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        北新多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅課題研究總報(bào)告
        
                                  
                    
        作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    					
        
					時(shí)間：2011-02-16 15:16:45					[收藏]
        
               
        
                
        內(nèi)容提要：本報(bào)告以國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地之一的北新建材擬引進(jìn)國外多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系技術(shù)為研究對象，通過組織專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行調(diào)研、考察、分析、研討，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)...				
            關(guān)鍵詞：				
        

               
        
               
          
				    內(nèi)容提要：本報(bào)告以國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地之一的北新建材擬引進(jìn)國外多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系技術(shù)為研究對象，通過組織專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行調(diào)研、考察、分析、研討，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、市場等不同層面探討了擬引進(jìn)技術(shù)的可行性，并給出具體的供參考建議。
          

          
    關(guān)鍵詞：住宅產(chǎn)業(yè)化，冷成型鋼結(jié)構(gòu)、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，薄板鋼骨結(jié)構(gòu)，新日鐵、多層住宅，結(jié)構(gòu)、防火、熱工、建筑配套、CFSF
          

          
    所在行業(yè)：制造/建材/建筑/房地產(chǎn)
          

          
    一、課題研究說明
          

          
    1、課題背景
          

          
    北新是建設(shè)部最早建立的國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地之一，基地的建立是立足于從新日本制鐵株式會社(下簡稱新日鐵)引進(jìn)并自主國產(chǎn)化的薄板鋼骨建筑(三層以下)體系核心技術(shù)以及十大住宅部品系列的配套。近年來受國家宏觀調(diào)控影響，三層以下別墅、獨(dú)立式住宅以及低密度聯(lián)排住宅市場極大萎縮，北新面臨著尋求并開拓新市場的嚴(yán)峻局面。2006年北新高層在與其合資方新日鐵接洽后，開始關(guān)注新日鐵在多層薄板鋼骨方面的技術(shù)，同時(shí)力圖在原有三層以下產(chǎn)品的基礎(chǔ)上升級到多層建筑領(lǐng)域，以應(yīng)對國內(nèi)市場及政策方面的變化。2006年底，北新基地正式請求建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心對是否引進(jìn)多層住宅技術(shù)給與指導(dǎo)和支持。作為建設(shè)部國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地的歸口管理單位，住宅中心迅速組建了涉及各專業(yè)的專家團(tuán)隊(duì)，著重從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面對北新擬引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行分析研究。
          

          
    2、研究范圍與目標(biāo)
          

          
    輕鋼結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要分支。以鋼材的輕重來區(qū)分，有輕鋼與重鋼兩類。輕鋼是對所有輕質(zhì)鋼材的通稱，是一個(gè)更為市場化的名稱；研究輕鋼結(jié)構(gòu)住宅從住宅產(chǎn)業(yè)化鏈條的角度看，北美的定義更值得借鑒：北美從型鋼制作工藝上的差異定義不同類型型鋼，總體上分為“冷鋼”和“熱鋼”，即冷成型和熱成型兩大類。這種定義方式之所以對產(chǎn)業(yè)化重要是因?yàn)椋撼尚凸に嚨牟煌瑳Q定了產(chǎn)業(yè)鏈條上的各關(guān)鍵階段方式的不同。如，型鋼的生產(chǎn)，組裝，結(jié)構(gòu)和體系的設(shè)計(jì)，安裝和施工等幾乎所有這條產(chǎn)業(yè)鏈上的環(huán)節(jié)都因?yàn)樾弯摰闹谱鞴に囉欣渑c熱之分而表現(xiàn)出完全不同的狀態(tài)。在專業(yè)領(lǐng)域北美稱“冷鋼”為：CFS(COLD-FORMEDSTEEL)。在我國學(xué)術(shù)界稱之為“冷彎薄壁型鋼”，(國家標(biāo)準(zhǔn)也是以“冷彎薄壁型鋼”命名)，南京工業(yè)大學(xué)董軍博士將CFS直譯為“冷成型鋼”，盡管在學(xué)術(shù)領(lǐng)域這些名稱還存在爭議，但是概念卻是更清晰了。似乎“冷成型鋼”更利于我們對這一產(chǎn)業(yè)的理解，即在常溫下將鋼片、鋼帶、鋼板、或扁鋼條冷成型形成各種鋼構(gòu)件，這種冷成型工藝包括輥式冷成型機(jī)組生產(chǎn)、壓力機(jī)模壓成型或者彎板機(jī)彎曲成型，甚至冷拔成型。由于產(chǎn)量、規(guī)格、品種少，我國甚至將某些熱彎型鋼(如采用高頻電流局部加熱成型和用紅外線預(yù)熱成型的型鋼)也歸入到冷彎型鋼范疇。
          

          
    北新基地的原有三層以下核心技術(shù)，正是采用的0.4mm~3.0mm之間的鍍鋅薄鋼板冷成型為各種建筑構(gòu)件，與結(jié)構(gòu)板材共同組裝成為建筑主體的技術(shù)。正因?yàn)槿绱?，本課題研究的主要對象還是有別于國內(nèi)通常所指的“輕鋼結(jié)構(gòu)”，“冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)”，準(zhǔn)確地說，應(yīng)該是“冷成型鋼結(jié)構(gòu)”(COLD-FORMEDSTEELFRAMING以下簡稱CFSF)中的板式體系，是通過輥式冷成型機(jī)組生產(chǎn)型鋼，采用自攻螺栓、拉鉚等(無焊接)冷連接方式與結(jié)構(gòu)板材共同組裝成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的薄壁(0.4mm~3.0mm)冷鋼技術(shù)。研究范圍是多層住宅。(按照《民用建筑設(shè)計(jì)通則GB50352-2005》中3.1.2條的規(guī)定，住宅建筑4~6層為多層住宅)
          

