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做好鋼結(jié)構(gòu)建筑碳減排大文章，關(guān)鍵在這四方面發(fā)力

鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震性好，在推進新型建筑工業(yè)化進程、提高裝配式建筑水平方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，對建筑業(yè)落實低碳綠色發(fā)展目標的作用十分明顯。立足新發(fā)展階段，落實綠色低碳發(fā)展理念，鋼結(jié)構(gòu)建筑應用由過去注重數(shù)量、規(guī)模，轉(zhuǎn)向重視發(fā)展的質(zhì)量、效益，推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑必須體現(xiàn)“輕快好省”的優(yōu)勢，引導從業(yè)人員轉(zhuǎn)變觀念。通過政策調(diào)控、技術(shù)引領(lǐng)、市場導向，形成鋼結(jié)構(gòu)建筑推廣應用的新理念和新機制。大力推廣鋼結(jié)構(gòu)，不是大量使用鋼材，而是在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，用最少的鋼材，建更多更大面積的房子，走減量化、輕量化道路。通過采用先進減震隔震技術(shù)和材料，把鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量控制在合理、適用的范圍內(nèi)，回歸建筑用鋼的理性消費，為從源頭上降低碳排放貢獻力量。

做好鋼結(jié)構(gòu)建筑碳減排的大文章，要從轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念和用鋼理念入手，應圍繞以下4個方面做好工作。

節(jié)約鋼材實現(xiàn)降碳

與世界發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)應用水平相比，我國在用鋼理念、理論研究、技術(shù)體系研究和設計水平等方面還存在差距。從鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量、產(chǎn)值和在建工程規(guī)模看，我國是世界的鋼結(jié)構(gòu)大國，但并不是鋼結(jié)構(gòu)強國。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，同等抗震設防等級鋼結(jié)構(gòu)設計方案，適用各自建筑標準，有些國家的用鋼量只有我國的2/3左右，我國在鋼結(jié)構(gòu)建筑方案、用鋼效益、應用水平等方面確實還有較大提升空間。

造成這種情況的原因是多方面的，主要是鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國推廣應用的歷史不長，現(xiàn)行的建筑施工管理體制不適應工業(yè)化建筑發(fā)展環(huán)境；對鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)投入不足，了解鋼材性能的設計師偏少、專業(yè)設計人員缺乏；習慣用傳統(tǒng)混凝土建筑思路來推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑，沒有按工業(yè)化建筑制造與專業(yè)集成的系統(tǒng)性、整體性思維研究鋼結(jié)構(gòu)建筑；鋼結(jié)構(gòu)建筑設計、生產(chǎn)、施工相互脫節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)勢沒有充分體現(xiàn)等。

大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，必須注重提高鋼材利用效率，降低鋼材消耗。鋼結(jié)構(gòu)消耗的中厚板材及型鋼，都是鋼廠以鐵礦石為原材料，通過冶煉技術(shù)、復雜工藝生產(chǎn)的工業(yè)原材料，其冶煉、軋制和生產(chǎn)過程也是高耗能、高排放、高投入的過程。

在用鋼政策導向上，貫穿綠色用鋼理念就是要提高鋼材應用效率，在保證安全和滿足功能的前提下，做到“恰到好處”地使用鋼結(jié)構(gòu)，減少浪費，千方百計降低鋼結(jié)構(gòu)工程造價。

綠色施工實現(xiàn)少碳

鋼結(jié)構(gòu)建筑施工階段的碳排放，主要包括工程建造過程的能源和資源消耗以及部品構(gòu)件運輸過程的碳排放，也就是我們常說的建筑物化過程的碳排放，和建材生產(chǎn)與建筑運營的碳排放量比較，比重不是很大。但是，建筑物化過程的碳排放直接影響社會環(huán)境、污染空氣。改變傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)塵土飛揚、垃圾遍地的現(xiàn)象，讓工地“干凈整潔、不拖泥帶水”，正是鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢。

