建筑钢结构行业可细分为重钢、空间钢、轻钢等领域:建筑钢结构是用钢板和热轧、冷弯或焊接型材(工字钢、型钢、压型钢板等)通过连接件(螺栓、高强螺栓等)连接而成的能承受荷载、传递荷载的结构形式。建筑钢结构行业具体又可以细分为重钢、空间钢、轻钢等领域。
表1:建筑钢结构行业可细分为重钢、空间钢、轻钢等领域

轻钢未来有望受益于普通住宅应用比例提升。轻钢以前受益于在工业厂房方向的渗透率提升,但是工业厂房的量毕竟有限,现在随着我国劳动力成本的上升和钢结构建筑成本的下降,轻钢建筑的成本和钢筋混凝土建筑的成本越来越接近,未来轻钢建筑应用于普通住宅的比例有望大幅提升。
与砖混等建筑结构相比,建筑钢结构优点突出:
(1)自重轻:高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0t/m2左右,高层建筑钢结构自重大多在1.0t/m2以下,低的只有0.5~0.6t/m2。自重轻不仅可以减少运输和吊装费用,还可以降低基础造价,20层以上的建筑物,钢结构建筑优势显现。
(2)节约结构占有面积,增加使用面积,空间利用率高:比之同类钢筋混凝土结构,高层建筑钢结构可以节约结构占有面积28%,从而增加使用面积约4%。
(3)易改造、可回收,绿色环保:一方面,钢结构施工对环境的污染少;另一方面,钢铁本身可以回收再利用。
(4)抗震性能优越:由于钢有一定的韧性,抗震性能优越,钢梁/钢柱组成柔性框架可抵抗8度以上地震,因此在日本等地震频发国家应用广泛。
(5)安装容易,施工期短,节约了人工成本,投资回收快:钢结构的构件基本在工厂生产,现场通常只需进行紧固件和螺栓的安装,施工期较短。一般轻钢项目工期3-6个月;重钢大项目,工期约1年;只有亿元以上的超大型项目,工期才会超过一年。与钢筋混凝土结构相比,30~50层的钢结构工程可以缩短施工工期8~12个月左右。工期短保障了业主的投资回收更快;构件工厂化生产节约了人工成本,使钢结构建筑在人工成本很高的欧美和日本得到了广泛应用。
国外非常注重建筑的绿色环保性能,会有专门的评估体系从建筑的材料、施工模式、使用和寿命终点的处理等方面进行全方位的评估,给每栋建筑物的绿色环保性能打分,并根据得分的高低给予相应的奖惩。英国的评估体系有SAP、BREAM,美国的评估体系是LEED,芬兰的评估体系是Pro-Pin。
BREAM是由英联邦在1990年通过的建筑环境评价体系,也是世界上使用最广泛的建筑评估体系,其目的之一就是刺激对环境友好的建筑物的需求。BREAM会从建筑的管理、能源使用、对居住人员的健康、污染排放、土地使用、生态、材料和水资源利用等方面对建筑进行评分。
图1:BREAM体系的考察项目和评分权重

图2:85分以上就是超预期的建筑,但是很难得到这么高的分数

钢结构的绿色环保性能不仅体现在其建筑的过程中污染和噪音较少,还体现在其很高的回收再利用率上和运行过程中较低的碳排放上面。钢结构的建筑在寿命终点几乎可以被全部的回收再利用,而且钢材的强度和性能不会有下降,这是其他类型的建筑所无法比拟的。
图3:钢结构的再循环

图4:高达99%的建筑用钢可以再利用或者再使用

钢结构的建筑可以通过合理的保温和采光设计,在建筑使用过程中比一般的建筑减少40%以上的碳排放。发达国家的钢结构建筑之所以占比如此之高,主要原因是国外人力成本高和国家对绿色建筑的鼓励支持,而这也是中国未来的发展趋势:(1)发达国家的人力成本非常高,而普通建筑又是劳动密集型的行业,再加上国外对劳工的保护和使用上有非常严格的规定,例如每天工作时间的限制,工作环境的限制等等,这就使得在国外钢结构建筑和钢筋混凝土建筑的造价非常接近,在欧洲一些国家,钢结构建筑的造价更低。(2)国外对绿色建筑的支持力度大,有一套完善的评价体系,对于符合标准的绿色建筑会给予相应的补贴等支持,国民对绿色建筑的偏好程度也更高。


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