第A08版:建筑钢结构

大力推广钢结构 应对建筑业资源和环境危机

□中国钢结构协会会长、中冶建筑研究总院有限公司董事长 岳清瑞

引言

从全球范围看,绿色化、信息化和工业化是国际建筑产业发展的主要趋势。“十二五”以来,绿色建筑及建筑工业化得到了党中央、国务院的高度重视。“十三五”期间,我国正处在生态文明建设、新型城镇化和“一带一路”倡议布局的关键时期,大力发展绿色建筑,推进建筑工业化,对于转变城镇建设模式,推进建筑领域节能减排,提升城镇人居环境品质,加快建筑业产业升级,具有十分重要的意义和作用。当前,建筑业发展正经历新一轮变革,国家对钢结构行业发展的政策支持力度也逐年加大。2018年全国住房和城乡建设工作会议明确指出要“大力发展钢结构等装配式建筑”,住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点也明确提出要“开展钢结构装配式住宅建设试点,完善相关配套政策,推动建立成熟的钢结构装配式住宅建设体系。”因此,有必要对近年来我国钢结构的发展进行回顾,总结和梳理我国钢结构发展目前所面临的问题、挑战和市场机遇,并加快行动步伐,抓住机遇,大力推动钢结构市场快速发展。

发展回顾

经过数十年发展,我国钢结构的发展取得了巨大成就。2018年我国粗钢产量创纪录达9.28亿吨,相比2017年大幅增长,并且近几年也是钢铁行业历史上效益最好时期。2017年我国钢结构产量突破6400万吨,并且据不完全统计,2018年钢结构预计产量将超7000万吨。近十年来,我国钢结构产量持续保持了高速增长,年平均增长率达到13%以上。

目前,我国粗钢产量已达世界全部钢铁产量的一半。据统计,2018年我国钢结构产量已经接近或超过世界钢铁产量排名第5的韩国(约7100万吨),当之无愧地成为了世界钢结构第一大国。

近年来,我国钢结构发展取得了突出的成就,成功建设了一批具有世界领先水平的钢结构标志性工程,涌现了一批具备研发、设计、制造、安装、运营综合能力的大型企业,形成了以《钢结构设计标准》(GB50017)为基础,各门类钢结构相关国家标准规范及行业标准规范为主体的钢结构规范体系,钢结构行业的工程技术体系基本建立,并且在政策引导性上也已经形成了推广钢结构的广泛社会共识。

但是,作为世界钢结构第一大国,我国钢结构的发展水平仍然存在一些不尽人意的行业问题。目前,我国钢结构仍以板材为主,近年来占比持续超过60%;型钢应用占比偏低,焊接量大,不符合可持续发展要求。并且,目前钢结构中Q235和Q345钢材占比持续保持90%左右,高强钢的应用增长十分缓慢,还需大力推广应用高性能钢材。目前,我国钢结构仍然以房屋建筑为主,今年来在政策支持下,多高层钢结构发展显著,占比显著增长;但是,钢结构行业发展想要突破,还需继续重视发展住宅钢结构,突破行业发展瓶颈。桥梁钢结构近年来发展仍不尽人意,桥梁钢结构占比偏低且改观迹象不明显,且主要应用于大跨桥梁;突破桥梁钢结构的发展瓶颈,还需大力推广中小跨径钢桥和组合桥。

最近,我们也对国内轧制型钢的行业概况进行了简要梳理。中国现行的热轧H型钢标准,从产品规格范围、型号规格数量、外形及允许偏差、尺寸及允许偏差等方面都已经达到国际先进水平,但部分规格量产不足。目前国内热轧H型钢的生产线共计30余条,年产量已达1600万吨左右。但是,受制于标准化设计体系和市场化供应体系,热轧型钢在钢结构中的应用占比增长缓慢,近10年来持续保持在15%~20%,远低于发达国家40%~50%的水平。传统设计方案中H型钢规格多,热轧型钢用量少,采购难,是热轧型钢推广应用面临的现实问题。以我们单位科研改造用房为例,初始设计方案中,热轧H型钢用量仅200吨,仅占H型钢总用量的6.3%;经过截面优化替换后,热轧H型钢用量也仅提升到520吨,占H型钢总用量的16.3%;由于单一规格型号用量少,在实际采购中遇到较大困难。我们对国内近年来的部分高层建筑中热轧H型钢的用量进行了统计,发现绝大部分占比低于30%,并且大部分低于10%;应该说高层建筑设计代表了钢结构设计的较高水平,这一结果令人十分遗憾。但是,我们也惊喜地发现天津117大厦和工行总部办公楼中热轧型钢占比达到70%~90%,这两栋建筑的方案设计单位都是国外的。轧制型钢发展所面临的瓶颈,一方面与国内传统设计人员习惯相关,另一方面也与标准体系产业链相关。目前,国内热轧型钢产品的标准还不够完善,与工程建设标准的协调存在部分问题,例如宽厚比等,影响了经济性和使用性;另一方面,热轧型钢生产厂商过去不重视下游全产业链体系建设,自身的深化加工能力不足,也不利于降低热轧型钢应用的综合成本。

