鋼結(jié)構(gòu)建筑的性能與進展
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本文作者：安潔 單位：西山煤電設計院
隨著社會的發(fā)展與科技的進步，綠色環(huán)保建筑逐漸成為人們關(guān)注的焦點。2005年10月11日，中國共產(chǎn)黨第十六屆中央委員會第五次全體會議通過的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議》中明確提出：“將節(jié)約資源作為基本國策，發(fā)展綠色建筑，保護生態(tài)環(huán)境。”至此，綠色環(huán)保（節(jié)能型）建筑這一觀點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•維爾和羅伯特•維爾合著的《綠色建筑———為可持續(xù)發(fā)展而設計》一書中最早提出了“綠色環(huán)保建筑物”的概念。發(fā)達國家的綠色環(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、最先進的設備，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)固有的三大核心價值所決定的，即：最輕的結(jié)構(gòu)（鋼材的強度受壓高度為3051.6m，混凝土的強度受壓高度為709.3m）、最短的工期（工廠焊接、工地高強螺栓拼接），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世紀初期由沃爾特•格羅皮厄斯（德國人）提出的，之后的100年中，發(fā)達國家的鋼結(jié)構(gòu)得到飛速的發(fā)展。而我國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，其工程費用基本持平，但工期將縮短一半以上。二者的詳細對比見表1。我們在美國電影里經(jīng)?？梢钥吹?，美國人開車拖著房子去旅游，到旅游景點安裝就位，指的就是鋼結(jié)構(gòu)輕鋼龍骨住宅房，當然這里涉及輕鋼龍骨的標準化、裝配化問題。
3我國鋼結(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，我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑面積與發(fā)達國家相比有著巨大的差距。據(jù)權(quán)威部門預測，到2015年，鋼結(jié)構(gòu)建筑將占全國房屋建筑總量的15％～20％。這充分表明我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑有著非常寬廣的市場前景。但是我們必須承認，目前我國鋼結(jié)構(gòu)建筑才剛剛起步，而且發(fā)展非常緩慢，并且發(fā)展趨勢出現(xiàn)偏差。
沈祖炎院士在其主題報告《還鋼結(jié)構(gòu)輕、快、好、省的本來面目》中強調(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，令人擔憂。”鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)包括設計和施工，設計是龍頭。結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵兩步：就是正確選擇結(jié)構(gòu)方案和正確估計截面尺寸和形狀。遵循“最簡結(jié)構(gòu)”的設計理念，即用最簡單的結(jié)構(gòu)面積提供最大的承載力是鋼結(jié)構(gòu)設計理念的精髓所在。假設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)秀設計：G/P＝0.2～0.3；平庸設計：G/P＝0.4～0.5；拙劣設計：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)的對比，不難看出目前我國鋼結(jié)構(gòu)設計與發(fā)達國家之間的差距。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計，而美國世貿(mào)中心屬于優(yōu)秀設計。單純追求鋼結(jié)構(gòu)建筑的復雜、奇特、怪異會增加單位面積用鋼量，這和鋼結(jié)構(gòu)固有的三大核心價值是背道而馳的，和綠色環(huán)保建筑的理念是不相符的。只有設計優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)建筑才是綠色環(huán)保建筑。我國“節(jié)能型建筑”存在一些錯誤認識，這從發(fā)達國家的節(jié)能方向與我國認為的節(jié)能方向之比較就能看出。發(fā)達國家注重鋼結(jié)構(gòu)建筑的單位面積用鋼量，依靠鋼結(jié)構(gòu)節(jié)材；我國注重鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量占鋼鐵產(chǎn)量的比例，依靠圍護墻板節(jié)能。二者有很大的不同。
4結(jié)語
鼓勵發(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、學會，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的歷史責任。初步計算，產(chǎn)業(yè)化的住宅生產(chǎn)方式如果在全國普及，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，我國的建筑產(chǎn)業(yè)將會產(chǎn)生巨大的蛻變。那時買房子就好比買汽車，交錢后就可以開回家。這是個由變量到質(zhì)變的過程，是具有劃時代意義的技術(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)化新紀元的到來！
