城市將建“地下世界” “城市病”一個個被消除 傳統(tǒng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)將“進化”

南濱路一市民在碧水藍天間遛狗。

中國工程院院士、中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)教授 錢七虎

中國工程院院士、清華大學(xué)教授 聶建國

中國工程院外籍院士、林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司董事長 鄧文中

廣聯(lián)達科技股份有限公司董事、總裁 袁正剛

未來城市將全力治理交通擁堵、城市內(nèi)澇、垃圾圍城、城市霧霾等“城市病”。充分開發(fā)利用地下空間，將城市交通、污水處理廠、商場建在城市地下，是消除“城市病”的有效手段。

未來建筑將創(chuàng)新采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)建筑的混凝土結(jié)構(gòu)跨越能力受限，肥梁胖柱，材料消耗大，抗震性能不佳等缺點。

4月21日，由中國工程院、重慶市人民政府主辦的中國（重慶）建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化高端學(xué)術(shù)論壇在渝舉行。來自中國工程院的3名院士和1名業(yè)內(nèi)專家，分別圍繞“當(dāng)前城市建設(shè)存在的問題及對策”“綠色建筑與綠色城市”“數(shù)字建筑”“科學(xué)與工程”等主題進行了專題講座，掀起一場建筑行業(yè)的頭腦風(fēng)暴。

論壇中，部分院士專家，就建設(shè)以“生態(tài)、宜居、可持續(xù)發(fā)展”為目標的綠色城市進行了分析與探討。

“城市病”制約綠色城市建設(shè)

改革開放以來，我國城市建設(shè)發(fā)展日新月異，取得了令人矚目的巨大成就。“然而在過去，我國城市注重高層建筑、大廣場、寬馬路的粗放發(fā)展模式，釀成了城市病。” 中國工程院院士、中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)教授錢七虎認為。

在錢七虎看來，當(dāng)前“城市病”主要體現(xiàn)為：交通擁堵、城市內(nèi)澇、垃圾圍城、城市霧霾、地下水和土壤受到嚴重污染等。

這些，都給綠色城市建設(shè)造成了阻礙。

同樣不容忽視的是，我國的耕地紅線是18億畝，但既有耕地已為18.8億畝，城鎮(zhèn)化發(fā)展正面臨著無地可用的困境。這也給綠色城市建設(shè)帶來了挑戰(zhàn)。

工程建設(shè)組織方式落后、建筑設(shè)計水平有待提高等因素帶來了能耗高、資源浪費較大、環(huán)境污染嚴重等問題，也是一種典型的“城市病”。

對此，中國工程院院士、清華大學(xué)教授聶建國表達了自己的擔(dān)憂：我國建筑能耗占國家全部能耗的32%，建筑行業(yè)已成為國家單項能耗最大的行業(yè)；每年，我國消耗全球一半的鋼鐵和水泥用于建筑業(yè)，并且，水泥和鋼鐵的碳排放量占到總排放量的30%以上。

此外，我國大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還產(chǎn)生了大量建筑垃圾。據(jù)統(tǒng)計，目前，全國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%-40%。

“總的來看，當(dāng)前城市建設(shè)存在品質(zhì)品位有待提升、科技支撐決策不夠、設(shè)計創(chuàng)新亟待加強等不少問題。”聶建國認為。

開發(fā)利用地下空間發(fā)展綠色城市

如何治理“城市病”，為綠色城市建設(shè)掃清障礙？

錢七虎的構(gòu)想是：充分開發(fā)利用地下空間。即把城市交通（地鐵和軌道交通、快速路、越江和越海灣隧道）盡可能轉(zhuǎn)入地下；把其他一切可以轉(zhuǎn)入地下的設(shè)施，如停車庫、污水處理廠、商場、餐飲、休閑娛樂和健身等設(shè)施，也盡可能建于地下。

“這不僅僅是緩解城市建設(shè)缺地、城市交通擁堵等‘城市病’，實現(xiàn)土地多重利用的一種辦法，也是發(fā)展綠色城市的題中之義。”錢七虎說，開發(fā)利用地下空間，可以實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)保”——節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材，減少污染，保護環(huán)境。

譬如，地下空間為可再生和清潔能源利用，開辟了一條有效途徑。太陽能、風(fēng)能、潮汐能等季節(jié)性能源，可以通過地下空間來進行存儲使用；地下土壤、地下水的低密度天然能源，也可以得到利用。