          
    研究的主要目標(biāo)是：1、分析評價(jià)擬引進(jìn)的日本多層技術(shù)的水平；2、該技術(shù)進(jìn)入中國有何障礙；3、如何應(yīng)對的建議。
          

          
    3、研究方式與進(jìn)展
          

          
    課題研究主要依靠建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化中心的專家平臺，采取調(diào)研與研討相結(jié)合并最終形成專業(yè)報(bào)告的方式進(jìn)行。
          

          
    根據(jù)北新基地的現(xiàn)實(shí)情況，住宅中心有針對性的組織成立了由結(jié)構(gòu)、防火、熱工、建筑、設(shè)備等各專業(yè)方面權(quán)威專家組成的專家組，考察了日本新日鐵的多層冷鋼技術(shù)，并按專業(yè)形成各專業(yè)小組，分別從結(jié)構(gòu)、防火、熱工、建筑配套等各方面對日本技術(shù)進(jìn)行評價(jià)，其間還重點(diǎn)調(diào)研考察了國內(nèi)外相似類型的企業(yè)以及實(shí)施的示范項(xiàng)目，如美國的華星頓，中國的萊鋼，萬科等。在住宅中心的組織下，課題組還定期派專人檢查各專業(yè)小組的進(jìn)展情況，及時(shí)溝通聯(lián)絡(luò)，做到信息共享，提高工作效率。根據(jù)課題實(shí)施計(jì)劃，集中召開了三次專家研討會議，截至2007年2月13日，先后收到已完成的各分組報(bào)告有結(jié)構(gòu)、防火、熱工等若干篇。
          

          
    二、CFSF技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況
          

          
    自1838年起，在俄、美、英等國先后采用壓力機(jī)或冷拔機(jī)生產(chǎn)單件冷彎型鋼；1910年，美國首創(chuàng)輥式冷成型工藝，建設(shè)了第一套輥式冷成型機(jī)組，開始了批量生產(chǎn)冷彎型鋼，其后，英、德、法、捷等國相繼建成了專業(yè)化生產(chǎn)的冷成型機(jī)組，冷彎型鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)新的階段。冷彎型鋼技術(shù)的研究自1939年起在美國康奈爾大學(xué)和其他大學(xué)陸續(xù)展開，康乃爾大學(xué)成為世界冷彎型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的中心，該校的喬治.溫特教授是冷成型鋼結(jié)構(gòu)性能研究的鼻祖。隨著理論的不斷發(fā)展，從1940年起，冷彎型鋼開始廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，冷彎型鋼結(jié)構(gòu)CFSF就是其中的最主要應(yīng)用。直到今天CFSF技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在低層以及多層建筑中，尤其是在北美、日本、澳洲、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，以環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性良好見長的CFSF技術(shù)有逐步取代木結(jié)構(gòu)房屋的趨勢。
          

          
    1、CFSF技術(shù)國外發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀
          

          
    A、技術(shù)層面
          

          
    ·北美
          

          
    北美是冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)研究的發(fā)源地，無論是理論研究還是市場應(yīng)用方面始終處于領(lǐng)先地位。
          

          
    1939年康乃爾大學(xué)在喬治.溫特教授領(lǐng)導(dǎo)下開始對CFSF技術(shù)的研究。研究工作得到了美國鋼鐵協(xié)會(AISI)的資助。短短幾年中，溫特教授獲得了一系列的研究成果。1946年，基于溫特教授的研究成果，AISI發(fā)行了容許應(yīng)力設(shè)計(jì)(ASD)規(guī)范《冷成型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范》，這也是世界上最早的CFSF技術(shù)規(guī)范和準(zhǔn)則。正是這個(gè)規(guī)范的出臺，大大加速了薄壁冷成型鋼結(jié)構(gòu)在美國的應(yīng)用和發(fā)展。AISI于1956、1960、1962、1968、1980、1986年對該規(guī)范進(jìn)行了修訂，以反映該技術(shù)的發(fā)展以及不斷研究獲得的結(jié)果。AISI還于1991年發(fā)行了第一版荷載抗力系數(shù)設(shè)計(jì)(LRFD)規(guī)范，并在1996年將ASD和LRFD規(guī)范合并成一本規(guī)范。1999年，AISI又發(fā)布了1996年版的補(bǔ)充。2005年AISI又發(fā)布修訂版。美國將AISI相關(guān)冷成型鋼設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上升為國標(biāo)，其中包括：《冷成型鋼結(jié)構(gòu)總則》，《低層輕鋼住宅指定性建造方法標(biāo)準(zhǔn)》，《冷成型鋼桁架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，《冷成型鋼過梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，《冷成型鋼抗側(cè)力體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。作為美國在經(jīng)濟(jì)貿(mào)易方面的主要伙伴，加拿大在冷成型鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域也積極向美國看齊。加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會CSA于1967年也發(fā)布了《冷成型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》，在CFSF低層住宅方面加拿大有著比美國更為細(xì)致的技術(shù)規(guī)范與手冊，如加拿大薄壁鋼建筑結(jié)構(gòu)協(xié)會CSSBI發(fā)布的《輕鋼住宅結(jié)構(gòu)施工細(xì)則》，《輕鋼住宅構(gòu)件選樣標(biāo)準(zhǔn)表》《輕鋼住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》，《低層輕鋼結(jié)構(gòu)施工細(xì)則》等。更為重要的是，加、美兩國成立了北美鋼構(gòu)聯(lián)盟(NASFA)最終實(shí)現(xiàn)了北美冷成型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
          

