目前装配式钢结构住宅建筑面临的问题与挑战

我国对装配式钢结构住宅体系的研究起步较晚，实际建造项目较少，近年来随着大众对钢材优势的逐渐了解、国家钢产量的迅速提高，钢结构住宅已经开始被越来越多人认可，蓬勃发展，但是仍处于刚刚开始的阶段，面临诸多问题与挑战。

1. 缺少标准模数体制和住宅规范体系

钢结构住宅建筑设计应以集成化住宅建筑为目标，应按模数协调的原则实现构配件标准化，而由于我国在钢结构住宅设计领域起步较晚，虽然已经发行现行国家标准《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232，但配套体系的研究还远远不够，各类钢结构住宅的设计和构件加工出现由于缺少型材构件标准，导致构件尺寸不统一，现场焊接工作量大。同时建筑部品标准化和通用化程度低、预制部件的集成化程度低，不利于装配式钢结构住宅建筑的发展，还远没有形成完整的装配式钢结构体系。

今后在大力发展钢结构住宅的趋势下，还需尽快先对标准体系做出统一的规范制定，才能获得快速有效的发展。

2. 钢结构住宅户型设计思维需要建立

在户型设计阶段，要注重钢结构特性对户型设计的影响，将混凝土结构的户型生硬的改成钢结构，会导致用钢量增加，使用功能降低等多方面问题。钢结构住宅要注重柱网、开间、进深与功能的结合，在标准化功能模块的基础上，进行设计与组合，完成标准化套型、标准化单元、标准化楼栋的设计。

结构整体布局必须根据体系特征, 荷载分布情况及性质等综合考虑，整个体系以及组成部分的稳定性要求。在户型设计阶段就要考虑到，尽可能缩短制造、 安装时间，节约劳动工期；结构构件应便于运输、便于维护；在满足结构安全性的同时，尽量注意美观，特别是外露结构，需要满足有一定建筑美学要求。

3. 防火、防腐蚀问题不容忽视

钢材料本身耐热不耐火、耐腐蚀性较差。当温度在150℃以下时，钢材性质变化较小，但当结构表面受150℃左右的热辐射时，就需要采用隔热板加以保护，当结构表面温度在300℃—400℃时，钢材的强度和弹性模量均显著下降，当结构表面温度在600℃时，钢材的强度趋于零。很多国内外钢结构建筑物的火灾案例都证明，发生火灾后20分钟左右，钢结构就会因为高温失效而倒塌。所以相较于传统混凝土住宅，钢结构住宅的防火问题需格外引起我们的关注。

目前我国钢结构建筑常用的防火方法有防火涂料喷涂、现浇混凝土耐火保护层、包封其他耐火材料保护层等，以目前国内主流的防火涂料喷涂为例，防火涂料产品本身质量及施工现场喷涂厚度等要求较高，包封保护层的方法则需要保证施工时各拼接处缝隙、孔洞等严密处理，因为稍有漏洞就会产生蹿火进而对整个建筑结构造成危害。

此外，钢结构在潮湿和腐蚀性介质的环境中容易锈蚀，所以钢结构构件还需要做镀锌等防腐蚀措施，且在使用过程中也需要定期维护。这些都是钢结构住宅与传统混凝土住宅相比更容易出现的问题，对施工、维护等技术方面提出的更高的要求。

4. 外围护系统不够成熟

建筑外围护体系在功能上最为复杂，住宅建筑外墙往往需要满足装饰、保温、隔热、耐久、防水、防火、隔声、安全等多项性能要求，传统混凝土剪力墙结构混凝土外墙本身既是承重结构也能满足外维护要求，但是钢结构住宅由于框架结构特点及住宅功能的要求，通常为非承重外围护体系。

目前钢结构建筑常见的外围护做法有混凝土外墙、各种幕墙、多种复合功能墙体，早期混凝土砌块墙体是钢结构中较多使用的外围护墙体，但是混凝土砌块自重大、占用空间大，不符合装配式钢结构的发展要求，已经逐渐被淘汰；各类玻璃、金属幕墙体系在钢结构公共建筑中广泛使用，已经非常成熟，但是住宅建筑从舒适性、节能性、经济性等各方面要求均与公共建筑不同，加上生活习惯、观念的原因，幕墙体系难以得到投资商及业主的满意；近年来一些新型预制多功能复合墙体迅速发展，例如保温复合墙体，利用玻璃棉、聚苯板、硬泡聚氨酯等材料，密封效果好、自重轻、构造简单、施工方便，已经有了大量尝试应用，但是研发及生产多功能复合墙体的技术尚不完备，在与装配式钢结构住宅配套的连接节点和构件匹配上还不完善，在已建项目中出现漏水、噪音等诸多品质问题。

