浅谈影响我国钢结构住宅发展的关键问题

    吕晓熠　杨鸿生

    摘要：作为住宅建筑一个分支，钢结构住宅具有传统住宅无法比拟的优点，在美、英等国的发展和应用已有上百年的历史，同时给当地的住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。我国建筑钢结构有着良好的发展前景和广阔的发展空间。

    关键词：钢结构；住宅；影响因素

    建筑技术对建筑的推动作用涉及到经济、社会和文化诸多方面，其中最为直接的是材料与方法两方面内容，具体涉及结构选型、设备配置、建筑材料及其构造措施，以及施工方法和经济比较。建筑技术的优劣体现在对建筑的安全性、功能性、健康性、舒适性、耐久性、经济性、以及艺术性的综合考量中。许多工业发达国家由于大量采用新技术新材料，钢结构住宅属于技术密集型产业，包含了相当强的技术性因素，开发建设中暴露出来的问题也大多为技术性问题。也可以说钢结构住宅建筑的发展是包含建筑、结构、节能、环保等综合技术的系统工程，因此，其相关领域的系统技术集成与开发也显得尤为关键。我国钢结构住宅体系还刚刚开始应用，与这些发达国家相比，我国钢结构行业无论在人均钢材占有量、钢材品种、质量、科研、开发、设计制作和施工安装方面都还存在着较大差距，有待于不断改进和提高，特别是距离住宅的商品化、产业化要求还有很大的差距。制约我国钢结构住宅推广应用和发展的主要技术问题包括以下方面:

    1建筑材料应用

    我国钢产量不断提高，建筑钢材在数量、品种上都有了较大的发展。各种热轧H型钢、冷弯薄壁型钢等新的规格和品种层出不穷。目前，我国热轧H型钢最大截面达到700mm，年生产能力可达140万吨，冷弯型钢年生产能力约为120万吨。但是对于某些钢材，尤其是板材，虽然产量增加，但价格仍不断上涨，反映出目前国内建材市场钢结构住宅用钢相对短缺的现象。另一方面，从现有钢结构住宅用钢特点及选用标准来看，目前我国钢材材质、材性及相关选用标准比较齐全，而且逐渐与国际标准一致化;但某些应用标准相对缺项、滞后。譬如，与发达国家相比，国内冷弯型钢结构在板材厚度范围和强度范围方面，其发展己经受到基础理论及技术方面的瓶颈制约。

    2 结构体系优化

    对于各种钢结构住宅体系，目前还没有明确规定其适用范围，因此在住宅结构选型时应从结构的受力性能出发，以优化结构性能为目标，从而得到定性的结论。结构体系优化不单单指结构的合理性，经济性、节能性、环保性等也是结构设计中应该考虑的问题。一个经过优化设计的钢结构能够使其结构体系最大限度的发挥优势，满足人们对结构的使用要求，也能节约更多的钢材，从而使工程造价降低。对于多高层钢结构住宅的优化设计，是十分复杂的，但也是十分必要的。虽然在这方面已经进行了不少的研究工作，但是还没有能够在实际的工程中广泛推广应用。钢结构住宅体系的选型和结构优化任重而道远。

    3 围护材料改进

    钢结构住宅体系是一个综合复杂的技术体系，其中重点之一就是对围护材料、技术及相关配套产品的研发应用，以实现钢结构住宅的高性价比。目前，国内只是简单套用国外的建造模式，综合造价普遍偏高，市场无法接受，所以我们有必要在劳动力资源丰富、人工费用低廉的国情下开发自己的钢结构住宅体系，加大对墙体材料性能的革新和墙体构造节点的研究。由于我国钢结构住宅起步较晚，己经采用的一些新型墙体材料及构造措施大部分只有实验室数据，尚需时间来检验材料的真实可靠性。

    总的来说，我国墙体材料在品种推出和性能改进方面已有显著性发展，但是与国际工业化水平相比仍存在着不足，主要表现为综合性能较差、品种较为短缺，尤其是配套外墙材料。比如，目前比较好的外墙板造价比较高，而价格低的预制板材料在解决保温隔热、冷桥等物理性能方面又达不到要求。