          
    ·歐洲
          

          
    20世紀(jì)70年代起，歐洲許多機(jī)構(gòu)和私人公司對冷成型鋼構(gòu)件、連接及結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了積極研究和開發(fā)。在奧地利、捷克、法國、瑞典、英國、德國等都是最早形成冷成型鋼設(shè)計(jì)規(guī)范的國家。同時(shí)，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(ECCS)，通過其TC7委員會，完成了一些用于建筑冷成型鋼結(jié)構(gòu)測試及設(shè)計(jì)的文件。20世紀(jì)末，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)行了用于冷成型鋼構(gòu)件和鋼板的歐洲規(guī)范3中的1-3部分(Eurocode3:Part1-3)。這項(xiàng)工作是由歐共體委員會發(fā)起，與ECCS的一個(gè)工作組協(xié)作完成。這標(biāo)志著：歐洲在冷成型鋼結(jié)構(gòu)方面也有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
          

          
    ·澳洲
          

          
    冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在澳洲的發(fā)展主要是以澳大利亞和新西蘭兩國為代表。在當(dāng)今冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域澳大利亞的Hancock教授是繼美國的溫特教授之后又一位杰出的大師級人物。在他的主持領(lǐng)導(dǎo)下，澳洲于1996年統(tǒng)一了冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：(“Australian/NewZealandStandardonCold-FormedSteelStructure”，AS/NZS4600，1996)，由于澳洲處于非地震地區(qū)，所以澳洲的冷成型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本不考慮地震作用，建筑產(chǎn)品也僅限于低層住宅。
          

          
    ·亞洲
          

          
    亞洲冷成型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展開始于20世紀(jì)80年代，最早出現(xiàn)相關(guān)技術(shù)規(guī)程的國家有印度、日本等國。進(jìn)入90年代，日本加大了在冷成型鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究與開發(fā)，始終走在亞洲各國前列。1995年日本鋼材俱樂部成員以新日鐵為首的六大鋼鐵企業(yè)聯(lián)合開始研發(fā)冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)(后稱為KC技術(shù)體系)，并于2002年發(fā)布《薄板輕量型鋼造建筑物設(shè)計(jì)手冊》，此后上升為國家標(biāo)準(zhǔn)。日本目前正利用自身研發(fā)優(yōu)勢，積極擴(kuò)大在亞洲各國的影響，他們不斷將冷成型鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)推廣到中國、韓國、泰國等東南亞地區(qū)以及臺灣地區(qū)，試圖在冷成型鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域制定統(tǒng)一的亞洲標(biāo)準(zhǔn)。為此中、日、韓三方的鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會已達(dá)成默契，每年輪流在三國間召開一次集中研討會議，力圖完成標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。
          

          
    總體看來，CFSF技術(shù)的發(fā)展是在向區(qū)域整合，全球一體化的方向發(fā)展；北美已走過了該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的高峰期，目前以日本、澳洲為代表的發(fā)達(dá)國家在該領(lǐng)域研發(fā)的投入較大。
          

          
    B、市場層面
          

          
    冷成型鋼構(gòu)件的用途非常廣泛，在許多不同行業(yè)和市場中都有運(yùn)用，如汽車車體、鐵路客車、各種類型的設(shè)備、貨架、谷倉、公路產(chǎn)品、傳輸塔、傳輸桿、電纜橋架、排水設(shè)備以及橋梁結(jié)構(gòu)等，其中建筑業(yè)一直是冷成型鋼的最大用戶。如日本，在1980年，其冷成型鋼產(chǎn)品的70%以上是用于建筑業(yè)，而機(jī)械制造、交通運(yùn)輸和造船業(yè)等方面的用量還不足10%，歐美等發(fā)達(dá)國家的情況大多如此。而冷成型鋼結(jié)構(gòu)CFSF的應(yīng)用主要集中在房屋建筑范圍。冷成型鋼是一種高效經(jīng)濟(jì)型材，具有質(zhì)輕，構(gòu)件強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量均勻、建造安裝便捷，產(chǎn)業(yè)化程度高、防白蟻及腐蝕均好，材料可回收，等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在低層房屋建筑中被廣泛使用。在北美，傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)住宅由于日益受到材質(zhì)不穩(wěn)定，以及資源方面的限制，正日益被冷成型鋼結(jié)構(gòu)CFSF所取代：美國1993年建造了15000幢冷成型鋼住宅，1996年75000幢，2002年后將占住宅市場份額的25%。在北美，這種結(jié)構(gòu)還被越來越多地運(yùn)用到多層建筑領(lǐng)域，據(jù)建設(shè)部住宅中心考察報(bào)告稱北美CFSF多層住宅已實(shí)施將近300萬平方米。在日本住宅市場，冷成型鋼結(jié)構(gòu)住宅(日本成為薄板鋼骨住宅)份額也呈逐年上升趨勢，現(xiàn)在年建造數(shù)量都在10000棟以上，并被國家大力推廣使用。在產(chǎn)品形態(tài)方面，這種結(jié)構(gòu)不光被用在獨(dú)立式住宅、別墅中，學(xué)生公寓、汽車旅館、超市、兒童活動室、老人福利院、醫(yī)務(wù)所等不同類型建筑均有廣泛使用。除了整體房屋產(chǎn)品，以冷成型鋼構(gòu)件組裝成的墻體、樓板、屋面、屋架、桁架、網(wǎng)架、平臺、樓梯、門窗乃至管道、容器、圍堰、鋼板樁等部品也被大量使用在公共建筑之中。在日本，冷成型鋼和H型鋼已成為建筑業(yè)主材；加拿大用于建筑業(yè)的冷成型鋼量已超過普通熱軋型鋼；瑞典在上世紀(jì)90年代末，金屬壓型板已在工業(yè)建筑中占屋面用材的90%，墻面用材的70%以上。亞洲的韓國、中國臺灣地區(qū)以及東南亞一些國家都在廣泛使用冷成型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。從全球市場看，CFSF住宅主要以低層為主，多層僅在北美有建成項(xiàng)目，北美以外地區(qū)還沒CFSF多層住宅項(xiàng)目出現(xiàn)。
          