综上,虽然我国钢结构发展成绩显著,但也不可否认仍存在一些突出的弱点,钢结构行业表现出大而不强的特点,主要表现在钢材应用品种少、强度低、型材使用量低;大型企业总体能力不够强,行业集中度低,中小企业创新能力弱;产业链分散,缺少全产业链的龙头企业;专业人才严重不足。

问题与挑战

目前,我国钢结构高质量发展之路仍然存在诸多挑战,面临的问题主要表现在认识问题、协同问题、人才问题、技术问题和市场问题等方面。

在认识问题层面,社会仍然需要继续加强对钢结构建筑战略意义的认识。钢结构建筑是实现建筑业绿色、生态、可持续发展的重要形式之一,有助于推动国家节能减排政策,促进建筑业转型升级;同时也是国家钢铁战略物资储备的重要途径,有助于促进钢铁产业结构调整和推动钢铁行业高质量发展。近期国家层面已经出台一系列政策,引导市场发展。大型企业和消费者还需积极参与,进一步提升钢结构住宅市场份额。

在协同问题层面,主要表现在创新链和产业链两个层次。在创新链层次,目前高校、科研院所和企业间的协同创新仍然不足。企业往往自身研发能力不强,不足以解决自身实际工程亟需的关键技术问题。并且,大企业往往热衷于打造自身的专有体系,缺少协同创新,这在住宅建筑方面表现尤其明显,造成国内目前体系多而不精、通用性成果少、标准化程度低的状况。虽然这与企业自身经济利益相关,但从长远发展看,加强协同集成创新、共谋行业发展大势十分必要。在产业链层次,钢结构全产业间协同仍然不足,材料、研发、设计、制造、安装、运维环节衔接不紧密,导致轧制型材和高效钢材应用进展缓慢、产品经济性不足、标准化程度不高、加工制作焊接工作量大、质量问题突出等系列问题,严重降低了钢结构的优势发挥。目前,我们亟需加强产业协同和质量监管,完善全产业链建设和质量监管认证体系建设,促进行业高质量发展。同时,也应加强与国际标准体系的对接,提高国标钢材的质量诚信度,做强做大国际市场。

在人才问题层面,钢结构产业链各个环节人才短缺仍然显著,建筑设计师、结构设计师、产业化工人和专业化监管人员短板依然明显。因此,我们亟需加强人员培养和认证体系建设,突破钢结构发展的人才瓶颈。

在技术问题层面,目前主要是工程建设标准的升级速度落后于市场需求,导致了新型高性能结构和高效部品部件应用推广受阻。目前建筑业主要信息化设计工具的国产自有化程度不足,而且在钢结构上表现尤其明显,亟需开发高效的钢结构设计和辅助设计工具。

在市场问题层面,主要是体系成熟度问题和综合成本问题。体系成熟度不足还是与产业协同有关,目前还缺乏社会广泛认同的装配式钢结构建筑,尤其是住宅体系,缺少经济、实用、耐久的标准化中小跨径桥梁体系。另外,对钢结构全寿期成本的认识也需要进一步加强,同时我们行业同仁也需理顺产业,协同发展,切实降低钢结构一次性综合造价。

市场机遇

目前,我国建筑业发展已经面临了严峻的资源危机,传统粗放式的发展和建设模型可以说已经不可持续。据统计,我国仅用2年时间,就消耗了美国20世纪的水泥总产量。建筑材料的短缺已经突出影响了工程建设的进度和质量。与传统建筑相对,钢结构建筑具有资源消耗低、污染排放少、可循环利用等突出优势。在绿色发展的行业发展新趋势下,目前随着环保政策日益趋严,混凝土结构材料价格快速上涨也给钢结构发展带来了新机遇。钢结构建筑可实现建筑业绿色、生态、智能化发展目标,必将成为建筑业乃至大土木行业持续发展的重要支柱。