就拿地源熱泵技術(shù)來說，其已在歐美國家得到普遍應(yīng)用。

“目前在中國，杭州、深圳、南京等城市已開始開發(fā)地下空間，值得重慶借鑒。”錢七虎建議，重慶是山地城市，土地利用面積比平原城市少，更需要開發(fā)地下空間。尤其是，盡可能多建隧道，把城市交通轉(zhuǎn)入地下。

據(jù)他介紹，在南京，現(xiàn)在已建成玄武湖地下快速路；在上海，正在建造井字形地下通道，全長26公里；在深圳前海，正在規(guī)劃“地下快速路+地下環(huán)路+地下車庫”的三級地下車行系統(tǒng)。

而在發(fā)達國家，早就進行了這方面的探索。如：1994年，美國波士頓拆除了大量的高架路，建設(shè)地下路。2007年竣工后，汽車穿越波士頓城的平均時間從19分鐘縮短到3分鐘；日本東京繼2007年建成并通車新宿線后，目前又正在建設(shè)另一條地下線——中央環(huán)狀地下快速線。

建筑工程結(jié)構(gòu)需創(chuàng)新

針對建筑行業(yè)能耗高、資源浪費較大、環(huán)境污染嚴重等城市建設(shè)問題，聶建國建議，應(yīng)在建筑工程結(jié)構(gòu)方面進行創(chuàng)新。

據(jù)介紹，當(dāng)前，對于高層建筑、交通樞紐、橋梁隧道、地鐵工程等建筑，建筑行業(yè)主要采用的工程結(jié)構(gòu)有傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)和鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)三種。

聶建國表示，這三種結(jié)構(gòu)都有明顯的缺陷——傳統(tǒng)建筑的混凝土結(jié)構(gòu)跨越能力受限，肥梁胖柱，材料消耗大，抗震性能不佳，綜合效益差；傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，結(jié)構(gòu)高度大，造價高；鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)工藝省不了，混凝土工藝更復(fù)雜，材料利用率低，施工工序復(fù)雜，質(zhì)量控制難度大。

基于此，聶建國認為，建筑工程結(jié)構(gòu)的未來，應(yīng)該是高性能，內(nèi)涵是適用、經(jīng)濟、綠色、美觀。這樣，才有利于綠色城市建設(shè)，促進城市品質(zhì)提升。

如何才能實現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)的高性能？聶建國的建議是：創(chuàng)新采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，以充分發(fā)揮鋼材和混凝土材料的各自優(yōu)點，揚長避短，實現(xiàn)“1+1>2”的效果。

聶建國的相關(guān)研究及深圳萬軒樓、武昌火車站等部分應(yīng)用案例表明，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的承載力高、剛度大、耐久性和抗震性好，能夠避免或減小混凝土開裂和鋼結(jié)構(gòu)疲勞開裂的影響。同時，還具有環(huán)保、維護費用低、性價比高、綜合效益好及預(yù)制裝配、快速施工等優(yōu)點。

（本版文字均由記者黃光紅、崔曜采寫，圖片除署名外由記者崔力攝）

專家聲音》》

錢七虎:

重慶可建地下物流系統(tǒng)

讓商品通過地下管道“流入”家中

“如今，網(wǎng)購發(fā)達了，快遞物流給城市交通增加了很多壓力。重慶要解決這個問題，可以直接建地下物流系統(tǒng)。”中國工程院院士、中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)教授錢七虎建議。

按照錢七虎的想法，地下物流系統(tǒng)簡單來說就是一個連接居民樓或生活小區(qū)的地下管道。人們購買商品只需要點一下鼠標，所有商品就像自來水一樣通過地下管道“流入”家中。

當(dāng)然，這個物流系統(tǒng)還離不開數(shù)據(jù)的驅(qū)動。這就需要一個智慧化的平臺，基于訂單量、路區(qū)坐標等參數(shù)以及傳送時間、配送半徑等約束條件，尋找最優(yōu)的配送路徑。

這樣的暢想并不是空想，在國外已有實踐。

據(jù)錢七虎介紹，瑞士的貨物運輸成本很高，每天因交通擁堵造成的損失高達12億瑞士法郎。為此，瑞士規(guī)劃了CST系統(tǒng)（貨物地下運輸系統(tǒng)），總長80公里，直接連接了10個主要物流中心，并且與公交、鐵路、水運和航空網(wǎng)絡(luò)連接，提高了運輸效率。

聶建國：

鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)成新選擇

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，建造房屋可以像機器生產(chǎn)那樣，成批成套地制造，只要把預(yù)制好的房屋構(gòu)件，運到工地裝配起來就成了。與現(xiàn)澆整體式建筑相比，裝配式建筑具有速度快、受氣候條件制約小、產(chǎn)生的建筑垃圾少等優(yōu)點。