          
    2、CFSF技術(shù)國內(nèi)發(fā)展概況
          

          
    與西方發(fā)達(dá)國家相比，我國的冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展起步較晚，上世紀(jì)80年代初期，國內(nèi)以西安冶金建筑科技大學(xué)(現(xiàn)西安建筑科技大學(xué))的何?？到淌?、哈爾濱建筑工程學(xué)院(現(xiàn)哈工大)的張耀春教授為代表的一批鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的學(xué)者赴美國康乃爾大學(xué)師從喬治.溫特教授，這是我國冷成型鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究的開端。自此，北美先進(jìn)的冷彎型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)被引入我國。結(jié)合我國鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的實(shí)際，1987年我國發(fā)布了第一部冷成型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GBJ18-87)，1998年開始全面修訂，并于2002年9月27日發(fā)布修訂的《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》GB50018—2002，新修訂的規(guī)范為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在新規(guī)范中還增加了單層房屋設(shè)計(jì)中考慮蒙皮作用的設(shè)計(jì)原則。這是我國冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域最權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)稱為輕鋼結(jié)構(gòu)的“母規(guī)”。近幾年，隨著國外冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷引入，標(biāo)準(zhǔn)滯后嚴(yán)重阻礙了冷成型鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)與市場的發(fā)展。例如在國標(biāo)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》GB50018—2002中，還沒有涉及鋼板厚度2.0mm以下范圍，也就是說在中國對國外新引入的一些薄鋼板(0.4mm～2.0mm)冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)還沒有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可遵循。一些企業(yè)如北新從自身經(jīng)營的考慮編寫了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《薄板鋼骨建筑體系技術(shù)規(guī)程》(屬體系類標(biāo)準(zhǔn)，2003年完成)，并通過在國內(nèi)各地備案的方式實(shí)施CFSF住宅建設(shè)項(xiàng)目；上海綠筑公司編制了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》(2005年)；在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，2004年建設(shè)部開始組織編寫《低層輕型鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅技術(shù)要求》(屬產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn))并于2005年發(fā)布；中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CECS)正在組織編制冷成型鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《低層冷彎薄壁型鋼建筑技術(shù)規(guī)程》(屬工程類標(biāo)準(zhǔn))(在編)。總體看，對于2.0mm以下薄鋼板冷成型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到目前為止還沒有可直接依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。最近，據(jù)悉母規(guī)會得到補(bǔ)充，將擴(kuò)大構(gòu)件壁厚的適用范圍。由于近年來冷成型鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方面不斷取得進(jìn)展，原規(guī)范主要承重構(gòu)件壁厚適用范圍2.0mm～6.0mm將可能擴(kuò)展至0.4mm～6.0mm，這將是對“母規(guī)”的一個(gè)重大突破。
          

          
    市場方面的發(fā)展落后于技術(shù)領(lǐng)域。上世紀(jì)80年代中后期盡管一批學(xué)者從美國學(xué)成回國，又出臺了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的國家標(biāo)準(zhǔn)，但市場并無大的發(fā)展，在沉寂近十年后的90年代中期才率先在工業(yè)廠房，倉庫等工業(yè)建筑中開始使用門式剛架等冷成型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。這是一次遍及全國的門式剛架廠房熱，包括門式剛架、冷彎型鋼檁條、支撐、壓型鋼板屋面和墻面等冷成型鋼構(gòu)件大量的被使用在這種新型結(jié)構(gòu)廠房中。上世紀(jì)末本世紀(jì)初，一批國外成熟的低層冷成型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)進(jìn)入中國，如日本的新日鐵、澳洲的博思格、美國的華星頓等企業(yè)都開始涉足中國建筑市場。截止到現(xiàn)在冷成型鋼結(jié)構(gòu)主要還是應(yīng)用在三層以下建筑，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國近年已建成的這類薄板輕鋼房屋體系約有一千余幢?？傮w上，我國低層冷成型鋼結(jié)構(gòu)住宅市場方面尚處于起步、發(fā)展階段。多層、高層住宅更是空白。
          

          
    三、對擬引進(jìn)的多層CFSF住宅技術(shù)的分析
          

          
    針對北新擬引進(jìn)的多層CFSF住宅體系技術(shù)專家組親赴日本做了實(shí)地考察。以下將概要列出專家組對該技術(shù)的評價(jià)以及對引進(jìn)該技術(shù)可能存在的問題、解決方法的說明。
          

          
    1、日本CFSF技術(shù)的現(xiàn)狀
          

          
    新日鐵的CFSF技術(shù)在日本處于領(lǐng)先地位。1995年，新日鐵聯(lián)合另外五大鋼鐵企業(yè)共同開發(fā)CFSF低層住宅體系技術(shù)(KC)，新日鐵在KC之上還擁有企業(yè)專有技術(shù)，在建筑跨度、適用范圍等方面都大大超出了KC范圍。2002年，新日鐵與北新合資進(jìn)入中國市場后，同時(shí)啟動了多層CFSF技術(shù)的研發(fā)，以應(yīng)對中國市場的變化。經(jīng)過近五年的研究，新日鐵在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等三個(gè)方面有所創(chuàng)新。
          

