作為一種現(xiàn)代化建筑形式，鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借強度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工周期短、可塑性強、節(jié)能環(huán)保等綜合性能顯著的優(yōu)勢，在工業(yè)廠房、商業(yè)綜合體、體育場館、大跨度橋梁等領(lǐng)域展現(xiàn)出強勁競爭力，近年來在全球范圍內(nèi)得到廣泛應用。

然而，其一次建造成本高被業(yè)界所詬病，成為影響其大規(guī)模推廣的“主因”，這一點在鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣上尤為明顯。可喜的是，通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，國內(nèi)目前已出現(xiàn)降本范例——以“設(shè)計驅(qū)動材料研發(fā)、材料賦能建筑創(chuàng)新”模式打造成的中鋼洛耐研發(fā)中心大樓（下稱中鋼洛耐項目）的綜合造價（3300元/平方米)基本接近現(xiàn)澆混凝土建筑，成為國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑降低一次建造成本的典型示范項目。

實際上，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑在材料利用率、節(jié)能環(huán)保、施工周期和空間設(shè)計等方面具有先天優(yōu)勢，這些優(yōu)勢可直接轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟層面的成本節(jié)約。特別是在當前建筑業(yè)面臨勞動力成本上升和環(huán)保要求趨嚴的背景下，鋼結(jié)構(gòu)建筑通過工廠預制、現(xiàn)場組裝的工業(yè)化建造模式，能夠有效降低人力依賴和減少施工浪費。

低碳未來自有成本優(yōu)勢

當前，低碳發(fā)展已成為全球共識，是不可逆轉(zhuǎn)的未來趨勢。從2025年全球主要碳市場碳價普遍上漲（歐盟碳價歷史最高突破100歐元/噸）的趨勢來看，未來碳排放成本增加幅度將加大，企業(yè)迫切須加快綠色轉(zhuǎn)型步伐。在此背景下，作為綠色建筑的典型代表之一，具有全生命周期節(jié)能環(huán)保特性的鋼結(jié)構(gòu)建筑在碳交易體系中的天然優(yōu)勢將逐漸顯現(xiàn)，碳資產(chǎn)價值持續(xù)增長成為其未來最具競爭力的成本優(yōu)勢。

當下須科學認識鋼結(jié)構(gòu)建筑的碳排放成本。從單位產(chǎn)量來看，鋼材生產(chǎn)的碳排放較傳統(tǒng)建筑用材高，但鋼結(jié)構(gòu)建筑由于自身強度高、重量輕等特點，在同等建筑規(guī)模和功能要求下，可通過輕量化設(shè)計減少所需的建筑用材總量，在一定程度上抵消鋼材生產(chǎn)過程中的高碳排放，因此需綜合評估其實際的碳排放影響。與此同時，鋼鐵行業(yè)超低排放改造正深入推進中。據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至6月30日，5.98億噸鋼鐵產(chǎn)能完成全過程超低排放改造，1.75億噸鋼鐵產(chǎn)能完成部分超低排放改造，總計超7億噸。隨著鋼鐵行業(yè)綠色生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和相關(guān)共性技術(shù)的逐步突破，如氫冶金技術(shù)、電爐煉鋼技術(shù)等都將降低鋼材生產(chǎn)過程中的碳排放，同時隨著清潔能源進一步替代傳統(tǒng)化石能源、廢鋼的利用力度加大等，鋼材生產(chǎn)過程中的碳排放量將進一步降低。

同時，需盡快建立鋼結(jié)構(gòu)建筑全生命周期碳排放科學評估體系，可按照界定邊界—采集數(shù)據(jù)—構(gòu)建模型—制定標準步驟推進，摸清各環(huán)節(jié)碳排放足跡，尋求更高效的減碳路徑。首先，明確鋼結(jié)構(gòu)建筑從材料生產(chǎn)到拆除回收各階段核算范圍；其次，采集包括鋼鐵生產(chǎn)過程、物流運輸、施工過程、拆除再利用等各階段關(guān)鍵參數(shù)；再次，構(gòu)建模型，采用LCA（生命周期分析）方法量化各環(huán)節(jié)碳排放；最后，推動形成行業(yè)統(tǒng)一的評估指標與認證機制。該體系將發(fā)揮三重作用，在技術(shù)層面上將引導綠色施工技術(shù)應用、減少建筑垃圾，在政策層面上將輔助國家有關(guān)部門精準施策，在產(chǎn)業(yè)層面上將促進鋼鐵與建筑產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑成本優(yōu)勢還體現(xiàn)在所用鋼材具有極高的二次利用價值潛力上。據(jù)目前已公開數(shù)據(jù)，混凝土廢棄物處理成本約占拆除費用的30%~50%，鋼材的高可回收特性使鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除時的殘值最高可達原材料的80%，拆卸損耗少、建筑工期縮短、能源消耗和碳排放減少，回收潛力大，不僅可以有效抵扣建筑的拆除成本，還能通過其可回收特性與低碳屬性閉環(huán)形成新的經(jīng)濟價值。這種材料循環(huán)特性在環(huán)保法規(guī)趨嚴的背景下價值凸顯，尤其在未來綠色建筑評級與碳交易機制逐步完善的背景下，鋼結(jié)構(gòu)的“殘值收益”將顯著提升項目的整體投資回報率。

