1、浅谈绿色建筑之钢结构的发展摘要:在迅速发展的现代城市中,为了解决寸土寸金的实际情况以及人们对生存环境、生活空间等提出的高要求,钢结构建筑物随之诞生。钢结构的推广应用将能够更快地实现城市化建设,这不仅体现在钢结构承载力高、密闭性好等优势上,更是由节能减排,绿色环保的国家政策所决定的。钢结构具有自重轻、施工周期短、投资回收快、安装容易、抗震性能好、环境污染少等特点而被广泛应用于超高层、超大跨度、住宅、厂房办公、商业、体育和展览等建筑中,且用料省、拆除简易及高回收利用率,有效的拓展了城市空间及资源的充分利用,已成为城市发展中不可或缺的绿色建筑。 关键词: 钢结构;绿色建筑 中图分类号:TU391 文
2、献标识码: A 文章编号: 建筑艺术是建筑师赋予建筑物的灵魂, 也是一个城市的亮点,钢结构行业的各类建筑也已经逐步成为地区的标志性建筑,各种优秀的艺术作品不断涌现,如法国埃菲尔铁塔、中国国家体育馆鸟巢等,这些建筑都给人类留下了很高的文化价值和审美价值。伴随着人们对绿色世界的追求,“绿色建筑”登上了人类舞台,它倡导节约能源、可循环利用、回归自然的设计理念,钢结构因其自重较轻,强度较高,抗震性较强,隔音、保温、舒适性较好等特点而在建筑工程中得到了合理、迅速的应用,标志着建筑工业的发展。伴随着我国社会经济的发展及科学技术的日趋完善,钢结构作为现代的绿色建筑,有利于保护环境、节约能源,它顺应时代的发展
3、和市场的需要,已成为中国建筑的主流。 一、 钢结构的优点及其应用的必然性 钢结构建筑是以钢材作为建筑的主体结构,通常由型钢和钢板等钢材制成各种建筑构件,表现形式为钢梁、钢柱、钢桁架等,并采用焊缝、螺栓或铆钉的连接方式,将各部件拼装成完整的结构体系,再配以轻质墙板或节能砖等新型材料作为外围墙体建造而成。当前,国家大力提倡构建和谐社会,发展节能省地型住宅,推广住宅产业化,特别是在一些大中型城市,更需要解决寸土寸金的实际情况及满足人们对生活空间、生存环境等提出的更高要求,人们在追求舒适性的同时越来越注重建筑的美观性及布局的独特性;另外,低碳经济已成为全球经济发展的新潮流,此趋势在我国也同样受到高度重
4、视。综上所述,在这样的大背景下,在此形势的驱动下,钢结构因其自身独特的优点应运而生,并得到广泛使用,同时,利用钢结构,通过灵活设计来实现异形建筑则成为建筑中最好的选择。钢结构建筑承载力高、密闭性好,而且比传统结构用料省,易拆除,且回收率高,另外,此建筑的外围墙体也多采用如节能砖、防火涂料等环保材料,这大大降低了钢铁污染所带来的高风险,符合国家绿色环保、节能减排的政策;同时,多用于超高层及超大跨度建筑中的钢结构,符合可持续发展的理念,能够缓解人多地少的矛盾,拓展了人们的生存空间,提高了人们的生活质量。 二、钢结构住宅与传统的混凝土结构和砌块结构相比具有较大的优势。 2.1 钢结构住宅在结构性能上
5、的优势 结构性能的优越性: (1)抗震性能优钢结构柔韧性强抗震性能好,可以通过一定的允许变形,吸收、消耗掉大量的地震力,从而减小地震力对建筑物的破坏。日本和我国台湾等地区多次大地震证明,在地震中钢结构建筑在保证人们生命安全上有不可替代的优势。 (2)结构自重轻与传统的混凝土结构相比,由于其构件截面小,与同等框架的用钢量相当,省去了框架梁柱的砼重量。钢结构是钢筋砼重量的 1/21/3,大大减轻基础的荷载,减少砼用量。 (3)施工精度高大量的标准化钢构件采用机械化作业,均在工厂完成,所以构件的施工精度与现场浇注的砼结构相比,精度高、质量好。 (4)有利于建筑造型创造新意钢结构的特性有条件使建筑变得