          
    A、設(shè)計(jì)方面
          

          
    新日鐵在原有低層技術(shù)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)在剪力墻板連接構(gòu)造、結(jié)構(gòu)用板材選用、防火構(gòu)造、隔熱構(gòu)造等方面進(jìn)行研發(fā)并取得一系列成果。
          

          
    ·剪力墻板連接：新日鐵的CFSF技術(shù)屬于冷成型結(jié)構(gòu)中的蒙皮結(jié)構(gòu)板肋體系，強(qiáng)調(diào)的是冷型鋼與結(jié)構(gòu)用板材共同形成抵抗橫向荷載的整體墻板，類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的剪力墻。新日鐵技術(shù)中每層樓板都擱置安裝在該層的墻板之上，墻板在豎向都被各層樓板隔開，豎向墻體在結(jié)構(gòu)上無法構(gòu)成連續(xù)的墻體。因此技術(shù)上就要通過貫通樓板的抗拔錨栓將上下層墻板連成整體，同時(shí)靠抗剪螺栓將墻板與樓板連接在一起。這樣的技術(shù)措施在日本通過了試驗(yàn)檢測，對于三層以下建筑是完全可靠的。進(jìn)入多層住宅建筑，豎向及水平荷載作用更大，對于抵抗水平荷載的主要構(gòu)件“剪力墻”來說，如何通過技術(shù)措施使“剪力墻體”的整體連續(xù)性更好，能充分抵抗風(fēng)、地震等水平荷載作用是新日鐵研究的重點(diǎn)。從考察現(xiàn)場的結(jié)果看，新日鐵在這方面有所改進(jìn)，主要具體措施是：增大原有抗拔螺栓直徑由16mm增加為24mm，并在抗拔螺栓外增設(shè)鋼套管以進(jìn)一步增加強(qiáng)度，這種套管式抗拔螺栓也是新日鐵的一大創(chuàng)新。新技術(shù)體系的抗震能力大大提高，是原有KC技術(shù)抗震能力的1.5倍。
          

          
    ·結(jié)構(gòu)用板材：結(jié)構(gòu)用板材是蒙皮結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，新日鐵三層以下CFSF住宅技術(shù)中一般采用OSB(定向刨花板)或者結(jié)構(gòu)用合板；在新的技術(shù)開發(fā)中，新日鐵找到了一種替代板材----水泥纖維質(zhì)板材。這種板材的替代，解決了原來木質(zhì)板材在防火、防水、以及結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度方面的不足。(類似技術(shù)在北美，結(jié)構(gòu)用板材的選用和日本不同：北美低層住宅一般采用OSB板材，多層中采用水泥質(zhì)板材或者鋼板較多；日本的OSB板材一般為進(jìn)口，所以用結(jié)構(gòu)合板較多。)
          

          
    ·防火：日本的防火要求在全世界都是偏高的，而且防火規(guī)范的制定更為科學(xué)、細(xì)致。日本根據(jù)城市不同地段建筑物的密集程度及地域功能等的實(shí)際情況不同，防火要求相應(yīng)也有所不同：如日本將城市分為四種不同防火要求地區(qū)：防火地域、準(zhǔn)防火地域、22條地域、無指定地域等。根據(jù)不同地域的防火要求再分別考慮設(shè)計(jì)不同耐火等級的建筑物。《建筑基本法》規(guī)定所有的建筑結(jié)構(gòu)按照耐火性能由高到低依次分成四大防火類別：耐火結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)耐火結(jié)構(gòu)、防火結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)防火結(jié)構(gòu)，其中準(zhǔn)耐火結(jié)構(gòu)又分為45分鐘準(zhǔn)耐火結(jié)構(gòu)和1小時(shí)準(zhǔn)耐火結(jié)構(gòu)。(詳細(xì)規(guī)定可另參見防火組報(bào)告)。日本的KC技術(shù)和新日鐵原專有低層CFSF住宅技術(shù)在防火性能方面都只能達(dá)到45分鐘準(zhǔn)耐火性能和1小時(shí)準(zhǔn)耐火性能的要求，所以根據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)KC和新日鐵技術(shù)在防火地域均不能做到三層住宅(包括獨(dú)立式住宅和集合住宅)，甚至在1～2層住宅都受到建筑面積規(guī)模方面的限制，如在防火地域獨(dú)立式住宅面積不能超過100平方米。為了進(jìn)一步擴(kuò)展CFSF住宅市場領(lǐng)域，新日鐵在近幾年里開發(fā)出耐火結(jié)構(gòu)建筑，這使得CFSF住宅突破了三層防火要求，也就是說：按照日本標(biāo)準(zhǔn)，可以用新日鐵開發(fā)的CFSF住宅技術(shù)建設(shè)所有3000平方米以下三層住宅(含獨(dú)立式和集合式住宅)。
          

          
    新日鐵在防火方面開發(fā)出1小時(shí)耐火建筑主要從以下三方面著手：
          

          
    1)采用耐火性能較高的板材，如不燃水泥基結(jié)構(gòu)用板材(見上文說明)、耐火石膏板等作為基本材料。以延長墻體耐火時(shí)間，增強(qiáng)耐火完整性，比原有構(gòu)造還降低了成本。構(gòu)造示意如圖1(由內(nèi)至外依次為防火石膏板雙層，墻體柱，水泥質(zhì)結(jié)構(gòu)板，保溫材，空氣間層，外墻板)。
          

