從國子郡二期項目看鋼鐵+建筑帶來的顛覆性變革

在動漫里，老爺爺卡爾用五彩斑斕的氣球帶著房子到世界各地冒險。而在現(xiàn)實生活中，用鋼結構做的房子可以拆卸下來，到另一個地方再次組裝成新房子，完成“喬遷”。今年9月1日，2022年住房和城鄉(xiāng)建設部科技示范項目、高品質住宅示范工程、鋼結構裝配式智能住宅——北京國子郡二期新品正式發(fā)布。鋼結構裝配式住宅隨心而變已經走進現(xiàn)實，智享生活也將在不遠的未來實現(xiàn)。

那么，鋼結構裝配式智能住宅是如何讓建筑更綠色、更智能、更宜居的？鋼鐵產業(yè)和建筑產業(yè)下一步該如何協(xié)同發(fā)展、共筑美好家園？帶著這樣的期許，11月12日，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會副秘書長，中國冶金報社黨委書記、社長陳玉千和總編輯陳琢帶領中國冶金報社報道組一行8人深入國子郡二期項目現(xiàn)場調研，并專訪了該項目主要推動人——中國房地產業(yè)協(xié)會智能建造委員會執(zhí)行主任兼秘書長、北京建誼集團董事長、銫鐠科技有限公司創(chuàng)始人張鳴。

張鳴就推動鋼鐵產業(yè)和建筑產業(yè)融合發(fā)展、裝配式鋼結構建筑發(fā)展等情況進行現(xiàn)場講解并接受采訪

建筑+鋼鐵

助力生活更美好、更節(jié)能減碳

“建設節(jié)能住宅、綠色環(huán)保型住宅將是建筑業(yè)的潮流和趨勢。”張鳴向《中國冶金報》記者介紹，鋼結構住宅建筑體系比混凝土結構建筑體系更符合可持續(xù)發(fā)展原則。從建筑產業(yè)產品全生命周期考慮，推廣應用鋼結構非常有助于我國實現(xiàn)“雙碳”目標。據(jù)估算，在生產施工過程中，每平方米鋼結構建筑比混凝土建筑可減少12%能耗、39%用水量、15%二氧化碳排放量、6%氮氧化物排放量、32%二氧化硫排放量、59%粉塵排放量和51%固廢，再加上建筑拆除時回收利用的鋼材，節(jié)能減排效果將更可觀。

“未來，鋼結構建筑便是鋼鐵資源庫。”張鳴介紹，鋼結構建筑拆除后，保溫裝飾一體板、ALC條板（蒸壓輕質加氣混凝土板材）、整體門和窗，以及一些卡扣件、膨脹螺栓等都可以回收加工后再利用。“鋼結構建筑目前的回收率在70%~80%，我們也正在向回收率達到90%而努力。對此，我們倡導建筑要多使用鋼材。”他說道。

這樣可回收利用的鋼結構建筑產品體系在國子郡營銷中心鋼結構裝配式住宅體驗區(qū)得到了充分展示。在那里，《中國冶金報》記者看到，通過利用新型防屈曲鋼板剪力墻，提高剪力墻的抗剪強度，去掉傳統(tǒng)鋼結構建筑的斜支撐，內部空間跨度大，結構布置靈活，可避開建筑門窗，讓住宅用戶不僅可以根據(jù)需要靈活更改室內房間設計，還可以“一墻兩用”，如柜墻一體、門墻一體等，更可以節(jié)省占地面積。國子郡營銷中心工作人員告訴《中國冶金報》記者，比起傳統(tǒng)混凝土建筑的墻體，這樣的墻每面厚度可減少約110毫米，大大增加了房屋使用面積。

針對以往鋼結構建筑頗受人們關注的防火、保暖、隔音等問題，張鳴特別指出，這些問題目前都有相應的技術手段來解決，都可以達到國家標準。他舉例分析道，在有的國際重大建筑倒塌事件中，大廈倒塌并不是因為起火，而是由于受到撞擊，樓板一層層倒塌，再加上下降速度越來越快，被自身重量壓倒的。“所以，鋼結構建筑不防火是個偽命題。”他認為。

