对我国钢结构发展的思考(下)

对我国钢结构发展的思考(下)

对策

第一,发达国家的经验与启示。


     发达国家在建筑工业化的过程中走过了钢结构和装配式混凝土结构两条道路,我国装配式混凝土建筑工业化的发展也已经积累了一定经验。对这些经验与启示进行学习和总结,将有助于我们思考钢结构发展的瓶颈问题与对策,有益于我国钢结构建筑工业化的发展。


一是英国钢结构发展与经验。英国的建筑工业化走了钢结构的道路,在这一进程中,英钢联对钢结构的发展起了关键的推动作用,对钢结构的基础教育与研究、工程推广和产业政策都给予了大力支持。目前,英国是全世界钢结构建筑市场份额最高的国家之一,混凝土的使用量逐年下降,已经成为发达国家中人均水泥消耗量最低的国家之一,年人均水泥消耗不足200公斤。并且,英国建筑用钢有95%以上被回收利用。近年来,装配式模块化钢结构住宅在英国也得到了快速发展。


      纵观英国和日本等钢结构应用较多的国家和地区,钢铁生产企业的强势推动起了极大作用。此前,我国的钢铁生产企业缺乏像英钢联、新日铁那样重视钢材应用研究和工程推广的组织,甚至很少与建筑行业开展交流和沟通。目前,重庆开始试点成立由钢厂牵头,建筑、房地产、建材企业参与的龙头企业或产业联盟,开展钢结构建筑试点推广,这将是以一个良好的开端。


二是法国及新加坡装配式混凝土发展与经验。与英国相反,法国的建筑工业化走的是装配式混凝土的道路。法国具有悠久的混凝土发展历史,世界上第一座钢筋混凝土建筑结构、第一批混凝土桥梁都起源于法国,世界上首次预应力混凝土工程实践也诞生于法国。法国的建筑工业化道路始于1950~1970年代,在“第一代建筑工业化”浪潮中,法国完成了大规模住宅建设,在此期间也出现了许多互不通用的建筑体系。为了解决这一问题,法国于1977年成立了构件建筑协会(ACC),发展通用建筑体系,推动“第二代建筑工业化”。在此期间,协会制定了尺寸协调规则,住房部提出并推广了“构造体系”,其中绝大部分为预制混凝土结构体系。自20世纪80年代起,法国推行构配件生产与施工分离,发展面向全行业的通用构配件商品化生产,完成了预制装配式混凝土建筑工业化的道路。


      钢结构与装配式混凝土结构都是建筑工业化的不同实现形式,纵观法国建筑工业化的发展道路,政府的持续引导是装配式混凝土建筑得以推广的重要原因。与此类似,占比70%以上的新加坡政府组屋基本都是装配式混凝土结构高层建筑。法国建筑一般都是多层且抗震设防烈度不大,而新加坡地区没有地震;我国城市人口密集,建筑高度普遍较大,并且大多数地区抗震设防烈度较高。因此,我国建筑工业化的道路应扬长避短,差异化发展。在高设防烈度地区和高层建筑中优先推广钢结构和组合结构,相反在低设防烈度地区和多层建筑中可以发展装配式混凝土结构,齐头并进,共同推进建筑工业化发展。


三是日本桥梁发展的启示。我国钢结构桥梁占桥梁总数不足1%,而日本和中国台湾等国家(地区)由于地震频发,抗震性能更好的钢桥得以广泛应用。并且,钢桥建造具有更快的架设速度、更低的施工成本,对居民日常生活的影响也较小,因此,日本的大跨桥梁和城市桥梁绝大多数都采用钢桥。需要注意的是,与混凝土桥梁相比,钢结构桥的噪声与振动问题比较明显,并且运营期间需要持续养护。因此,日本铁路桥梁也多采用预应力混凝土结构。为解决高速铁路的振动和噪声,新干线混凝土桥梁的数量明显增加。在难于养护的乡村小跨径桥梁中,日本交通运输部与预制混凝土工业合作,成功推出标准化预制混凝土桥梁,目前跨径21米内的预制先张法混凝土桥占到总数的97%以上。