可以說，不僅初始建造成本可控，鋼結(jié)構(gòu)建筑所用鋼材的可回收特性還賦予了建筑材料二次利用的價值，具有貫穿設(shè)計、施工、使用到拆除各環(huán)節(jié)的巨大降本潛力。而這些，將在未來共同成為推動鋼結(jié)構(gòu)建筑持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵動力。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同降本潛力巨大

從國內(nèi)首例實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑單位造價與鋼筋混凝土基本接近的中鋼洛耐項目可以窺見，鋼結(jié)構(gòu)建筑通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同展現(xiàn)出顯著的降本潛力，其關(guān)鍵在于對其全生命周期成本的優(yōu)化：從設(shè)計端采用“標準化”模塊化方案，到生產(chǎn)端實現(xiàn)鋼材精準下料和智能焊接，再到施工環(huán)節(jié)的快速裝配，各環(huán)節(jié)緊密銜接，不僅可減少材料浪費，還能節(jié)約工期成本。

從材料的高效利用上來看，鋼材作為主要建材，其強度高、自重輕的特性使得構(gòu)件截面尺寸遠小于混凝土結(jié)構(gòu)，在相同荷載條件下可減少一定的材料用量，而高強鋼便是建筑輕量化的優(yōu)選材料。國內(nèi)專家介紹，在鋼鐵行業(yè)的不斷努力下，高強鋼現(xiàn)已進入千兆帕時代。目前已公開使用的鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼最高強度已達960兆帕。這種輕量化特征不僅降低鋼材采購成本，還帶來連鎖效應——基礎(chǔ)工程因荷載減輕可減少樁基數(shù)量和混凝土用量，運輸環(huán)節(jié)因構(gòu)件重量下降可降低物流費用。

從施工流程的優(yōu)化上來看，已公開的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠標準化生產(chǎn)后直接運至現(xiàn)場拼裝，可比現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)縮短工期30%~50%。這種模式將傳統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移至工廠環(huán)境，通過標準化生產(chǎn)顯著提升構(gòu)件精度和質(zhì)量穩(wěn)定性，從根本上減少返工和材料浪費，還避免了傳統(tǒng)施工中多工種交叉作業(yè)的協(xié)調(diào)成本，使項目能更快投入運營產(chǎn)生收益。而在工廠預制環(huán)境下，鋼材切割、焊接等工序通過自動化設(shè)備完成的加工損耗率可得到有效控制，低于傳統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)的損耗率。此外，這種建造模式還可以催生新的成本控制維度，即通過BIM（建筑信息模型）技術(shù)實現(xiàn)設(shè)計—生產(chǎn)—施工全流程數(shù)字化，有助于構(gòu)件加工誤差控制、現(xiàn)場安裝效率提升等，工業(yè)化建造形成的規(guī)模效應也利于頭部企業(yè)通過集中采購控制鋼材成本。需注意的是，加快構(gòu)件標準化是實現(xiàn)工業(yè)化模式的前提。

從業(yè)主的使用體驗上來看，空間靈活可變的鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅會提升空間利用率，其帶來的改造適應性還會為業(yè)主提供了額外的成本緩沖空間，如內(nèi)部管線系統(tǒng)可直接附著于鋼構(gòu)件，改造時無需破壞主體結(jié)構(gòu)。隨著建筑使用功能的變化，這種靈活調(diào)整能力可顯著延長建筑經(jīng)濟壽命。而鋼結(jié)構(gòu)建筑運營階段的維護成本優(yōu)勢也值得關(guān)注。已公開的數(shù)據(jù)顯示，鋼材的耐腐蝕性能通過鍍鋅等技術(shù)處理后，維護周期可達20年以上，而混凝土結(jié)構(gòu)通常需要每10年進行大規(guī)模修繕。這種低維護特性在機場、電廠等對運營連續(xù)性要求高的設(shè)施中價值尤為突出。

隨著政策推動裝配式建筑普及和規(guī)?；尫?，鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展將進一步攤薄其成本。尤其是在綠色建筑標準趨嚴的背景下，鋼結(jié)構(gòu)可循環(huán)利用的特性將形成長期成本優(yōu)勢，鋼結(jié)構(gòu)建筑未來降本空間有望得到更進一步突破。

記者丨趙萍

來源丨中國冶金報

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