          
    2)隔墻采用采用斷熱橋的方式，不但解決了隔聲問題，而且有利于隔墻受火時(shí)延緩背火面溫度由于龍骨的導(dǎo)熱而升溫過快。
          

          
    3)墻系統(tǒng)中板接縫處增加止火帶，以阻止板與板接縫處可能的竄火、漏火情況的發(fā)生，提高了耐火性能。
          

          
    ·隔熱
          

          
    新日鐵原CFSF住宅體系技術(shù)中以整體外保溫方式見長，徹底解決了鋼結(jié)構(gòu)建筑的冷熱橋問題以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)露等難題，節(jié)能效果良好。在寒冷地區(qū)住宅的節(jié)能效果及其突出，但CFSF住宅體系屬于輕質(zhì)體系，輕質(zhì)體系的一大特點(diǎn)就是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)較低，熱穩(wěn)定性較差，因此在炎熱地區(qū)，隔熱成為一大課題。新日鐵近年來在建筑的隔熱方面有所改進(jìn)，其途徑是從解決熱輻射入手，重點(diǎn)是通過在復(fù)合外墻中增設(shè)反射層，提高墻體對輻射熱的反射作用，大大降低了輻射熱對建筑室內(nèi)的熱環(huán)境的影響，經(jīng)測試比較比未采取反射措施的建筑在夏季的用電量降低30%，節(jié)能效果明顯。熱穩(wěn)定性也有所提高。
          

          
    B、生產(chǎn)方面
          

          
    生產(chǎn)方面的創(chuàng)新在于將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與板塊生產(chǎn)自動化連為了一體。新日鐵新開發(fā)出一種稱之為“NS—CAD”的軟件，該軟件大大地提高了設(shè)計(jì)速度并能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)設(shè)備的完全接口，在設(shè)計(jì)階段就能配備齊板塊組裝所需要的所有連接件。數(shù)據(jù)輸入生產(chǎn)設(shè)備的CAM系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)板塊和屋架，極大的提高了生產(chǎn)效率，減少了出錯(cuò)率，確保板塊的品質(zhì)。
          

          
    C、施工方面
          

          
    由于開發(fā)出NS—CAD軟件，使得住宅工廠化生產(chǎn)的程度更高。原來的技術(shù)是在工廠生產(chǎn)好結(jié)構(gòu)墻板，樓板，以及屋架，其他像保溫工程等都是需要到現(xiàn)場人工完成。新技術(shù)由于設(shè)計(jì)的完備，完全實(shí)現(xiàn)了保溫在工廠里一次性制作完成，這就使現(xiàn)場施工的速度大大加快，在一些規(guī)模較大的建筑施工中，這種優(yōu)勢就更能體現(xiàn)出來。
          

          
    2、將日本多層CFSF技術(shù)引入中國可能存在的主要問題及應(yīng)對策略
          

          
    依據(jù)課題組各分組的報(bào)告結(jié)論，以下表格1將歸納總結(jié)從日本引入多層CFSF技術(shù)可能存在的主要問題以及應(yīng)對策略，并在表后分別簡要說明。其中主要從技術(shù)與市場兩大方面可能面臨的主要困難展開，技術(shù)障礙包括技術(shù)層面和經(jīng)濟(jì)層面的；市場障礙則主要在目標(biāo)市場的選擇與定位上。本節(jié)涉及的是存在的主要障礙與核心問題，其他需要完善和改進(jìn)但并不直接構(gòu)成障礙的方面將在第3節(jié)中說明。
          

          
    表1：日本多層CFSF技術(shù)進(jìn)入中國面臨的主要問題及應(yīng)對策略
          

          
    A、主要技術(shù)障礙(技術(shù)層面、經(jīng)濟(jì)層面)
          

          
    日本CFSF技術(shù)進(jìn)入中國的多層住宅市場，在技術(shù)層面可能面臨的核心障礙在于結(jié)構(gòu)和防火兩方面。這兩方面問題都是決定建筑安全性的主要內(nèi)容，日本技術(shù)能否進(jìn)入中國就需要首先在這兩個(gè)方面做出回答，否則根本談不上其他問題?；卮疬@個(gè)問題主要從日本技術(shù)是否能滿足中國現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求這個(gè)角度出發(fā)。中日兩國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異也就成為課題研究的重要組成部分(詳見各分組報(bào)告)。
          

          
    ·結(jié)構(gòu)(技術(shù)層面)
          

          
    如上文第二章介紹，CFSF技術(shù)用于三層以下建筑在發(fā)達(dá)國家都是非常成熟的技術(shù)，在我國也開始了實(shí)踐并進(jìn)入到市場。但是多層目前僅在北美有具體實(shí)施的項(xiàng)目，日本由于規(guī)范的限制(主要是防火方面)，目前只能建設(shè)到三層(據(jù)最新的消息：日本的規(guī)范可能要調(diào)整，將允許CFSF住宅建到四層)，所以，此次專家組日本考察看到的CFSF住宅均沒有三層以上的項(xiàng)目。根據(jù)結(jié)構(gòu)組的報(bào)告：多層薄板輕鋼房屋CFSF體系最主要的問題是墻體結(jié)構(gòu)。而墻體中最為關(guān)鍵的是如何解決受力與傳遞荷載的問題，其中分為垂直荷載和水平荷載。專家組認(rèn)為：考察的CFSF房屋體系墻體對承受和傳遞垂直荷載而言，由3層改作5~6層是可行的，但底部三層墻體立柱應(yīng)適當(dāng)加大截面尺寸；對承受和傳遞3層以下的住宅或公寓等房屋的水平荷載而言是可行的。但對3層改作5~6層后是否可行，顯然是不足的。因此，由低層改為多層薄板輕鋼CFSF房屋體系，墻體抗側(cè)力構(gòu)造必須作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和增強(qiáng)。由此看出，日本的CFSF住宅技術(shù)用于中國的多層市場結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵是：墻體抗側(cè)力構(gòu)造能否承受和傳遞由于層數(shù)增加而增大的水平荷載。
          