      日本的桥梁建设经验表明,钢结构桥和预制装配式混凝土桥各有其优缺点和适用范围。在小跨径、养护困难、或者对振动和噪声比较敏感的情况下,装配式混凝土桥梁有优势;在大跨度、易养护、振动和噪声可控的情况下,钢结构桥和组合结构桥的优势明显。笔者建议,在大跨桥梁、市政道桥和人行桥中,我国可以大力推广钢结构和组合结构桥梁。


四是台湾和日本大地震的影响。众所周知,钢结构的抗震性能相对混凝土结构更为优秀。在台湾和日本等地震频发地区,钢结构建筑越来越受到重视。台湾“9·21”大地震之后,钢结构抗震性能好被民众认同;钢结构的市场造价虽然偏高,但市场销售好于混凝土建筑。


      台湾和日本等地震频发地区的经验表明,住户首先是认同住宅的安全、舒适和质量,其次才考虑价格。前些年我们一味追求与混凝土住宅造价持平和过多地强调钢结构成本,是在理念上出现了偏差。因此,下一步工作应把钢结构住宅推广定位在地震多发地区、大中城市高层住宅、中高档住宅等,和混凝土、砖混、木结构形成差异化发展。


五是新加坡钢材代用的启示。目前我国钢材产量已经占全世界的50%左右,国标钢材走向国际市场对于化解钢材产能过剩意义重大。但是,我国在新加坡等地区的工程承包经验表明,国标钢材性能指标与国际标准的接轨问题和国产钢材质量诚信度问题严重制约着我国钢材出口。目前国产钢材质量证明文件诚信体系缺失、钢材产品人为造成负尺寸偏差、钢材屈服强度变异大且质量不稳定。


      因此,要想打开国际钢材市场的大门,我们一方面应从国家层面上加强技术标准转移,与各主要标准体系(欧盟、北美、独联体、ISO)开展对接研究,制定有约束力的钢材替代设计指南;另一方面要开展钢材和钢结构产品国际认证,加强质量监督,以钢材和钢结构出口带动建筑、房地产、建材及装备制造、桥梁、管道等产业走出去。


 第二,我国装配式混凝土住宅产业化的启示。


      “十二五”期间我国在多地开展了装配式混凝土住宅产业化试点,但是实际推行过程中阻力较大,效果并不理想。工业化装配式混凝土结构的优势是“绿色、节能、环保”,但是现行市场价格体系下,装配式住宅的售价与普通住宅并无差异。因而,住宅产业化的受益者是政府和子孙后代,但承担装配式住宅额外成本的却是开发商、建筑商和整个产业链。然而,开发商要考虑建设成本和当期收益,并不能接受成本的提升;传统的建筑商为应对装配施工需要重新配置技术、人员和设备,短期成本显著增加,同样也会抵制;整个产业链条上,包括设计院、材料供应商、运输商、监管机构等都需要为此改变既有的经营管理习惯和利益,为此增加成本和减少利润,他们也都不愿接受。因而,成本和技术问题只是传统建筑业消极对待装配式住宅产业化的借口,它们都可以在实施过程中逐渐解决,而真正阻碍装配式住宅产业化的根本原因还是传统住宅产业链的既得利益。


      从绿色、环保和可持续发展考虑,大力推动住宅产业化是利国利民和造福子孙后代的大事。但是,开发商是住宅产业的决策者和利益承受着,他们以成本和技术为由与政府谈条件,实际行动少。目前制约住宅产业化发展的瓶颈问题主要有以下五个方面:一是全产业链为基础的政策、法规、规范仍需要进一步完善;二是试点工程的管理和技术缺乏经验,亟须系统总结和创新突破;三是产业链不够成熟,设计、施工、生产脱节,施工效率较低,成本优势无法体现;四是专业人才和产业工人短缺,大规模建筑工程质量无法保障;五是行业进入门槛低,监管不到位,恶性竞争导致质量参差不齐。


