的差异，如墙体仍以加气混凝土砌块加外保温为主，装配化程度极低；劳动生产效率和新工艺应用水平低；住宅建设所需的各类产品、部件的性能、质量差；住宅建筑材料品种少、质量低、配套性差、用材有很大局限。

二、住宅产品生产运营体系落后

我国目前钢结构住宅产品部件的开发和生产仍处于发展初期，尚未形成有指导作用的认定机制和激励体系，具体表现为：（1）标准化体系不健全。钢结构轻质住宅在研发、设计与施工等方面起步较晚，在建筑模数化、标准化方面的研究还很欠缺；（2）国内的制造装备、产业体系不完备。我国住宅的配套系列产品不足25%，且种类少、质量低，同种产品虽然规格繁多，但性能单一，很多达不到现代住宅居住水平的标准；（3）部件和技术缺乏配套化、集成化。我国有大量的的材料及产品生产企业，但这些企业普遍缺乏部件和技术的集成、配套能力。对于发展和推广使用住宅技术，企业更多关注于单项的技术和产品，但这种做法并不能很大程度地提高住宅的整体性能和成品质量；（4）住宅部件的开发和生产缺乏有效监督和激励体制。住宅部件的认证机制和准入制度尚不健全，缺乏可靠的性能和质量保证措施。

4 经济效益分析和研究方向

根据市场需求与可持续发展战略，进行轻型钢结构住宅建筑体系的深化研究，大力发展新型复合材料和高新技术在钢结构住宅建筑体系中应用，充分利用当地建材，具有成本低、加工方便、安装简易、更加适合中国国情的特点，从而满足市场需要。

混凝土结构在我国广泛应用，但目前的许多研究方法和思路以分解论为指导，这导致了对混凝土结构认识的不全面，造成混凝土永久性差等问题。采用整体论的观点，把混凝土结构作为整体来考虑，从设计、加工、施工等多方面综合考虑各种因素对混凝土的影响，以减少不良的性能表现。从可持续发展的角度去考虑建筑中的混凝土材料，将粉煤灰等工业废料加入到混凝土中，既节约了资源，又改善了混凝土的性能，这也同样符合整体论的哲学观点。今后钢结构住宅的产业化发展应从以下几方面入手：（1）钢结构住宅建筑体系的深化研究。建立适用的钢结构住宅建筑方案、户型等，应用模数化设计理念，提出多高层钢结构住宅建筑设计方法；（2）钢结构住宅建筑的结构体系深化研究。整合建设公司已有研究成果，并充分考虑加工、施工等方面因素，构建钢结构住宅结构设计方法；（3）钢结构住宅建筑体系的经济性分析。建立钢结构住宅建筑的成本构成模型，明确各构成部分的比例关系；（4）钢结构住宅建筑体系的技术集成示范。结合技术集成样板房建设与实际工程，充分应用新技术，切实解决成本居高不下的难题，形成完善的钢结构住宅技术手册。

5 结论

钢结构住宅建筑体系即是实现住宅产业化的重要途径之一，钢结构应用于低、多高层住宅在结构体系上已经较成熟，但与之配套的围护体系、关键的应用技术研究却相对滞后。结合住宅产业化的发展要求，从建筑方案、结构方案、经济性分析以及技术集成示范几个方面对钢结构住宅的深化改革提出了研究思路。

[1]于春刚．住宅产业化—钢结构住宅围护体系及发展策略研究[D]．上海：同济大学，2006．

[2]蔡玉春．钢结构住宅产业化的现状[J]．钢结构．2005，20（01）：79-83．

[3]彭晓彤，林晨，满杰．轻钢结构住宅体系发展现状[J]．四川建筑科学研究．2005，31（6）：18-21．

[4]侯兆欣．我国住宅钢结构体系推广应用中的几个问题[J]．施工技术．2000，29（7）：34-35．

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1007-6344（2016）04-0256-01

金延俊（1986—），女，硕士研究生，助教，研究方向为结构工程、建筑工程造价、建筑力学等。