          
    結(jié)構(gòu)組報(bào)告總結(jié)指出結(jié)構(gòu)方面存在的問題是：(1)單根C型鋼墻體立柱尺寸不能滿足5~6層豎向荷載下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求；(2)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系不能滿足5~6層水平荷載下墻體抗剪和抗傾覆要求。墻體設(shè)置的抗拔錨栓及抗剪螺栓尺寸、數(shù)量及構(gòu)造等均有待改進(jìn)。
          

          
    解決方案：問題(1)不難解決：只需加大在房屋底部幾層的墻體立柱截面，如立柱可由二根或多根C型截面組合而成或采用新的壓型截面以增加強(qiáng)度。問題(2)的解決是關(guān)鍵：首先，需改進(jìn)并增強(qiáng)墻體抗剪、抗傾覆承載能力，如底層抗拔錨栓可改為雙錨栓構(gòu)造或連接錨栓的懸壁連接件直接落地等措施，以減輕立柱局部受力過大而被拉斷或壓屈破壞現(xiàn)象。在二層以上層間立柱設(shè)置的抗拔錨栓亦可采用新日鐵研制的帶套管的抗拔錨栓，必要時(shí)也可采用雙錨栓構(gòu)造等。其次，在剪力墻體中可設(shè)置水平及交叉支撐等措施，以增強(qiáng)墻體抗側(cè)能力。
          

          
    總之，將低層CFSF房屋體系用于多層房屋體系時(shí)，加強(qiáng)墻體抗水平荷載的構(gòu)造，是有措施可循的；研發(fā)多層CFSF結(jié)構(gòu)體系，從結(jié)構(gòu)安全可靠角度論證是有可能的，也是可行的。
          

          
    具體建議是：(1)在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上做試設(shè)計(jì)(可以選擇北京上海等不同抗震設(shè)防烈度地區(qū))，并進(jìn)一步作經(jīng)濟(jì)分析。(2)重點(diǎn)對多層CFSF體系墻體抗側(cè)能力作必要的試驗(yàn)研究。(3)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目并總結(jié)推廣。
          

          
    除上述問題以外，由于截止到目前，國標(biāo)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》GB50018—2002還未修訂，多層CFSF結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還無法完全依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，在編標(biāo)準(zhǔn)均為三層以下建筑范圍，因此“無標(biāo)準(zhǔn)可依”可能也是一段時(shí)期內(nèi)企業(yè)向市場推廣產(chǎn)品的主要障礙。這個(gè)問題的解決可以依托建設(shè)部住宅中心，結(jié)合示范項(xiàng)目與試驗(yàn)研究，盡快組織實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的編制。
          

          
    ·防火(技術(shù)層面)
          

          
    新日鐵新開發(fā)的CFSF住宅防火性能可以達(dá)到日本標(biāo)準(zhǔn)的1小時(shí)耐火建筑，這種耐火性能意味著：承重外墻、承重內(nèi)墻、樓板的耐火時(shí)間均為1小時(shí)(60分鐘帶荷載燃燒，撤火后180分鐘觀察)；屋面的耐火時(shí)間為30分鐘(30分鐘加熱，撤火后90分鐘觀察)。由于日本試驗(yàn)方法嚴(yán)于我國試驗(yàn)方法，因此日本1小時(shí)耐火極限的構(gòu)件，其耐火性能要高于我國的構(gòu)件。日本的這種1小時(shí)耐火建筑能否滿足我國多層住宅的防火規(guī)范的要求呢？
          

          
    我國住宅的防火要求主要遵循兩本國標(biāo)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006和《住宅建筑規(guī)范》GB50368-2005?！蹲≌ㄖ?guī)范》GB50368-2005是建設(shè)部于2005年組織編寫的我國第一部全文強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，也是第一部以住宅功能和性能要求為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)(2006年3月實(shí)施)。而《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006(2006年12月實(shí)施)是對原《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87的一次全面修訂。兩本規(guī)范對住宅防火要求的規(guī)定有所不同，為了協(xié)調(diào)統(tǒng)一，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006特別在第5.1.1條的注5中規(guī)定：住宅建筑構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能可按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅建筑規(guī)范》GB50368的規(guī)定執(zhí)行。
          

          
    根據(jù)防火組的報(bào)告：在下表2中可以看出防火問題的關(guān)鍵所在：日本現(xiàn)有CFSF住宅的耐火性能在樓板和屋頂承重結(jié)構(gòu)兩項(xiàng)上都能滿足我國現(xiàn)行防火規(guī)范的要求，但承重外墻、承重隔墻、疏散樓梯三項(xiàng)的耐火性能卻不能滿足我國規(guī)范要求。在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行問題上，由于GB50368和GB50016均為國標(biāo)，我們以針對住宅防火要求相對較寬的GB50368為依據(jù)(可建至9層住宅)，本課題防火方面的重點(diǎn)就是如何提高承重墻以及疏散樓梯的耐火性能，具體指標(biāo)是將日本承重墻1小時(shí)耐火提高為1.5小時(shí)耐火；將疏散樓梯0.5小時(shí)耐火提高為0.75小時(shí)。防火組的報(bào)告指出：提高承重墻體的耐火性能主要通過“增加石膏板的厚度或敷設(shè)層數(shù)，改變填充材料等方式來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，建議CFSF體系住宅內(nèi)外墻及屋面至少應(yīng)為難燃燒體。
          

