迟 朝 娜
(日照职业技术学院,山东 日照 276800)
近几年来,国务院常委会力挺钢结构行业发展,发出时代强音,在此良好的政策环境下,钢结构住宅占有率却不足5%,这与发达国家占住宅建筑总量的40%~50%的情况形成鲜明对比,同时也与我国钢铁产量和国策严重不符。建设者和消费者都认为钢结构住宅高成本、高造价,那钢结构住宅是否真的如此,长期以来,人们普遍认为钢结构用钢量大、造价高,不符合我国消费水平,这是一种不全面的认识。
近年来,国家提倡节能减排,鼓励产业、行业用钢,建筑产业正朝着绿色和现代化转型,在国家政策(如表1所示)的大力推动下,结合钢结构自身优点,钢结构工程在很多领域发展非常迅速。
表1 近几年有关钢结构发展政策一览表
2.1.1主框架材料
经过对低层、多层、高层已建工程实例数据对比发现[1,2,5],随着建筑物的升高,由于用钢量较大因此相比较混凝土结构住宅造价偏高,除此之外,钢结构防腐防火的成本也是导致钢结构住宅造价升高的主要原因。
目前钢结构工程主要承重构件钢柱、钢梁主要采用焊接H型钢,其综合单价达到6 000元/t,而市场中热轧H型钢的价格却远远小于焊接H型钢,却由于规格较少、产量较小使用较少,如果从政府、设计、使用者、供货商建设一体化供应链,减少制作工序可以在一定程度上降低材料成本,成本有望降低15%。
2.1.2围护结构材料成本分析
围护结构材料也是制约钢结构住宅成本的主要原因,为体现钢结构自重轻强度高的优越特性,高层钢结构住宅的外墙体一般与梁柱采用外挂式连接,而6层以下的多层和低层钢结构住宅,还可以采用内嵌式。外墙体材料主要采用轻质复合墙板,品种有:ALC(蒸压轻质加气混凝土板)、GRC夹心复合板、轻质加气混凝土板材、钢丝网水泥夹心板等。内墙材料一般采用石膏板(纸面石膏板、纤维石膏板)、纸面稻草板、玻璃纤维增强水泥板等,也可采用加气混凝土砌块。以最常用的ALC板为例,造价方面比传统的砌筑工程要高。
由于钢结构住宅体系刚刚起步,国家并没有出台相对应的规范标准,相应的配套体系也不尽完善,这样会使钢结构住宅的造价高于传统结构造价的10%~20%左右,因此中低层、中低档住宅方面相对缺乏市场竞争力,如果能够解决与钢结构住宅相配套的体系材料问题,就可以打破产品种类单一,价格昂贵的现状。
由上可见,钢结构住宅上部结构的材料造价的确要高于传统的混凝土结构,但是对一个完整的建筑工程而言,高层住宅的结构造价所占比例不到工程造价的30%,若是低层、多层建筑工程,这个比例会适当加大。同时,结构造价又分为上部结构造价和基础造价,钢结构住宅工程仅代表上部结构,在工程总投资中只占7%~10%。因此,通过上部结构材料造价高推断出钢结构住宅造价高是片面的。
钢结构住宅的建造包括设计、制作、安装、运输、后期维护和住宅管理等环节,是一个系统的工程,所有的环节都将增加工程建造的造价。因此,我们应综合看待工程成本,不能仅仅局限于材料成本,还应该关注其他隐形成本,而且,除了建造成本,还应该考虑环境成本。
2.2.1工期缩短节约利息支出
以一底层带车库的6层住宅楼项目,建筑面积5 180 m2[2],经过对比发现主要钢结构体系在主材造价上要超过普通混凝土结构体系,但是由于框架结构支模作业量大,混凝土养护以及受天气环境的影响,工期超过钢结构体系的82%,而随着市场经济的发展,钢结构住宅的建设和开发主要依靠银行的贷款,钢结构住宅工期的缩短,有助于开发商的资金周转,开发商可以尽快的回收资金,减少为贷款所支付的利息,这将势必会成为开发商盈利的有利条件。
2.2.2基础成本
随着建筑物高度的增加,上部结构自重也会越来越大,基础承载力相对较高,其截面随之增大,从开挖、基础、回填等各方面与之有关的工程量也会加大,势必会造成基础造价的大幅提高,对于高层钢结构住宅建筑自重为900 kg/m2~1 000 kg/m2左右,而传统混凝土结构自重为1 500 kg/m2~1 800 kg/m2左右,其自重减轻约40%。建筑自重减轻,还可以节省大约30%的地下桩基。保守估计在相同的建筑面积情况下基础工程的成本可以节约20%[5]。
2.2.3其他经济效益分析
对于投资者而言,钢结构住宅自重轻,强度高,容易建成高层建筑,可以提高土地的使用效率,地下车库停车位也可增加10%~20%[4]左右,这就增加了投资者的实际经济效益;对于购买者而言,钢结构住宅开间大,空间布置灵活,在相同建筑面积的情况下,墙体占用较少的面积,得房率会增加5%~8%左右,这也就增加了建筑物的实际使用价值,另外,钢结构住宅可以满足不同家庭的需要,而传统钢筋混凝土结构住宅,假如居民对户型不满意,或者小柱网不能满足住户的房间布局需求,就需要破坏住宅各个房间的墙体结构,这样不仅会带来墙体结构的不稳定、抗震的隐患,同时也会造成用户二次装修费用的浪费。
除了可视化的资金成本,环境成本在高速发展的经济时代更是不容忽视的,钢结构住宅与传统结构住宅相比,环境成本大幅降低。
2.3.1钢结构住宅CO2排放量大幅降低
建造传统混凝土结构CO2排放量约为740.6 kg/m2,钢结构住宅的碳排放量仅仅为480 kg/m2左右,碳排放量降幅可达35%以上。同时建造钢结构住宅可大幅减少沙石、水泥等资源的损耗。
2.3.2钢结构住宅减少木制品损耗
钢结构住宅在施工过程中不需要搭设木模板,如果钢结构住宅占有率增长5%,经估算可减少约9 000 hm2森林的木材砍伐。
2.3.3钢结构住宅可减少污水的排放
钢结构住宅主要以装配化施工为主,施工过程中可大幅减少污水排放。如果钢结构住宅占有率增长5%,将减少相当于10个西湖总水量的污水排放。
除此之外,钢结构住宅降低施工现场噪声扰民、废水排放及粉尘污染;钢结构建筑拆除时,主体结构的材料回收率达90%以上,较传统混凝土结构相比,垃圾排放量减少大约60%。
目前钢结构住宅相比较于其他发达国家发展缓慢,一方面受消费者传统观念的束缚,消费者已经习惯传统的建房模式,接受新事物还需要一个长期的过程。但另一方面,钢结构住宅能否被接受,关键还要看价格是否被社会所接受。经过分析,钢结构住宅造价高主要是集中在上部结构的钢材价格和围护体系的价格,而在其他方面造价相较于传统结构是有优势的,如果不考虑环境成本,资金成本,两者基本持平,但是如果考虑对环境的有利影响,钢结构住宅优势就会相当凸显。
随着国家有关钢结构住宅配套标准、规程的完善,更多的开发商和建设者有章可循,有意愿开发钢结构住宅,更多的民众环境意识的提高,钢结构住宅一定具有相当广阔的发展前景。