鋼鐵+建筑

給建筑產業(yè)帶來顛覆性變革

“鋼結構建筑加速了建筑產業(yè)社會性、結構性變革，中國建筑正式進入鋼鐵時代。”張鳴告訴《中國冶金報》記者，得益于鋼鐵行業(yè)快速發(fā)展給鋼結構帶來的機遇，建筑產業(yè)實現(xiàn)了顛覆性變革。

他介紹，這種變革體現(xiàn)在建筑的全生命周期。從房屋建設施工來看，鋼結構建筑的“游牧工法”、整體吊裝可比傳統(tǒng)施工方式縮短80%的施工時間，減少勞動力70%~80%，提高勞動效率40%，節(jié)省勞動力成本30%~40%；從建成的房屋來看，同等建筑面積條件下的鋼結構建筑比混凝土建筑的地下空間使用面積增加40%，停車面積增加1倍，地下工程使用全鋼柱網(wǎng)可使地下室效益增值15%；從房屋未來使用來看，裝配式鋼結構建筑可以保持超200年的長壽命，并有助于實現(xiàn)智能住宅數(shù)字化管理，提升住戶體驗感；等等。

施工現(xiàn)場一角

在國子郡二期項目施工現(xiàn)場，《中國冶金報》記者看到，與傳統(tǒng)建筑工地現(xiàn)場工人推車搬運水泥、充滿揚塵等景象不同，使用鋼結構建造地基的施工現(xiàn)場僅有幾名工人，主要通過大型機械吊裝鋼柱、鋼梁等來搭建地基。北京建誼國子郡3A項目經理劉福利特別介紹，他們使用的擁有專利設計的新型防屈曲鋼板剪力墻可以幫助鋼結構住宅起到很好的防震效果：在水平荷載（地震動）作用下，當結構產生層間變形時，鋼板墻先于梁柱構件進入塑性階段，鋼板墻耗能構件發(fā)生塑性變形來消耗輸入結構的能量，以保護主體結構免遭破壞。張鳴也介紹稱，國子郡二期項目按照設計可抵御8度的地震破壞烈度。

此外，關于裝配式鋼結構建筑的長壽命，張鳴認為，1889年3月31日竣工的法國埃菲爾鐵塔由普通鋼材建成，能屹立逾百年而不倒；如今用Q420級別以上高硅鋼建設的裝配式鋼結構建筑，壽命只會更長，甚至可超過200年。“而且，推廣鋼結構住宅也可以實現(xiàn)藏鋼于建筑、‘藏鋼于民’，充當國家鋼鐵戰(zhàn)略儲備庫。”他指出。

建筑+鋼鐵+集成

實現(xiàn)“像造車一樣造房子”

“通過建立、完善鋼結構全裝配式部品部（構）件供給體系，實現(xiàn)鋼結構建筑用鋼系統(tǒng)化，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會黨委書記、執(zhí)行會長何文波所說的‘像造車一樣造房子’的夢想就一定能實現(xiàn)，也將推動鋼結構建筑進入新紀元。”張鳴介紹，鋼結構建筑產業(yè)系統(tǒng)用鋼涉及地基與基礎系統(tǒng)用鋼、主體結構系統(tǒng)用鋼、外圍護系統(tǒng)用鋼、機電系統(tǒng)用鋼、裝飾裝修系統(tǒng)用鋼、家裝系統(tǒng)用鋼、鋼鐵綠化系統(tǒng)用鋼等方方面面。這就對鋼鐵行業(yè)生產建筑用鋼提出了更高的要求。

“要將建筑過程的集中采購模式改為裝配式住宅建筑所有部品構件的集成式供應。”張鳴表示，鋼鐵行業(yè)要生產符合建筑精準用鋼的產品，適配建筑用鋼標準，包括調整鋼鐵的生產工藝、原材料配置、型鋼軋制的質量要求，匹配建筑用鋼的尺寸規(guī)格、力學性能、抗震性能、耐候性能、耐火性能等。例如，裝配式鋼結構住宅用鋼柱應根據(jù)標準化戶型，考慮高度、風壓、地震等因素形成標準化截面，實現(xiàn)型鋼構件標準化定軋；鋼結構住宅用鋼柱應盡量減小截面寬度，以便結構布置時使鋼柱外偏，保證室內不露柱；盡可能不改變鋼柱截面，保證鋼柱外輪廓統(tǒng)一，實現(xiàn)連接節(jié)點標準化，減少部品部件種類。