而钢结构住宅外围护结构具体应该采用什么形式是当前及接下来发展阶段非常值得探究的问题，与装配式钢结构住宅相配套的外围护结构的发展对于装配式钢结构住宅的发展是至关重要的，还需继续不断摸索和努力。

5. 与传统住宅相比成本造价缺乏优势

钢结构建筑的成本造价不光光是指钢材的成本，他是一种综合造价，包含钢构件的原材料、损耗、加工费、运输、安装及措施费、税管费、利润等，其中影响建筑成本的主要因素是钢材用量及钢构件的制作安装费用。

目前钢材原料价格与材料加工价格比约为1:1，根据构件加工安装难度的不同，还会有一定程度的浮动。以7度区常见30层左右高层为例，只有梁柱用钢结构，楼板现浇，比现浇混凝土贵100元左右，如果楼板用钢筋桁架楼承板，比现浇贵200-400元左右，钢结构主体结构的材料成本价格约为500左右，再加上施工安装、防腐防火，目前钢结构住宅相较于传统混凝土住宅确实在建造成本上不具有优势。

但是长远来看，建筑本身成本的讨论是一项相当复杂的过程，建筑整体经济性的比较还应当加入建筑全生命周期、绿色建筑成本、拆除回收利用、环境污染成本等多个方面的考量，当然这还需要国家政策的扶持、生产安装工艺的完善、结构体系的优化以及社会认可度的增加，是对钢结构住宅长远发展提出的挑战。

6. 使用维护困难

房屋的全生命周期定义了住宅建筑在整个寿命周期内的消耗，其中除了住宅建设时投入，还有非常重要的使用中维护问题。对于钢结构住宅而言，与传统混凝土结构住宅相比，投入使用后的建筑经济耐用性更差，钢结构安装完成后定期的维护与保养不但至关重要而且是一项很大的成本。然而，近年来的调查发现还有很多人不知道钢结构需要维护和保养，以至于无法发现使用后出现的腐蚀，造成诸多不安全隐患。

此外，除了养护费用高，除锈、防火层检查、裂纹修复等本身也是一项复杂的工作，不管是日常检查还是发现问题后的处理，用于住宅建筑都更加困难，这也对钢结构住宅后期物业维护提出了巨大的挑战。

钢结构住宅适应未来住宅的发展趋势

1. 我国政策的导向

近日召开的全国住房和城乡建设工作会议部署了明年工作的重点任务，其中把推广装配式钢结构住宅列为2020年的重点任务之一，提出总结推广钢结构装配式等新型农房建设试点经验，促进建筑产业转型升级。其实早在2019年3月，住房和城乡建设部建筑市场监督管理司就要求开展钢结构装配式住宅试点，这也是首次提出“钢结构+住宅”。在此之后，浙江、山东、四川等7省陆续跟进，首次对装配式的细分技术路径（钢结构）及应用方向（住宅）出台扶持政策。

此外住房和城乡建设部还发布了关于装配式钢结构住宅的行业标准——《装配式钢结构住宅建筑技术标准》，为行业有序发展提供了保证。

多个政策导向表明，装配式钢结构住宅建筑代表了当今世界先进住宅房屋的主流趋势，是我国未来住宅建筑发展的必然趋势。

2. 环境健康的更高要求

年初我国爆发的新冠状肺炎疫情再一次将健康话题提上重点，大家对于生活环境健康的关注越来越密切，对居住健康的需求越来越迫切，传统居住建筑无论是建造带来的污染还是居住空间中的健康隐患，显然都是不符合未来居住健康要求的。

符合绿色、环保、可持续要求的装配式钢结构住宅是顺应居住健康要求的未来住宅。

3. 居家品质的更高要求

居所对于大家绝不仅仅是一个遮风挡雨、吃饭睡觉的地方，家作为人类最具归属感的地方对每一个人都具有非常重要的意义，相较于过去，今天的社会发展、科技进步给我们带来了更好的生活条件，相应地对于居所的品质要求也高、更多样，加上互联网急速发展带来未来居家网络办公的可能性，对居家品质的要求也将是未来居住建筑发展的重要趋势。

综上所述，装配式钢结构住宅易于实现工业化、标准化，与之匹配的部品材料易于实现舒适安全绿色可持续的标准，符合我国住宅市场发展要求，是未来住宅建筑发展的理想形式，必将大大促进住宅工业化的快速发展。但是我国在钢结构建筑发展领域起步较晚，体系相对缺乏完整，技术条件尚且不足，还需要整个行业不断学习摸索提高技术与管理水平、国家政策大力支撑扶持、相关从业者不断努力，以保证装配式钢结构住宅建筑能发挥其优势，达到多样化、绿色健康的高品质住宅建筑要求。

（编辑：奚雅青）