    4 防火防腐问题

    钢材的物理性能决定了钢结构住宅必须考虑防火、防腐问题，这是限制钢结构发展的关键因素，也是各方面专家所潜心研究的课题。

    按照我国防火规范要求，一般建筑钢结构必须涂刷防火涂料或采取其他措施。由于住宅对防火的要求更高，因此主体钢结构就必须有更加可靠的防火措施:一般可用满足消防要求的防火涂料喷涂主体钢结构，再在钢结构外包石膏板，也可用混凝土外包主钢结构。然而各种方法均有其天然缺陷:防火涂料耐久性远远低于建筑物本身，其后期维护非常重要。而且，传统防火涂料质量较差，这些将会增加工程造价;外包混凝土虽简单实用，但浇捣混凝土施工时间增加，使钢结构失去优势。另外，采用耐火耐候钢是近年来提出的新思路，但尚属理论研究，无法大量应用于工程实践。

    钢结构的耐腐蚀性差，必须注意防腐，特别是薄壁构件更要注意。因为钢结构经过温度的不断变化及水汽、电解质的影响，生锈老化的可能性在任何部位都可能发生。怎样保证1幢建筑在50年中满足其应有的强度，首先应该是使钢结构老化不能过重而钢结构之间的互相关联性，决定了每个钢结构构件都需满足其足够的强度及耐久性。由于结构老化导致强度、稳定性降低而最终坍塌的工程事例时有发生。传统的防腐涂层的处理方法己不能满足当前大规模的工程建设，需加大力度进行新材料、新技术的研发。目前的钢结构企业通常都会根据业主的要求或建筑物的使用情况提出最优的涂装方案。

    近几年我国钢结构防火防腐技术有了很大的发展，但与工业化要求相比，无论是防火防腐技术，还是防火防腐材料都还有待进一步研制和开发。

    5 技术标准欠缺

    目前我国钢结构住宅的建筑及结构设计标准和节能标准还不够完善，特别是缺少相关的部件标准和产品技术标准。发达国家都有专门的钢结构住宅设计标准，相对来说我国建筑钢结构单一的技术规程规范比较齐全，而成套的钢结构住宅技术规范和施工规程还不够全面;同时缺乏钢结构住宅施工、安装技术系统及统一的钢结构住宅质量管理标准。系统性、前瞻性的理论研究及工程技术成果积累仍是发展钢结构住宅及其产业的瓶颈所在。

    6 工程造价偏高

    造价过高仍是阻碍钢结构住宅发展的又一关键因素。根据目前国内的建筑物全寿命过程中利益的分配体系，一般业基本不会像发达国家一样关心整个建筑物在使用寿命内的总投资，更不会主动考虑建筑物对未来环境的影响以及寿命终结后是否可以回收利用等建筑结构可持续发展的问题。因此，钢结构住宅不可避免地会遇到前期投资较大、造价偏高的问题。资料统计，住宅钢结构体系造价要比砖混和钢筋混凝土土建造价高5%-10%幅度。

    影响钢结构住宅造价的主要因素是墙体材料、用钢量以及防火防腐费用。但是在利息、人工费、使用面积等方面钢结构住宅有着更明显的经济优势，具有较好的综合经济效益。发展钢结构，地方政府应在政策等方面给予支持和倾斜，以降低工程成本，使其更具市场竞争力。

    7 消费观念改变

    整个社会对钢结构住宅体系这种新住宅体系的接受需要一个过程。钢结构住宅体系虽然在国外己经十分成熟和完善，但是对于我国来说还是新鲜事物，市场接受起来比较缓慢。因为人们对传统的东西总是容易接受，对新的事物总会抱有怀疑的态度;只有对新事物有了正确的认识，才会有科学的态度。钢结构住宅体系，在国内已引起各方面广泛的关注和讨论，市场推广和学术研究活动日渐频繁，各种各样的似是而非的问题得到解决，人们在心理上也在逐步接受它。

    此外，目前整个社会对对建筑结构中采用钢结构的适应性和必要性仍存在很大的误解。包括普通百姓、业主、政府官员、甚至部分设计人员都对钢结构耐火性能、抗腐蚀性能等涉及建筑安全性的关键问题存在疑虑，钢材表面的高价、以及对施工队伍的专业化要求等也让他们直观上难以接受。由于对建筑钢结构的优势及整体性价比缺乏足够的了解，很容易导致他们认为一般建筑物首选的结构形式为混凝土结构体系，仅在混凝土结构体系无法实现时才会选择钢结构体系，更加无法认识到一些建筑可能应该或完全可以采用钢结构，从而获得一个整体或长期的经济效益。

    参考文献

    [1]我国钢结构住宅与发达国家的差距，来源:钢构之窗(2005-08-01)

    [2]汪文波，于卫锋，金波.钢结构住宅产业化分析.国外建材科技.2004，Vol.25(6)

    [3]弓晓芸，严虹.国外工业化钢结构住宅应用探讨.工业建筑.2001，Vol.31(8)