6、轻盈通透,可以实现大跨度空间造型和局部较复杂的造型创意。 2.2 钢结构住宅在经济效益和社会效益上的优势 经济效益和社会效益的优越性: (1)基础造价省当遇到地基承载力较低,由于自重轻,则可能对地基不用处理或适当处理就能够满足建筑对地基的承载力要求,从而节约地基处理费用和基础造价的费用。 (2)施工工期短、占用场地小由于钢结构主体构件工厂化生产,再运抵现场完成组装,对现场施工作业面非常狭小的场地,具有非常明显的优势,大大减少了现场加工所需要的作业面。基础施工、楼板施工与钢构件加工可以采用平行作业的方式交叉或同时进行,从而大大地缩短现场的施工工期,与传统砼结构的施工工期相比,能缩短约 1/41/
7、3的工期。 (3)投资风险小由于施工工期短,从而缩短资金的周转期,降低开发商的总体成本,能够规避或减小由于市场突变带来的不可预测的风险。 (4)提高使用率由于钢结构柱断面尺寸小,与砼柱相比,截面约小 50%以上,而且开间尺寸灵活,这将增加 6%8%的有效使用面积,还可实现内部空间自由划分。 带动配套产业的发展钢结构住宅的发展将带动高质量、高性能的新型建筑材料的出现,将推动新型墙体材料、新型门窗及其配套产品和其他新型环保建材产业的发展。 (5)有利于设计施工队伍素质的提高由于采用了新工艺、新技术,就要求设计人员、技术管理人员和建筑工人具有相当的技术素质,促进相关人员的素质提高。 2.3 钢结构住
8、宅在保护生态环境方面的优势 环保和循环经济的优越性: (1)现场污染减少由于干法施工作业,施工周期短,钢结构还减少了很多现场搅拌和现场浇注的工序,也不用大量的模板,提高了现场施工的文明程度,使施工现场干净整洁。 (2)绿色环保由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地这一宝贵资源破坏小。在建筑使用寿命到期后,钢结构建筑物拆卸后产生的建筑垃圾仅为钢筋混凝土结构的 1/4,废钢可回炉重新再生,做到资源循环再利用。 (3)节能采用新型墙体材料的钢结构住宅可提高节能效率 50%.我国发展钢结构住宅的有利条件目前,我国建筑钢材数量、品种和质量基本能满足钢结构住宅建筑的需要。 三、 结语 我国发展钢结构市场前
9、景非常广阔,它符合保护环境和土地资源的国策,我国钢铁产品总量居世界第一,为大力发展钢结构提供了物质基础。但是,我们也必须认识到我国钢结构的发展还存在诸多问题尚需解决,诸如 1)对钢结构产业是符合节能环保型、可持续性发展的行业认识还待于提高;2)设计理念不能适应市场需要;3)部分地区钢结构企业盲目上马 一哄而起,导致产能过剩并浪费了大量资源;4)市场运行不规范,投标企业竞相压价加上钢材涨价,造成加工和安装企业亏损;5)钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高;6)钢结构专业技术人员技术工人缺乏,尤其在中小企业更短缺,企业技术质量和管理工作都不适应生产的需要;7)行业协
10、会作用和功能远未到位。特别在规范和引导市场秩序、服务于企业、开拓钢结构市场等方面,还有大量工作要做等。 相信通过优先采用合理的钢结构体系,合理推广采用耐候钢、耐火钢、Z 向钢和药芯焊条,积极扩展和改善建筑钢结构用钢材的品种、规格,提高产品性能,进一步提高钢材应用技术水平等解决方案,结合当今奥运场馆及大型工程项目钢结构的大量应用,促进钢结构的发展,提高钢结构在建筑领域更广泛的应用。 参考文献: 1 李华东.高技术生态建筑M.天津:天津大学出版社,2002. 2 周绥平.候治国.建筑结构教程M.武汉.武汉理工大学出版社.2005. 3宋岩丽.王社欣.周仲景.建筑材料与检测M.北京.人民交通出版社.2007. 4李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题建筑结构学报M.北京.1998.