通過提升鋼結(jié)構(gòu)綠色施工技術(shù)，運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段和工程軟件，對鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過程進行三維模擬仿真，做到精細化生產(chǎn)、精準安裝就位，解決了施工專業(yè)協(xié)同、系統(tǒng)集成問題，可以降低施工現(xiàn)場的碳排放量。

當前，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑施工水平還有較大提升空間，和工業(yè)化建筑應有的現(xiàn)場管理場景還存在差距。部分承建鋼結(jié)構(gòu)工程的建筑業(yè)企業(yè)不了解鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)特點，將工程分包給一些資質(zhì)較低的鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)企業(yè)，造成部分項目生產(chǎn)管理水平不高，技術(shù)和生產(chǎn)設備、人員投入不足等現(xiàn)象。有的工程結(jié)構(gòu)復雜、生產(chǎn)施工難度大、工序多、專業(yè)協(xié)調(diào)難度大，鋼結(jié)構(gòu)綠色建造水平不高。

推進鋼結(jié)構(gòu)工程綠色施工，企業(yè)以工期質(zhì)量和管理目標為出發(fā)點，按照工業(yè)化建筑整體系統(tǒng)性思維，對鋼結(jié)構(gòu)建筑全專業(yè)、全過程進行集成化設計與施工，應組織專業(yè)人員對鋼結(jié)構(gòu)施工圖進行深化、優(yōu)化，組織結(jié)構(gòu)師、設計師和建造師同平臺溝通交流，重點優(yōu)化結(jié)構(gòu)截面尺寸和規(guī)格，使其適合生產(chǎn)、運輸和安裝，提升建筑效果和施工效率；優(yōu)化施工工藝、安裝方式，節(jié)省施工工期；優(yōu)化構(gòu)件截面形式，減少加工成本；優(yōu)化結(jié)構(gòu)節(jié)點的連接方式，減少復雜接點，提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

綠色施工是按照綠色發(fā)展的要求，通過科學管理和技術(shù)創(chuàng)新，采用有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少排放、提高效率、保障品質(zhì)的建造方式，堅持策劃、設計、施工、交付全過程一體化協(xié)同，通過綠色化、信息化、集約化和產(chǎn)業(yè)化的要求，對施工進行科學規(guī)劃、合理調(diào)配資源，編制針對性強的鋼結(jié)構(gòu)專項施工方案，采取有效的管理措施，減少重復建設。綠色施工應選擇先進、適用的安裝工法，制定合理的安裝工序，減少現(xiàn)場支模和腳手架搭建，做到精準下料、精細管理，降低建筑材料損耗率。應用智慧管理平臺，監(jiān)控重點環(huán)節(jié)的耗能，可以降低施工過程的資源消耗。

綠色建材實現(xiàn)低碳

鋼結(jié)構(gòu)只是建筑的骨架，要實現(xiàn)建筑的功能，新型綠色圍護墻板材是鋼結(jié)構(gòu)天然的絕配。鋼結(jié)構(gòu)建筑的“三板”是困擾鋼結(jié)構(gòu)推廣的瓶頸問題之一，好的圍護墻板材價格高，價格低的圍護墻板材質(zhì)量和耐久性又不能保證。

圍護墻板材應該是鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的優(yōu)勢之一，現(xiàn)場裝配化程度越高，越可以有效減少現(xiàn)場施工水、電、砂石的消耗，促進現(xiàn)場粗放管理向精細化管理轉(zhuǎn)變。所以，必須為鋼結(jié)構(gòu)尋找適合的圍護墻板材，依靠設計生產(chǎn)施工一體化系統(tǒng)集成，依靠型鋼、建材和配套部品的產(chǎn)業(yè)鏈相互協(xié)同，提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的綠色建材使用比重。

