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“由于鋼結構自身特點和優勢，以及我國鋼鐵行業、制造業良好的產業基礎，鋼結構建筑具有廣闊的發展前景，一定會是我國鋼鐵產業、相關制造業、建筑業高質量發展的新賽道，地方經濟發展的新增長點。”11月15日，中國鋼鐵工業協會副會長夏農在“發展型材綠色化生產促進建筑鋼結構標準化建造”現場會上如是指出。
在鋼結構建筑發展已成為拓展鋼鐵材料應用空間必選項的背景下，山西省鋼鐵行業協會（下稱山西鋼協）、山西省鋼結構協會、山西省環境保護產業協會在山西臨汾曲沃主辦了這次會議。會議由山西晉南鋼鐵集團有限公司承辦。工信部原材料工業司一級巡視員張海登，夏農，中國鋼結構協會常務副會長劉毅，山西省工信廳副廳長李鑫，臨汾市副市長喬飛鴻，山西鋼協常務副會長謝力，山西省鋼結構協會會長李海旺，縣委書記吳濱，晉南鋼鐵黨委副書記、總裁張天福及有關部門領導、行業專家、金融機構、合作企業代表及新聞媒體代表參加會議。
標準化建造怎么建？與會專家提出：“設計即建造，設計的時候就要考慮建造。要堅持以產品化的思維進行鋼結構建筑的設計，再基于標準化的產品，采用數字化、智能化的技術賦能鋼結構全產業鏈。”
“晉南鋼鐵型材規格品類齊全且庫存充足，型材及鍍鋅型材已達到600多個規格，實現常用規格從3號角鋼-600H型鋼規格齊全，能滿足不同客戶的需求和隨時提貨。未來還將逐步擴展生產型鋼的品種、類型、規格等，為鋼結構標準化建造做出貢獻。”張天福表示。
鋼結構發展不足，須規模化應用軋制型材
“推廣鋼結構是拓展鋼材消費新需求的重要領域，同時，鋼結構將架起綠色鋼鐵與綠色建筑協同發展的橋梁。”張海登在會上表示。
據中國鋼結構協會調研及推算數據，2023年，全行業鋼結構加工量約為1.12億噸，同比增長10.89%，比大多數國家的粗鋼產量還要高；占比首次突破10%，較10年前占比翻一番；全國鋼結構產值超百億元的省市共11個，11省市的鋼結構總產值占全國鋼結構總產值的84.42%，同比有所增加；凈利潤排名前5的省份分別為浙江、山東、安徽、江蘇和湖北，全年凈利潤為92.85億元，占全國各省凈利總數的一半以上。
“值得指出的是，我國是鋼結構大國，但不是鋼結構強國。”全國工程勘察設計大師、中國建筑標準設計研究院總工程師郁銀泉直言。
當前，我國鋼結構發展面臨競爭同質化、價格戰愈演愈烈、產業鏈協同作業程度低、通用鋼結構部品部件規模難以擴大、鋼材產品標準與鋼結構建筑設計規范銜接不暢、鋼結構設計建造一體化的人才力量薄弱等問題，在很多方面與發達國家存在較大差距。
以鋼結構所用的型材產品為例。軋制型材截面性能優、成本低、排放低、制造效率高，但在我國卻沒有得到很好的應用。“我國鋼結構用鋼60%以上由鋼板焊接而成，熱軋型鋼僅占鋼結構用鋼的15%~20%，而發達國家熱軋鋼材占比40%~50%，熱軋型鋼的應用潛力巨大。”劉毅對比道。
近年來，國家相關政策均提到大力發展鋼結構建筑，并提出要“加大熱軋H型鋼的應用、提高構件的標準化水平、推進標準化設計、推動智能建造和建筑工業化的協同發展”，這些都是鋼結構產業變革的方向，也是促進鋼結構標準化建造的題中之義。
“我國亟須研發成套的技術，推動軋制型材規模化應用。”郁銀泉認為，“應該從型材供給（主要解決型材供給和建筑使用的協同問題）、設計技術（主要解決構件標準化、節點標準化、體系標準化和高效設計的問題）、施工應用（主要解決鋼結構制造和現場施工數字化、智能化的問題）、實施評價（主要建立合理的質量保證體系和評價機制）4個方面，全面提升鋼結構產業的效能。”
中南建筑設計研究院數字技術總監、工程數字技術中心主任張慎認為，“鋼結構是制造業在建筑業的直接體現，應當學習制造業，通過標準化、產品化、規模化，降低邊際成本，成為數字化、標準化設計的先鋒。”
沒有標準化設計，就沒有標準化建造
那么如何標準化建造？“沒有標準化設計，就沒有標準化建造。”張慎認為，建筑工業化必須從設計端做起，實現面向供應鏈的設計、面向制造與安裝的設計（DFMA）。
據介紹，傳統的設計模式特點為“拋墻式設計”，即我們設計，你們制造，設計不考慮制造的要求，反反復復修改直到把事情做對。而所謂DFMA，意味著深刻認識設計對質量的重要性，將制造、裝配融入前期設計，第一次就把事情做對。凡不適合工業化生產的，都不作為設計選項（不適合工業化的項目除外）。“還要破除設計與施工分離的障礙，推動設計加工生產施工一體化，完成集成項目交付。”張慎強調。
