中国冶金报社
记者 赵萍 报道
郎荣彪 摄影

图为会场
当前,在我国推进实现“双碳”目标、城乡建设绿色低碳转型的关键时期,钢结构建筑以其高效、环保、可循环的特性,已成为建筑工业化和绿色建筑发展的重要方向。然而,钢结构建筑产业链上下游协同不足、钢材性能与设计需求对接不畅、成本优化路径不明晰等问题,制约着行业高质量发展。
6月25日,一场汇聚钢铁巨头、顶尖设计院与科研单位精英人士,旨在打破行业壁垒的建筑设计师与钢铁企业总工程师跨界对接会在内蒙古包头召开。当钢企总工程师与建筑设计师首次大规模围坐一堂,深度思考形成智慧共振,一场重塑产业链逻辑、推动中国建造高质量发展的变革序幕已然拉开。
材料之惑:标准错位与责任归属带来信任危机
“我们钢企开发的耐火钢、耐候钢,往往是按照‘自己行业’的标准去生产,但是否真的能满足设计行业的需求呢?”与会钢企代表的疑问直击行业痛点——钢企埋头研发的高性能钢材,常因与建筑行业需求脱节而遭遇应用尴尬。
除了规格等标准的不匹配,这种“性能”标准的错位在具体项目中的影响更为隐秘,也饱含着建筑设计师的无奈。与会设计师代表提及在建设明光村钢结构住宅项目时,设计院专家曾力推免涂装的耐候钢,但没有钢企能书面承诺实现50年耐腐蚀,再加上采购、成本难以承受,导致该项目最终回归混凝土结构,尽管其跨度已突破至7.2米。
耐候钢的遇冷仅是冰山一角。钢铁行业材料升级换代的速度整体快于建筑行业。在建筑设计师介绍受高强钢在建筑应用中疲劳荷载研究空白影响,结构安全难以保障,因此对Q460级以上更高强度钢材“不敢用”时,与会钢企代表介绍,Q960级高强钢已在中国香港实际工程中得到应用,内地应用Q690和Q550的相关工程也在建设中。可见,尽管目前国内Q460级高强钢应用已趋成熟,但Q690、Q960等更高强度钢材仍面临“不敢用”的困境。被业内看好发展前景的耐候钢、高强钢的推广之路依然漫长。
成本之困:产业链协同降本迫在眉睫
尽管钢结构建筑全生命周期节能降碳成本优势明显,后期维护成本具有相对较低优势,但一次建造成本高企始终是悬在钢结构建筑头上的达摩克利斯之剑。
与会设计师代表表示,尤其是新冠疫情后,甲方对造价成本要求更高,明光村钢结构住宅项目的妥协也印证了单一环节难以破局。尽管与会钢企代表介绍,中国宝武现已找到可以保证25年耐久的涂料,虽可为长效防腐提供方案,但整体成本优化仍需全产业链发力。
“钢企与设计院本是产业链上的命运共同体。”与会设计师代表认为,设计环节的优化对降本至关重要,通过构件标准化实现批量化生产、根据建筑不同部位差异化选用钢材性能(如非暴露区域降低耐候要求)、优化节点设计减少焊接复杂度等,均需要设计师与材料研发专家前期密切协作。
可喜的是,国内目前也有通过应用高强钢成功降本的典型案例。国内首例与钢筋混凝土单位造价持平的钢结构建筑项目——中钢洛耐新材料研发中心大楼采用高强钢钢框架(钢管混凝土柱)结构体系,其中主体结构采用Q460C高强钢,比传统钢结构建筑用钢量大幅降低,经济效益和社会示范效益良好,可视为推动中国建筑技术与钢铁材料解决方案进步的成功范例。不过需要注意的是,这个项目是具有相对完整产业链要点的一家钢企设计院完成。从行业整体来看,产业链协同降本仍需努力。
信息鸿沟:跨界产学研用壁垒急需打通