      因此,在住宅产业化的初创期和成长期,在销售价格市场化情况下,与传统产业相比,人员、技术、设备等资源的重新配置使得短期额外成本增加,以开发商为中心的建筑商及全产业链上的参与者不愿改变既有的经营管理习惯和既得利益,仅靠市场是行不通的。钢结构住宅产业化与装配式混凝土住宅产业化的情况大同小异,只是钢结构工厂化制造已比较成熟。因此,在钢结构住宅产业化发展的初创期和成长期,政府也应坚定不移地进行推动,统筹优化全产业链,解决发展瓶颈问题,使得钢结构住宅产业化的发展尽快进入成熟期。


 第三,策略。


      为了破解目前钢结构市场发展和推广的瓶颈问题,我们应对人员瓶颈、技术瓶颈、市场和管理瓶颈分别提出应对策略。


一是解决人员瓶颈的策略。针对人员瓶颈问题,我们应大力实施钢结构人才战略,建立起多层面的钢结构专业人才培养体系,集全社会之力,培养出满足市场需求的多层次的专业人员梯队,包括高层次人才(院士、专家、设计大师、总工程师、企业家等)、中层次人才(研发人员、设计师、工程师、专业技师、检测师等)和基本操作层人才(技术工人、产业工人等)。当务之急是加强专业设计人员的培训和再教育。为此,我们应从科教机构、企业和行业组织着手解决。


      科教机构应该做好“增加本科阶段钢结构课程学时和学分,做好基础教育;增加钢结构专业研究生招生数量,培养研究人才;开设国际工程专业课程和钢结构设计专业课程;编制设计软件、设计手册、标准图集并开展培训”四项工作。


      企业应做好“培训钢结构与工业化专业技工;培训钢结构与BIM专业技工;培训钢结构焊工和智能化设备操作工人”三项工作。


      行业组织应协调企业与科教机构,做好“开展建筑师和设备师钢结构专业知识的培训;在注册结构工程师、监理工程师再教育环节,增加钢结构培训课程;对结构工程师开展钢结构设计培训;开展钢结构创新和设计竞赛,促进钢结构技术和设计创新”四项工作。


二是解决技术瓶颈的策略。针对技术瓶颈问题,我们应实施创新驱动战略,设立钢结构研究与教育专项基金,充分利用国家重点研发专项“绿色建筑与建筑工业化”,建立企业、学术界及大众创客相互补充的创新体系,实现关键技术突破要重视“结构体系创新与标准规范改革,建筑围护系统配套及产业化,标准化、工业化、信息化融合技术,全寿命周期的设计、施工、生产一体化;技术标准与国际接轨”。其中,依托国家重点研发专项“绿色建筑与建筑工业化”,我们应重点做好高性能钢结构和组合结构等绿色高性能结构体系的示范和应用,解决好钢结构工业化、建筑部品与构配件制造、建筑产业化等关键技术难题,开展高性能结构材料和新型建筑围护材料的关键技术研究与应用,并完善基于预制装配式建筑体系的信息化技术。


三是解决市场瓶颈的策略。针对市场和监管瓶颈问题,我们应设立钢结构发展基金,加强钢结构供给侧改革,加大政策支持力度,全面落实国务院开展钢结构建筑试点的工作。各地也要有针对性地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,包括钢结构住宅、中小跨度桥梁、海外钢结构工程以及海洋、军工和农业市场。为此,我们应从供给侧改革、政策支持和质量监督着手解决。


      供给侧改革应该做好“推动产业结构转型升级,化解产能过剩矛盾;培育新市场,扩大既有市场;开展技术创新,提升钢结构建筑产品的品质与质量”三项工作。


      政策支持应做好“扶持龙头企业,开展试点示范;加强产业政策支持力度,扶植新型战略企业;建立产业发展基金,化解资金压力;调整财税政策,鼓励和推动市场的发展和完善”四项工作。