建造以設計為基礎，但標準化建造是一項系統工程，需要全產業鏈的協調發展。據了解，鋼協已組織完成《關于大力推動鋼結構建筑全產業鏈協同發展的指導意見》的課題研究，報有關部委決策參考。
“應當積極營造有利于鋼結構建筑發展的政策環境。”張海登強調，突出標準引領，健全鋼結構建筑產業鏈標準體系。如加強鋼鐵標準與鋼結構建筑規范銜接，完善跨產業鋼結構標準體系，推動高效能鋼材和鋼結構部品部件標準化和模塊化，促進鋼鐵及下游產業鏈標準規范相統一。夏農透露，鋼協推動建筑設計規范與鋼鐵標準融合，正在與有關方面開展《鋼結構設計標準》國標、《裝配式鋼結構住宅建筑技術標準》行標、《裝配式鋼結構住宅主要構件尺寸指南》團標等標準的修訂完善工作。
李海旺介紹，山西鋼協提出了一個初始的、不成熟的協同發展模型。即鋼鐵生產廠生產滿足鋼結構個性化設計（輕量化）的型鋼品種、規格，逐步達80%以上，可以通過既有鋼構件的品種、規格統計分析建立合理的型鋼庫（遠大于現時的型鋼庫）；鋼結構加工廠主要負責構件的切割、彎曲、打孔、涂裝等工序，并能實現按產品出廠結算；現場安裝單位實現80%以上裝配化安裝，并能實現竣工結算。
“這個模型最根本的基礎是全產業鏈標準化設計。”李海旺表示，通過標準化設計，設計院直接選用鋼廠的標準化型鋼，鋼結構制造廠基本不需要再生產焊接型鋼。這將大幅提高生產效率、節約成本，達到節能減碳、綠色建造的目的。
標準化建造離不開規模化應用軋制型材，離不開數字化、智能化賦能。郁銀泉團隊研究出的軋制型材規模化應用的路徑，與山西鋼協的模型有諸多相似之處，但同時提出了一條補充性的措施：“要在施工現場研究基于智能建造的高效施工安裝技術，還要研究檢測認證技術為鋼結構的質量提供支撐，研究評價技術為軋制型材的應用形成推動機制。”
劉毅認為，要加強標準化設計，實現“少規格，多組合”，增加型材與管材品種規格，同時加快鋼結構加工制造全流程數字化進程。
標準化建造，也將倒逼綠色鋼鐵發展
本次現場會期間，與會領導嘉賓還參觀了晉南型材4車間、太子湖重鋼別墅項目，這兩處為晉南鋼鐵綠色型鋼的典型應用成果。
“太子湖重鋼別墅樣板房項目用了幾十噸型鋼，并且從破土動工到拎包入住，僅僅用了兩個月時間。與傳統磚混結構建筑相比，太子湖重鋼別墅具有建造速度快、安全系數高、保溫效果好、綠色又環保、智能程度高等優點。”張天福介紹，晉南鋼鐵的4號、5號型材車間也全部用型鋼搭建，集團還利用綠色型鋼建設光伏支架智能制造項目。
事實上，鋼結構標準化建造也對綠色鋼鐵提出了要求。面向國家行業政策需求，亟需全面提升鋼結構制造和安裝過程的效率、降低建造全過程的能耗和碳排放。
近年來，晉南鋼鐵先后投巨資建設型鋼綠色新產線，著力建設國內具有影響力型材及鍍鋅生產基地，將主要產品由盤螺、線材等普通建筑鋼材，逐步調整為工字鋼、角鋼、槽鋼、H型鋼、鍍鋅角鋼、鍍鋅槽鋼等綠色型鋼產品，全力把集團打造成為全球中小型材品類規格齊全、配送效率高、交易服務優的綠色型材示范標桿企業。
為什么晉南鋼鐵的型鋼堪稱綠色鋼鐵？一是，其將焦爐煤氣、轉爐煤氣進行回收，制成乙二醇和LNG，符合CCUS(碳捕獲、利用與封存）技術路徑要求，實現零碳排放；二是全面啟用氫能新能源，減少燃油、LNG等化石能源用量，打造綠色低碳物流；三是踐行綠色鋼鐵理念，逐步以光伏、風力發電替代傳統火力發電，減少二氧化碳排放量。“晉南鋼鐵采用鋼焦聯合、鋼焦化聯產工藝后，噸鋼碳排放可降至1.4噸左右，優于同行業降碳的先進水平。”張天福表示。
郁銀泉以北京大學附屬小學肖家河分校改擴建工程為例。該項目全部構件采用軋制型材及衍生產品，根據該項目鋼結構制造全過程碳排放與碳減排研究測算，構件組立焊接碳排放量約占整個構件制作過程的79.77%；總焊縫長度為6089.5米，傳統工程總焊縫長度為9595.1米，總焊縫長度減少了36.5%，減小碳排放量比例為0.365x0.7977=0.291，即綜合碳排放降低29.1%。案例為證，軋制型材在鋼結構建筑中應用可大幅降低碳排放。
根據中國鋼結構協會2021年10月發布的《鋼結構行業“十四五”規劃及2035年遠景目標》，到2035年，我國鋼結構建筑應用達到中等發達國家水平鋼結構用量達到每年2億噸以上，占粗鋼產量25%以上，鋼結構建筑占新建建筑面積比例逐步達到40%左右，基本實現鋼結構建造智能化。與會嘉賓認為，實現這一目標，尤其需要加強鋼結構行業科技創新能力，推動鋼結構產業協調發展。同時，加強標準化設計、推動綠色產品研發，積極采用數字化、智能化技術賦能鋼結構全產業鏈。