此次跨界对接会使得钢铁行业和建筑行业之间的的双重信息壁垒开始被发现并得到重视。与会设计师代表指出,钢铁企业的新产品难以被设计院充分认知,而建筑行业快速迭代的创新需求又未能及时传导至材料研发端。热轧H型钢的推广历程证明——如果没有马钢等技术团队主动召开推介会,许多设计院甚至不知道这类高效型材的存在。
会上主旨报告中介绍的蜂窝梁结构备受关注便是明证。与会专家表示,在管线密集的学校、医院项目中,对梁开孔并错位焊接可显著提升抗弯承载力。这类钢结构特有优势亟待通过深入交流向设计端普及。而在会末举行的主题沙龙环节,该结构被设计师代表频频提及。
此外,与会设计师代表分享钢结构在建筑中推广应用难的一个重要原因值得关注。新毕业的设计师在设计作品时大多通过电脑直接计算生成,由于对钢结构稳定性等的计算并不是很了解,导致画钢结构节点的能力较弱,也使得其不会优先选用钢结构。而国内目前相关钢结构设计软件由于版权、壁垒、垄断等原因尚未能得到大规模普及应用。
破局之道:加强沟通、共建技术力量已成共识
与会钢企和设计师代表纷纷就加强沟通达成共识。有钢企代表倡议,可与设计端共建研发平台,培养既懂材料的设计人员,又懂设计的材料研发人员。
其实,共建技术力量的行动已悄然展开。会议透露,中国钢结构协会即将正式成立型钢应用技术委员会,聚焦钢管、热轧型钢以及焊接等重点方向,汇聚钢企、设计院所及施工焊接单位等力量展开技术攻关。
与会专家纷纷表示,此次跨界对接会搭建了钢企与建筑设计院所间沟通交流合作机制,意义重大、效果良好。会议主办方也表示,后续将会举办“设计师走进钢厂”“材料工程师走进设计院”等相关系列双向活动,将短期对接转化为长期合作机制,携手构建钢结构建筑产业链协同协作的良好生态。
未来发展:“双碳”目标与“好房子”建设双机遇
尽管当前建筑业整体面临下行压力,但与会专家们一致认为不应悲观。“未来的房子始终需要建造,关键在于转型。”与会专家指出,“‘双碳’目标推进与‘好房子’建设是钢结构住宅的历史机遇。”
“钢结构建筑符合政策发展方向、符合我国经济社会发展大趋势。”与会专家介绍,新冠疫情前全国公共建筑开工量和2024年相关数据的差异,实际揭示出的是钢结构给建筑业转型发展带来的机遇,也是钢结构建筑顺应时代发展潮流的印证。
同时,值得关注的是,工信部已对绿色低碳钢出台相关扶持政策。与会专家呼吁将钢材碳足迹纳入建筑评价体系,尽快建立涵盖废钢利用率、钢材碳排放等指标的评估标准,让绿色钢材的价值在建筑终端得以彰显。
与会代表认为,耐候钢未来的市场前景会非常大,但需要解答其目前在耐火、耐腐蚀、安全性等方面的疑问。同时,要加强对建筑用材之间配合减碳的相关研究。
此外,与会设计师代表介绍,从全国“好房子”大赛获奖作品来看,空间灵活可变是未来“好房子”建设的发展趋势,而钢结构住宅的特有优势便是空间灵活可变,这对钢结构而言是一个发展的好时机。但与会专家同时也指出,“好房子”是重要的发展方向,要推动形成中国建造的升级版,装配式建筑的发展还是要回归初心,不能为装配率而装配,要提高品质、降低成本、提高维修服务质量和水平等。
钢结构建筑产业链实现高质量协同发展,打破钢铁熔炉与蓝图尺规真正交融的壁垒仅是一个开始。我们期待,在推进“双碳”目标和“好房子”建设的东风下,包括钢结构住宅在内的钢结构建筑迎来快速发展机遇期。