近期,国家层面“一带一路”国际合作高峰论坛又一次迎来了“走出国门,布局海外市场”的发展高潮,而且西部基础设施建设规划也已经着手实施,这给建筑行业发展带来了难得的新机遇。在“一带一路”与西部建设新机遇中,钢结构行业应大力开拓海外市场,谋划国内增量市场,打造行业快速发展的新动能。

另外,目前国家对建筑业产业转型升级也已提出明确要求,加快推进智能建造已经纳入日程。应该说,钢结构智能建造具备先天优势,应抓住机遇加快推广。“互联网+”与智能建造推动钢结构企业向智能化、数字化和信息化转型,我们应加快推进钢结构制造与管理的智能化、施工安装的数字化和标准化、现场管理的信息化,加快建设钢结构互联网云平台,尽快实现钢结构智能建造,推动钢结构行业产业升级。

应该说,钢结构及装配式钢结构大发展时机已经基本成熟。目前我们已经建立了涵盖研发、设计、钢材生产、加工制造、安装施工、运行维护、性能提升、拆除利用的完整产业链,具备了相对完善的科学研究、技术开发、工程化、产业化全创新链,市场、人才、法规、标准、管理等方面也在全方位发展,这都为钢结构行业继续高速发展奠定了深厚基础。在此背景下,我们要抓住机遇,大力推进钢结构的推广应用。目前,我国钢结构建筑仅占8%~10%,还远低于发达国家平均20%~30%的水平;并且,钢结构建筑和中小跨径桥梁占比仍不足1%,与发达国家30%左右的水平相差甚远。据估计,我国钢结构产业尚有约1亿吨/年的潜能待挖掘,因此,加快推广钢结构住宅建筑和中小跨径桥梁,迈入建筑业主战场,对实现钢结构产业发展重大突破意义重大。

发展建议

首先,针对钢结构行业发展存在的问题,我们应携手打通钢结构创新链,提高全行业创新能力,要突破高校、科研院所和企业间协同创新的瓶颈问题,着力解决制约行业发展的技术和市场问题,充分发挥官产学研作用,加强协同、集成和构建,推动钢结构建筑产业快速发展。并且,也要以钢结构建筑研发、设计、制造、安装、运维、服务等全流程技术创新研发为核心,打造协同发展全要素钢结构产业平台,积极推动创新链、资本链、产业链深度融合,打造未来钢结构三链融合发展的示范。在创新链层次,需要构建科研创新基地、人才培养基地、产品研发基地和协同创新平台;在产业链层次,要打造全产业链的大型龙头企业,建设绿色环保部件的智能化生产基地,推动全专业、全寿期信息化建造和运维;在资本链层面,要建设产业孵化基地和双创中心,并利用互联网平台,打造区域产业中心。

第二,也要大力推进标准化、智能化体系建设。要优化体系和部品部件,提高产品标准化水平,推广智能制造技术应用,并大力推动轧制型钢使用,加强产业链条互动,推动定型钢材生产与集中配送;也要改变传统工程建设的生产方式,推行模块化、集成化的生产模式。

第三,要加快建设认证体系,推动钢结构专业化认证和监管工作,提升钢结构全流程质量管理水平。加快建立产品认证体系,提升钢结构产品质量;建立人员认证体系,突破技术人员缺乏的瓶颈;建设全流程管理体系,突破质量监管瓶颈。

第四,要以标准为先导,积极走向海外市场。要从国家层面上加强技术标准对接,并推动中国标准走向海外;开展钢材和钢结构产品国际认证,加强质量监督,推动产能输出;培养熟悉各种国际标准的专业工程师和适应国际工程的管理人员等,为国际市场储备人才。

第五,要抓住机遇,积极拓展国内增量市场。扶持集钢结构全产业链的龙头企业或联盟,以点带面,开拓增量市场;拓展钢结构住宅建筑和中小跨径桥梁市场,实现钢结构市场的重大突破。

第六,要突破钢结构发展关键技术瓶颈问题。加快钢结构设计软件平台建设,结合国家中长期科技规划和大力突破行业“卡脖子”技术要求,大力解决钢结构设计与制造软件和平台的开发和建设,尽快建立拥有自主知识产权的钢结构通用设计平台和专用设计工具;以标准改革为契机,加快高性能钢结构标准体系建设,服务工程建设。

第七,要建立多层次的钢结构专业人才培养体系,建设满足市场需求的多层次专业人才梯队,并加强专业设计人员的培养和再教育,完善钢结构人才体系。

2019-06-20 □中国钢结构协会会长、中冶建筑研究总院有限公司董事长 岳清瑞 2 2 建筑时报 content_3517.html 1 3 大力推广钢结构 应对建筑业资源和环境危机 /enpproperty-->