目前，裝配式建筑在歐美和日本等發(fā)達國家已發(fā)展得相對成熟，但在我國卻存在諸多問題。

中國工程院院士、清華大學(xué)教授聶建國把這些問題概括為：追求裝配率，為裝配而裝配，造價大幅上升，工期延長，抗震性能、耐久性和安全性堪憂。同時，設(shè)計水平亟待提高，主要表現(xiàn)為：部件標準化水平低、工廠制作工藝復(fù)雜，制作成本高；鋼管柱不灌混凝土，造成用鋼量增大、剛度小，抗災(zāi)能力差；連接技術(shù)滯后，致使鋼筋套筒灌漿連接成本高，質(zhì)量堪憂。

因此，在聶建國看來，發(fā)展裝配式建筑，需要發(fā)展適合于裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系和相關(guān)連接構(gòu)造，而鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)可以提供合理的選擇。

“譬如，蓋樓的時候，樓板可優(yōu)先選擇混凝土疊合樓板。”聶建國說，這種樓板構(gòu)造簡單，堆放運輸方便，安裝便捷，質(zhì)量可控性好。同時，性能與整澆混凝土樓板等同。

鄧文中：

要把工程當(dāng)成一門藝術(shù)去打造

“工程的目的是為人建造生活需要的物品，它是一門藝術(shù)，與科學(xué)是有區(qū)別的。”論壇上，中國工程院外籍院士、林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司董事長鄧文中談及科學(xué)與工程時如是說。

他認為，科學(xué)只有對不對，沒有好不好；藝術(shù)沒有對不對，只有好不好。譬如，由林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司設(shè)計的重慶東水門大橋，原有的設(shè)計是四車道，通輕軌。建成后，實現(xiàn)了原來的設(shè)計，科學(xué)上無所質(zhì)疑。“但從藝術(shù)的角度來說，有些人喜歡這樣的設(shè)計，有些人不喜歡，就不能說誰對誰錯了。不過，幸運的是大部分市民都喜歡這座橋！”

同時，科學(xué)、工程又與技術(shù)、數(shù)學(xué)相關(guān)聯(lián)，組成“四元論”。其中，科學(xué)是基礎(chǔ)，技術(shù)是手段，工程是應(yīng)用，數(shù)學(xué)是表達。

值得注意的是，四者雖相互關(guān)聯(lián)，卻不能混為一談。工程并不是單純的科學(xué)應(yīng)用或者技術(shù)應(yīng)用，也不是相關(guān)技術(shù)的簡單堆砌和剪貼拼湊，而是科學(xué)要素、技術(shù)要素、經(jīng)濟要素、管理要素等多要素的集成、選擇和優(yōu)化。

袁正剛：

用“數(shù)字建筑”助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級

“當(dāng)前，我國建筑行業(yè)信息化存在不少問題。尤其是，信息化與業(yè)務(wù)‘兩張皮’現(xiàn)象比較突出。而發(fā)展‘?dāng)?shù)字建筑’，有助于解決這方面的問題，助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級。”廣聯(lián)達科技股份有限公司董事、總裁袁正剛建議。

在袁正剛看來，“兩張皮”現(xiàn)象具體表現(xiàn)是：信息化以技術(shù)為目的，沒有與業(yè)務(wù)相結(jié)合。業(yè)務(wù)部門參與程度弱，決策層不重視不關(guān)注信息化建設(shè)。 更嚴重的是，目前建筑企業(yè)普遍使用的ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)存在不少問題。例如，系統(tǒng)以產(chǎn)品為主，不是以項目為主，偏向于穩(wěn)定的流程與業(yè)務(wù)，不能適應(yīng)靈活多變的建筑企業(yè)和項目組織。

而作為建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心引擎，“數(shù)字建筑”由BIM（建筑信息模型化）、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)引領(lǐng)，并結(jié)合精益建造理論方法，集成了人員、流程、數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)。由此，可實現(xiàn)建筑全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，構(gòu)建項目、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)的平臺生態(tài)新體系，從而推動以新設(shè)計、新建造、新運維為代表的產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)讓每一個工程項目成功的產(chǎn)業(yè)目標。

“數(shù)字建筑”已經(jīng)有了應(yīng)用，比如貴州的“住建云”系統(tǒng)，已建立各類數(shù)據(jù)表近400張，采集數(shù)據(jù)總量1579余萬條，完成“企業(yè)”“人員”“項目”三大核心數(shù)據(jù)資源的建庫工作，促進了行業(yè)數(shù)據(jù)的集聚、融通。

（責(zé)任編輯：何雯麗）

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