目前，集成式供應已經有了可喜的進展，如包鋼為國子郡二期項目首批定軋的8000噸型鋼已實現(xiàn)應用。“這是鋼鐵產業(yè)為建筑民建結構用鋼定制生產的一次創(chuàng)舉。”張鳴說道，“依托鋼結構裝配式建筑，發(fā)揮鋼鐵、建筑兩大產業(yè)優(yōu)勢，可以聯(lián)合打破房地產業(yè)、建筑業(yè)、冶金業(yè)、機械裝備制造業(yè)、國家戰(zhàn)略資源儲備等的行業(yè)界線，集合成為一個新的產業(yè)體系。”這也正是鋼鐵產業(yè)轉型升級的機遇。

鋼鐵+建筑+智能

催生建筑產業(yè)數(shù)字化新空間

“未來的建筑行業(yè)將改變‘項目—建筑’的傳統(tǒng)施工模式，出現(xiàn)‘產品—建筑’的裝配新模式。”張鳴認為，鋼結構建筑催生了智能建造，未來的建筑業(yè)可以通過設立智能建造平臺，設計出虛擬的房屋數(shù)字模型作為產品由住戶挑選，然后再根據(jù)房屋數(shù)字模型裝配出現(xiàn)實中的房屋，將數(shù)字虛擬模型演變成為物理實體建筑。

張鳴相信，未來，人們所有的認知都將在數(shù)字孿生體中發(fā)生轉變。為此，他以打造中國第一建筑產業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為目標建立了銫鐠網(wǎng)。據(jù)他介紹，銫鐠網(wǎng)是一個以建筑產品模型體系為核心的建筑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。這個平臺涵蓋建筑全生命周期信息。

從需求端看，可以為住戶提供移動端一鍵操作的線上+線下服務。在國子郡營銷中心的樣板間，《中國冶金報》記者看到一塊掛在墻上的智控板，天氣、購物、出行等信息一點即知。國子郡營銷中心工作人員介紹，業(yè)主的各種需求，包括對房間結構進行個性化改裝，都可以通過銫鐠網(wǎng)來實現(xiàn)。

從供給端看，這個平臺全國聯(lián)網(wǎng)，通過提供虛擬產品、虛擬部件、勞動力、設備租賃等，實現(xiàn)平臺化鋼結構裝配式集成供應，如可以實現(xiàn)按供貨半徑匹配地域需求，包括供需雙方可圍繞該平臺的建筑產品模型進行部品適配，研發(fā)或修正生產來實現(xiàn)精準供給，還可以精細化計算鋼材運輸費用，通過集中調配來降低運輸成本。同樣，這個平臺模式也適用于國際領域。“可以將鋼結構裝配式房屋產品化，直供歐美市場，實現(xiàn)標準化、產品化供給。”張鳴介紹，鋼結構建筑產品總重量是混凝土傳統(tǒng)建筑的35%左右，配合中歐班列和海運，可以打破傳統(tǒng)建筑體系運輸半徑的限制。

此外，這個平臺還可以創(chuàng)建出一個新的建筑產業(yè)生態(tài)環(huán)境，進行線上技術交流、線上部品選擇和供應、線上培訓等，實現(xiàn)我國鋼結構建筑行業(yè)“出海”，在助推我國走向建筑產業(yè)產品化強國的同時，助力國際建筑產業(yè)數(shù)字化轉型升級。

“我希望，通過共同創(chuàng)建鋼結構建筑產業(yè)，重塑建筑產業(yè)的格局、產業(yè)布局、產品體系、頂層設計，推動鋼結構建筑產業(yè)乃至更多產業(yè)實現(xiàn)業(yè)務轉型和發(fā)展升級。”張鳴說道。

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備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。