隨著國家和社會對環(huán)保的重視及“碳達峰、碳中和”目標的提出,鋼結(jié)構(gòu)占比正逐步提高。中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2019 年,我國鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)量約 8000萬噸,比 2018 年增長了 11%,連續(xù) 12 年保持兩位數(shù)的高速增長,是名副其實的鋼結(jié)構(gòu)大國,但并不是鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用強國。
據(jù)權(quán)威統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國建筑業(yè)碳排放占全部碳排放比重的 51%,在 51 %的碳排放當中,建造階段占 57%(其中材料生產(chǎn)占 55%),運維階段占 43%。2018 年全國建筑全過程碳排放總量為 49.3 億 t CO2,占全國碳排放的比重為 51.3%。
數(shù)據(jù)來源:中國建筑節(jié)能協(xié)會能耗統(tǒng)計專委會,2020 年(二)建筑業(yè)低碳轉(zhuǎn)型關(guān)鍵建筑材料生產(chǎn)所產(chǎn)生的碳排放達到了建造階段的 55%,無論從建筑業(yè)還是全國的綜合情況來看,建筑業(yè)低碳轉(zhuǎn)型壓力巨大,為達到碳達峰、碳中和目標,必須盡早作全面布局。建筑業(yè)轉(zhuǎn)型要關(guān)注三個方面:一是要合理規(guī)劃布局,加快建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐,大量采用鋼結(jié)構(gòu);二是要對建筑材料和結(jié)構(gòu)進行低碳生產(chǎn),采用高性能、高效能的材料;三是要提升能源利用效率,在建造階段盡可能采用標準化模式,同時在建造階段和運維階段,盡可能達到智能化。(三)從材料與結(jié)構(gòu)角度考慮低碳轉(zhuǎn)型下表對照鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)的總體資源消耗和污染排放作數(shù)據(jù)分析??梢钥闯?,采用鋼結(jié)構(gòu)可以減少 12% 的能源消耗、減少 15% 的二氧化碳排放,而且鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)階段比混凝土節(jié)能 3%,減少二氧化碳排放 10%,無論是在資源消耗方面,還是在污染排放方面,都要優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)。(一)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量快速增長據(jù)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會統(tǒng)計,去年全行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工量約為 8900 萬噸,同比增長 12.37%,比上年增長了 1.13%,連續(xù)十余年保持兩位數(shù)高速增長。近十年來鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量的平均增速開始顯著高于粗鋼產(chǎn)量,2020 年粗鋼產(chǎn)量創(chuàng)紀錄達10.65 億噸(2015 年為 8 億噸),超過全世界鋼產(chǎn)量的一半以上,實現(xiàn)了 7% 的較快增長,鋼結(jié)構(gòu)建筑推廣成效顯現(xiàn)。目前,我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量,接近粗鋼產(chǎn)量第二的印度,超過粗鋼產(chǎn)量第三的日本。近十年全國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量走勢 (數(shù)據(jù)來源:中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會)(二)鋼結(jié)構(gòu)制造、加工量增幅顯著“十三五”期間,中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會對全國各省鋼結(jié)構(gòu)制造加工情況進行統(tǒng)計,2015 年~2020 年鋼結(jié)構(gòu)制造、加工量增幅達 75%。安徽、山東、浙江、江蘇、廣東等地區(qū)生產(chǎn)總量大、增速快,區(qū)域集中度進一步提高。尤其是安徽、浙江和江蘇等長三角地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展速度迅猛。2020 年各省鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量調(diào)研 (數(shù)據(jù)來源:中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會)(三)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中遇到的問題我國是鋼結(jié)構(gòu)大國,但還不是鋼結(jié)構(gòu)強國。鋼材品種少、強度低、型材使用量低;大型企業(yè)總體能力不強,行業(yè)集中度低,中小企業(yè)創(chuàng)新能力弱;產(chǎn)業(yè)鏈分散,缺少全產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭企業(yè);創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同不足,研發(fā)、設(shè)計與制造、安裝脫節(jié);體系成熟度不夠,標準化工作滯后。在鋼材應(yīng)用方面,仍然以板材為主,占比持續(xù)超過60%,型材應(yīng)用占比偏低,制造加工量大,焊接量大,會造成污染,效率低,成本居高不下,不符合可持續(xù)發(fā)展要求。2015 年消耗鋼材等級占比 2020 年消耗鋼材等級占比在用鋼型號方面,Q235 比例明顯降低,但 Q235 和Q345 的鋼材占比仍然在 80% 以上,高強鋼和高性能鋼的應(yīng)用進展較慢。在使用領(lǐng)域仍然以房屋建筑結(jié)構(gòu)為主,住宅占比較低,主要是以高層和超高層的文旅建筑、公共建筑以及工業(yè)建筑為主,橋梁占比偏低。2016 年以來,雖然在橋梁中的使用量有明顯增長,但主要以大跨度橋梁為主,還需要在中小跨徑鋼橋和組合橋梁中大力推廣使用。2015 年不同鋼結(jié)構(gòu)型式占比 2020 年不同鋼結(jié)構(gòu)型式占比(一)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展亟待解決的問題未來我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展應(yīng)重點解決以下問題:一是大力推廣高性能與高效能鋼材,包括高強高韌、高耐久性能鋼材,耐候鋼、抗震鋼、耐火鋼等;二是提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件標準化水平,減少加工環(huán)節(jié);三是力求在設(shè)計、制造、安裝等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)全流程數(shù)字化,關(guān)鍵工序智能化;四是加強專業(yè)化的設(shè)計團隊建設(shè),建立多層次專業(yè)人才培養(yǎng)體系和滿足市場需求的專業(yè)人才梯隊,加強對專業(yè)設(shè)計人員的培養(yǎng)和再教育。鋼結(jié)構(gòu)作為裝備制造業(yè)和土木建筑業(yè)交叉的產(chǎn)業(yè),根據(jù)土木工程對材料的要求,應(yīng)增強自主創(chuàng)新能力,提高資源利用效率。一是推廣應(yīng)用高性能與高效能結(jié)構(gòu)材料,同時,提高質(zhì)量和安裝精度,推廣熱軋型材、標準化構(gòu)件、標準化裝備;二是根據(jù)地域、氣候和用途的不同,可選擇就近取材加工,減少加工和運輸環(huán)節(jié);三是要大力推廣應(yīng)用可拆卸、可拼裝、可回收利用的材料,進一步發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)生態(tài)環(huán)保、資源化再利用的優(yōu)勢。建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期可以分為三大階段:第一階段是建造,包含規(guī)劃、設(shè)計和安裝;第二階段是運維,在此過程中要對既有建筑和基礎(chǔ)設(shè)施使用狀況等各個方面進行檢測評估,并根據(jù)需要進行維修改造或提升其性能;第三階段是消納,包含拆除、清運和資源化再利用。鋼結(jié)構(gòu)建筑作為一種綠色低碳建筑形式,在未來市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。積極推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑,是實現(xiàn)建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展目標的重要抓手。“十四五”期間,我國將繼續(xù)貫徹綠色發(fā)展理念,以實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標,所以,鋼結(jié)構(gòu)的占比將逐步提高。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來看,鋼結(jié)構(gòu)未來必然與智能建造、智慧建造協(xié)同發(fā)展。