采用不同材料的輕質(zhì)圍護墻板材，對降低碳排放的效果完全不同。選擇先進適宜的裝配式技術(shù)和方法，對綠色建材使用過程碳減排水平有不一樣的效果。

根據(jù)冶金工業(yè)規(guī)劃研究院數(shù)據(jù)，鋼結(jié)構(gòu)建筑全生命周期的碳排放為261.8公斤/平方米，現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑的碳排放為317.5公斤/平方米。盡管國內(nèi)一些科研機構(gòu)的研究數(shù)據(jù)有所差別，但鋼結(jié)構(gòu)建筑是碳減排的優(yōu)等生，有潛力可挖、有文章可寫，已是行業(yè)共識。如果鋼結(jié)構(gòu)建筑再與新能源產(chǎn)品、光伏產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)集成有效結(jié)合，其節(jié)能減排、綠色低碳的效果將更加明顯。

解決鋼結(jié)構(gòu)配套的綠色建材與連接密封材料、技術(shù)工藝，是鋼結(jié)構(gòu)建筑應用科研攻關(guān)的重點，也是確保鋼結(jié)構(gòu)建筑使用年限以及質(zhì)量穩(wěn)定性和耐久性的關(guān)鍵，必須優(yōu)選高強度、高性能、耐腐蝕、抗老化的各類綠色建筑材料，延長建筑使用壽命，降低部件更換頻次。

從長遠角度看，降低原材料消耗，實現(xiàn)源頭減排，提高建筑圍護墻板材的節(jié)能標準，是未來鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展方向。

廢鋼回收實現(xiàn)減碳

提高鋼結(jié)構(gòu)建筑材料回收比例，首先要從設計端入手，在結(jié)構(gòu)設計選型和構(gòu)造技術(shù)上，考慮建筑功能和未來使用年限，采用適合拆除、回收的結(jié)構(gòu)體系。

對鋼結(jié)構(gòu)建筑來說，要加大型鋼構(gòu)件應用比例，尤其是由鋼廠直接生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的型鋼構(gòu)件。

重視老舊鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除、改建的鋼材回收，出臺相關(guān)鼓勵政策和支持措施，提高廢鋼回收利用率。

據(jù)相關(guān)研究資料，廢鋼回收再回爐的減碳效果明顯。按照現(xiàn)行高爐工藝標準，采用鐵礦石煉鋼，1噸粗鋼的碳排放為1.7噸~1.8噸；回收廢鋼回爐，每噸粗鋼碳排放僅在700公斤~800公斤，且生產(chǎn)流程、工藝鏈條大大縮短。

回收廢舊鋼材再利用，符合生產(chǎn)要素全生命周期綠色發(fā)展的要求。根據(jù)測算對比，超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼材回收率約在65%以上，學校、醫(yī)院等鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼材回收率在70%以上，高鐵站房、會展中心、文化體育場館的鋼材回收率在80%以上，工業(yè)廠房、大跨度物流倉儲設施的鋼材回收率在90%以上，城市市政橋梁鋼結(jié)構(gòu)鋼材回收率在95%以上。

目前社會、市場對鋼結(jié)構(gòu)建筑的普遍看法是成本較高，配套性不強，“輕快好省”優(yōu)勢沒有體現(xiàn)出來。特別是鋼結(jié)構(gòu)建筑設計保守，缺乏“減量，再利用，循環(huán)”發(fā)展理念。

“十四五”時期，我國鋼結(jié)構(gòu)建筑將轉(zhuǎn)入高質(zhì)量和綠色低碳發(fā)展的新階段，未來鋼結(jié)構(gòu)建筑將更加注重智能建造與建筑工業(yè)化的協(xié)同推進，加快新型建筑工業(yè)化轉(zhuǎn)型。

一些省市相繼出臺了大力推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑的政策和措施，未來市場將對鋼結(jié)構(gòu)建筑綠色施工、智能建造水平更加重視，對鋼結(jié)構(gòu)建筑美觀實用功能更加關(guān)心，對鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量水平、精細化技術(shù)更加關(guān)注，對能夠體現(xiàn)“中國元素”、自主知識產(chǎn)權(quán)的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)更加青睞。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)只有不辜負政府和社會的期待，在“碳達峰碳中和”上作出更大的貢獻，鋼結(jié)構(gòu)建筑的明天才會更好。

（作者為中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)分會常務副會長）

（責任編輯：何雯麗）