钢结构建筑的性能与进展

本文作者：安洁 单位：西山煤电设计院

随着社会的发展与科技的进步，绿色环保建筑逐渐成为人们关注的焦点。2005年10月11日，中国共产党第十六届中央委员会第五次全体会议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中明确提出：“将节约资源作为基本国策，发展绿色建筑，保护生态环境。”至此，绿色环保（节能型）建筑这一观点才真正引起我们的注意。

1绿色环保建筑的基本概念

什么样的建筑才能称作为绿色环保建筑呢？通俗地讲，即在建筑生产和使用期间，能够起到节约资源、减少污染的作用，同时又能为人们提供健康、适宜的生活空间，这样的建筑物就被称为“绿色环保建筑物”。在兰达•维尔和罗伯特•维尔合著的《绿色建筑———为可持续发展而设计》一书中最早提出了“绿色环保建筑物”的概念。发达国家的绿色环保建筑的发展过程被称为“绿色建筑挑战”，即采用最前沿的技术、最环保的材料、最先进的设备，使建筑物在生产和使用期间所消耗的资源最少。

2钢结构住宅的绿色环保性能

钢结构建筑的特点完全符合绿色环保建筑的要求，其绿色环保性能是由钢结构固有的三大核心价值所决定的，即：最轻的结构（钢材的强度受压高度为3051.6m，混凝土的强度受压高度为709.3m）、最短的工期（工厂焊接、工地高强螺栓拼接），最好的延性（钢材的结构延性比为7～8，混凝土的结构延性比为3～4）。因此，钢结构住宅作为绿色环保建筑应该得到大力提倡。

“钢结构住宅产业化”（SteelStructureResidentialBuildingIndustrialization）这一概念最早是在20世纪初期由沃尔特•格罗皮厄斯（德国人）提出的，之后的100年中，发达国家的钢结构得到飞速的发展。而我国在这方面才刚刚起步。钢结构住宅与钢筋混凝土住宅相比，其工程费用基本持平，但工期将缩短一半以上。二者的详细对比见表1。我们在美国电影里经常可以看到，美国人开车拖着房子去旅游，到旅游景点安装就位，指的就是钢结构轻钢龙骨住宅房，当然这里涉及轻钢龙骨的标准化、装配化问题。

3我国钢结构建筑的现状

日本在钢结构建筑领域居世界前列。我国和日本在钢结构建筑方面的情况比较见表2。从表2可以看出，我国的钢结构建筑面积与发达国家相比有着巨大的差距。据权威部门预测，到2015年，钢结构建筑将占全国房屋建筑总量的15％～20％。这充分表明我国的钢结构建筑有着非常宽广的市场前景。但是我们必须承认，目前我国钢结构建筑才刚刚起步，而且发展非常缓慢，并且发展趋势出现偏差。

沈祖炎院士在其主题报告《还钢结构轻、快、好、省的本来面目》中强调指出，“近年来涌现的与轻、快、好、省理念背道而驰的技术现状，令人担忧。”钢结构行业包括设计和施工，设计是龙头。结构设计的关键两步：就是正确选择结构方案和正确估计截面尺寸和形状。遵循“最简结构”的设计理念，即用最简单的结构面积提供最大的承载力是钢结构设计理念的精髓所在。假设G为用钢量（t）,P为建筑总质量（t），则结构体系的优秀性与G/P成反比：优秀设计：G/P＝0.2～0.3；平庸设计：G/P＝0.4～0.5；拙劣设计：G/P＝0.6～0.7。CCTV新电视塔与世贸中心都属钢结构建筑，二者的数据比较见表3。

通过数据的对比，不难看出目前我国钢结构设计与发达国家之间的差距。按照上述结构体系的优秀性与G/P的关系，CCTV新电视塔接近拙劣设计，而美国世贸中心属于优秀设计。单纯追求钢结构建筑的复杂、奇特、怪异会增加单位面积用钢量，这和钢结构固有的三大核心价值是背道而驰的，和绿色环保建筑的理念是不相符的。只有设计优良的钢结构建筑才是绿色环保建筑。我国“节能型建筑”存在一些错误认识，这从发达国家的节能方向与我国认为的节能方向之比较就能看出。发达国家注重钢结构建筑的单位面积用钢量，依靠钢结构节材；我国注重钢结构产量占钢铁产量的比例，依靠围护墙板节能。二者有很大的不同。

4结语

鼓励发展钢结构住宅，这是中央及地方政府，钢结构行业协会、学会，钢结构行业及相关产业、企业的历史责任。初步计算，产业化的住宅生产方式如果在全国普及，建筑垃圾将减少约83％，材料损耗减少约60％，可回收材料增加约66％，建筑节能达50％以上。

历史发展到今天，绿色环保建筑（即钢结构建筑）已经是建筑节能技术发展的必由之路。在不久的将来，随着绿色环保建筑产业化的推进，我国的建筑产业将会产生巨大的蜕变。那时买房子就好比买汽车，交钱后就可以开回家。这是个由变量到质变的过程，是具有划时代意义的技术变革。让我们共同努力，满怀信心迎接绿色环保建筑产业化新纪元的到来！