      监管机构应重点加强质量监督,并开展钢结构产品认证工作。

“十三五”钢结构发展路线图及倡议

 第一,钢结构发展路线图。


      “十三五”期间,我国应从技术研发环节、工程化应用环节和产业化推广环节入手,梳理和解决人员瓶颈问题、技术瓶颈问题、市场和管理瓶颈问题,通过企业、科教机构、政府和社会组织相互协作,做好技术攻关、人员培养、市场开拓工作。我们应大力实施创新驱动战略,做好钢结构产业供给侧改革,并加大政策支持力度,力争完成“技术、市场、监管”三大目标。


      在技术目标方面,我们希望解决技术和人员的突出问题,形成全产业链成套产业化技术,提高钢结构生产效率和质量。


      在市场目标方面,我们希望钢结构用钢量突破1亿吨,钢结构出口量突破1000万吨,钢结构建筑占比达到15%~20%。


      在监管目标方面,我们希望建立以全产业链为基础的政策、法规、规范体系,统筹优化全产业链的分工和利益分配,降低钢结构建筑产业化的综合成本。


 第二,倡议。


      通过以上分析,中国钢结构协会提出以下7点倡议:


一是加强顶层设计和战略布局。国务院成立钢结构发展部级联席协调机构,统筹钢铁、建筑、房地产、装备制造、建材行业发展;将大力发展钢结构作为节能环保战略新兴产业的重要任务予以政策支持,设立国家和省级钢结构发展基金,对推广应用钢结构给予金融支持。


二是发挥政府培育钢结构市场的引领和示范作用,建立考核监督机制在政府投资的建筑、市政及基础设施相关项目中采用钢结构的比例不小于30%,政府主导的保障性住房及棚改项目中抽出10%开展钢结构建筑示范。


三是扶持龙头企业和产业联盟,落实钢结构建筑试点项目在全国扶持30~50个集钢材生产、设计研发、建筑施工、房地产开发全产业链的钢结构集成服务龙头企业和产业联盟,明确考核目标,结合棚改和抗震安居等开展试点,以点带面推进钢结构行业全面发展。


四是加大政策支持力度,鼓励企业应用钢结构。各省市结合本地区实际,在专项基金、财政补贴、税费优惠、金融服务、用地保障、行政许可等方面制定专项政策,对符合条件的钢结构建筑项目,对开发商和设计单位给予直接补贴,鼓励企业和开发商的项目优先采用钢结构。


五是创新驱动,集中力量解决共性的技术和人员瓶颈问题。在“十三五”国家科技计划中设立钢结构重点研发专项,重点突破在结构体系、建筑围护系统、产业化配套以及标准化、工业化、信息化融合等方面的技术瓶颈,打破钢铁、房地产、建筑等产业界限,改革和修订技术标准,集成创新出具有中国技术特色的钢结构绿色建筑产业化成套技术,全面提升技术水平和实施能力。


      设立国家钢结构技术研究与人才教育专项基金,建立企业、学术界、大众创客相对接的钢结构技术创新与成果转化互联网平台,构建多层次钢结构专业人才培养体系。加强钢结构专业设计人员培养和再教育,按照钢结构设计取费标准的30%给与设计院和设计人员补贴。


六是以钢结构带动相关产业“走出去”。成立国际钢材与钢结构技术标准协调委员会,建立中国与国际上主要标准体系的转移和对接机制,制定有约束力的钢材相互代换设计的规范,为钢材和钢结构进入国际市场排除障碍,利用中央外经贸发展等专项资金和政策,推进钢材与钢结构出口和产能转移,从而带动钢铁、建筑、房地产及装备、桥梁等相关产业“走出去”。


七是完善产业链条和监管体系整合现有资源,以试点工程、技术集成、产业联盟、管理创新为纽带,推动钢结构选材、设计、研发、制作、安装、围护、物流、检测、维护、回收一体化建设,完善钢结构全产业链条。健全质量和安全监管体系,组建国家钢结构质量监督检验中心,开展钢结构产品认证。

作者:岳清瑞

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