志华：研发优良的“三板”产品依然是钢结构住宅产业的重点

天津市钢结构协会会长陈志华

自国家政策一直强调要大力发展钢结构住宅，尤其住房和城乡建设部同意批复湖南省、山东省、江西省等开展“钢结构装配式住宅”建设试点工作后，钢结构住宅的发展就一直备受关注。但中国建设报记者发现，目前建设的钢结构住宅大部分还是以保障房、回迁房、公寓等公共住宅为主，商品房则相对较少。这些现象背后的缘由是什么？钢结构住宅还存在哪些短板？在“双碳”目标下，钢结构住宅该如何发挥自身优势？带着这些问题，中国建设报记者专访了天津市钢结构协会会长陈志华。

陈志华表示，总体而言，钢结构建筑轻质高强、抗震性能好，方便运输、吊装和连接，且可回收，优势很明显。尤其可回收使得建筑拆卸后不会给城市造成负担，对“双碳”目标的实现至关重要。“但是，钢结构住宅缺乏优质的三板产品——外墙板、楼板、内墙板仍是其关键短板，造价波动不定也影响着开发商、置业者对它的接受度，只有解决好这些问题以后，钢结构住宅的优势才有可能更好被凸显。”

问：对于钢结构住宅的发展，业内关注的问题非常多，您认为哪些是目前亟需补齐的短板问题？

陈志华：钢结构住宅的造价随钢材价格的涨跌一直存在着波动，这在一定程度上制约了钢结构住宅的大面积推广和应用。不过业内一致认为，钢结构住宅缺乏成熟的三板体系产品才是它真正的瓶颈问题。三板体系是钢结构住宅主要配套设施，更是住宅产业化的标志与核心，三板承载了钢结构住宅安全、美观、实用等性能，是钢结构住宅除钢结构外的又一重要组成部分。解决好三板问题，钢结构住宅才能更好更快地发展。

目前三板中内墙板板相对而言较为容易解决，已经有成熟且价格适宜的产品可供选择。至于多层、高层钢结构住宅中量大面广的外墙板则是其中的重难点，具备质量轻、强度高、保温隔热性能优、安装方便、造价经济、经久耐用等综合品质的墙体板尚待研发。楼板目前有一些较为成熟的产品，包括钢筋桁架楼层板和叠合板等，但造价、施工速度、综合性能方面仍与现浇板有差距。另外，广义上的三板还包括屋面板，屋面板一栋楼仅一层，虽然维护要求多，但用量少，问题并不突出，无论传统坡屋顶还是特殊构造屋顶，已有的屋面板保温防水隔热效果均还不错。

问：国内钢结构住宅起步较晚，一直存在防火防腐处理较难、费用较高等问题，目前这些问题都解决得怎样了？

陈志华：钢结构住宅有传统类型的，也有多层或者低层的轻钢结构类型，虽然每种类型都有各自不同的问题，但防火防腐一直是需要解决的共性问题。尤其住宅内厨房和卫生间的防火防腐要求较高，所以既能防火又能防腐的保护措施就显得很重要。不过，现在基本已有较为经济实惠的解决方案。一是涂料技术的进步让钢结构的防火防腐技术越来越成熟，其中防腐涂装有重型防腐长效的，保护时间可以较长；防火涂料有超薄型、薄型和厚涂型的，也基本可以解决防火问题。二是防火板、面层混凝土等建材也可起到防火防腐作用。目前重防腐涂装、高效薄型防火涂料价格稍贵，普通的防火防腐涂料性价比则相对较高。

最近我们也在投入力量集中研究钢结构的防腐问题。传统涂料能防护15年乃至30年，防护时间越长价格越高。目前我们正在研究钢材厚度腐蚀速率的关系，在钢材每年的锈蚀厚度一定的情况下，增加一定钢材的厚度及发挥腐蚀层特性作为防腐保护，也可能使防腐的造价变得更低一些。

问：在众多钢结构住宅结构体系中，您比较认可哪种？您目前研究的重点是什么？

陈志华：钢结构住宅的结构体系有很多，有框架、框架支撑、框架剪力墙、框架核心筒等各种形式。现在还有很多创新的结构体系，但哪种更适合钢结构住宅很值得讨论。个人认为，对于住宅而言，所有体系中的梁、柱和节点是核心。目前H型钢梁基本得到业内一致认可，接下来需要思考的是柱的问题和节点连接方式问题。

柱方面，个人比较认可异形柱。L型、T型和十字型异形柱可将小断面的结构组合起来，更可将柱结构体系隐藏在墙体内，较好解决突梁露柱的问题。对于异形柱的使用，目前反馈回来的信息是住宅面积增加、空间使用方便、家具摆放效果美观、建筑师非常喜欢、用户体验感较好。事实上，近二十年来出现过很多柱结构，但基本异形柱一直延续下来，其他柱结构形式也都在向异形柱方向发展，陆续开发出多种具体形式。异形柱一直是我们目前研发的一个重点。至于节点的连接方式则有很多，方便且能刚性连接梁柱的方式我认为基本都可行。

问：模块建筑作为一种新兴的建筑体系，具有较高的预制化和装配化程度，其中钢结构模块技术运用前景如何？

陈志华：从装配式建筑、建筑工业化和建筑产业化角度看，模块建筑可能是工业化程度最高的建筑产品，建筑的70%～80%，甚至90%以上的工作都可在工厂内完成。不仅结构本身，建筑的维护设备、电气设备、家具等也都可提前在工厂内生产安装完成，同时，工厂机械化加工、自动化检测也可最大程度保证建筑品质。作为安装速度快、节约人力物力、生产和施工绿色化的模块建筑，它的优势毫无疑问非常明显，非常适合在“双碳”目标下大力发展。

从结构本质上讲，模块建筑的核心问题是节点问题。一般结构的每个节点承载的是一柱两梁，模块建筑上下两层8个模块中间的节点承载的是8柱16梁，解决不好节点连接问题，节点的结构效能就低下，造价就高。对于模块建筑的节点技术研究，我们已经做了很多年，也发明了一些专利，一些工程的应用效果也都不错。我们最新的研究是让同一平面的四个模块先安装好三个，第四个模块在无法用人工安装的情况下采取自锁的办法，就像门锁“啪”给锁住一样，模块往上一放“咔嚓”就给锁住，这项技术目前正在研究中。现在我国已有了很多模块建筑案例，最知名的有为抗击新冠肺炎疫情建设的火神山和雷神山医院，雄安新区第一标的模块工程，天津子牙尚林苑模块建筑等等。个人认为，只要把模块建筑节点连接问题、造价问题处理好，模块建筑的竞争优势将会非常强，应用前景非常值得期待。