          
    表2中日多層住宅防火規(guī)范要求的對比
          

          
    除了構(gòu)件的耐火時(shí)間外，防火方面另一個(gè)值得注意的方面是：防火分區(qū)的問題，因?yàn)檫@將直接影響到CFSF多層住宅的戶型設(shè)計(jì)，實(shí)際上也就直接關(guān)系到CFSF多層住宅產(chǎn)品的形式和規(guī)格。盡管GB50368在防火分區(qū)上未作具體規(guī)定(該規(guī)范的9.2.2條文解釋為“考慮到住宅分隔特點(diǎn)及其火災(zāi)特點(diǎn)，本規(guī)范強(qiáng)調(diào)住宅建筑戶與戶之間、單元與單元之間的防火分隔要求，不再對防火分區(qū)做出規(guī)定)。這實(shí)際上給標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行帶來了一定的難度。因?yàn)楦鶕?jù)GB50016-2006特別在第5.1.1條的注5中只是明確了住宅建筑構(gòu)件的耐火極限和燃燒性能可按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅建筑規(guī)范》GB50368的規(guī)定執(zhí)行。是否可以理解為：此外的相關(guān)內(nèi)容如防火分區(qū)等還是要執(zhí)行GB50016。如果這樣，GB50016第5.1.7條的規(guī)定三—五層民用建筑防火分區(qū)最大允許建筑面積為1200m2。如果建到六層，防火分區(qū)的要求如何執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)就有問題了。如果建五層住宅，防火分區(qū)1200m2，就會要求各單元面積不能超過1200m2,這需要產(chǎn)品策劃和設(shè)計(jì)充分考慮，同時(shí)對單元分隔墻體可能要求達(dá)到防火墻的耐火性能，防火墻的耐火時(shí)間是3小時(shí)等等這些都會直接影響到產(chǎn)品的構(gòu)造與成本，是值得企業(yè)充分考慮認(rèn)證的。
          

          
    ·成本經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(經(jīng)濟(jì)層面)
          

          
    按照課題組的分工，成本經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要由北新相關(guān)人員組成的成本小組完成。北新成本小組按照多層(以六層住宅為例)的防火要求做出墻體的試設(shè)計(jì)構(gòu)造做法，在此基礎(chǔ)上作初步核算，建筑單方造價(jià)約為2000元/m2左右。目前的試算屬于靜態(tài)分析，沒有考慮產(chǎn)業(yè)化程度、規(guī)模效應(yīng)、以及對資金周轉(zhuǎn)的動態(tài)影響因素等等。從咨詢公司的市場調(diào)研報(bào)告看：由于目前我國市場還沒有多層CFSF住宅，因此沒有相關(guān)的可比性數(shù)據(jù)供參考，但多層的重鋼結(jié)構(gòu)、熱鋼結(jié)構(gòu)體系住宅是存在的，如萊鋼建設(shè)公司的熱軋H型鋼結(jié)構(gòu)住宅，賽博思金屬結(jié)構(gòu)公司的鋼框架住宅體系等其造價(jià)都在1100—1500元/m2之間。鋼結(jié)構(gòu)以外住宅市場如磚混一般造價(jià)為800—1000元/m2；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅為1000—1200元/m2。以上數(shù)據(jù)均為北京、上海等一線城市數(shù)據(jù)，二線城市相對造價(jià)更低。因此，在經(jīng)濟(jì)層面可能面臨的最大問題是CFSF多層住宅的成本如何更具有競爭力，如果直接與其他傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的多層住宅產(chǎn)品直接競爭，在成本上目前還不具備優(yōu)勢。
          

          
    成本問題從某種角度看仍然是技術(shù)層面的問題。解決途徑是：一方面優(yōu)化CFSF住宅構(gòu)造，對建筑整體配套進(jìn)行國產(chǎn)化研究，從技術(shù)層面上挖掘潛力，在這方面作為建材行業(yè)的國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地北新是有優(yōu)勢的。另一方面，動態(tài)的研究成本問題。隨著中國勞動力市場越來越緊缺，廣東等沿海發(fā)達(dá)地區(qū)今年甚至出現(xiàn)“民工荒”。近年來我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，“三農(nóng)”問題的解決，農(nóng)業(yè)稅的取消等等都將使得勞動力成本不斷上升將成為必然趨勢。對于產(chǎn)業(yè)化程度高的CFSF住宅來說，成本的競爭力反而呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢，加上該技術(shù)大大縮短建設(shè)工期，這又將大大降低項(xiàng)目的整體運(yùn)行成本。因此動態(tài)的測算項(xiàng)目建設(shè)的總體成本(而這又反過來關(guān)系到企業(yè)的運(yùn)營模式)，跳出傳統(tǒng)建設(shè)模式的框框，是成本分析的關(guān)鍵。
          

          
    B、一般技術(shù)問題
          

          
    除了以上技術(shù)層面的主要障礙外課題組還對日本CFSF住宅技術(shù)的熱工、建筑配套等“非進(jìn)入障礙性問題”作了考察，并給出相關(guān)建議。
          

          
    ·熱工
          

          
    熱工組的報(bào)告指出：日本的CFSF住宅外保溫方式有良好的保溫節(jié)能效果，能滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。但CFSF住宅屬于輕形結(jié)構(gòu)體系，其熱惰性指標(biāo)D值較小，一般小于2.5，絕大多數(shù)甚至小于1.5。能否滿足《熱工規(guī)范》規(guī)定的夏季隔熱要求，以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造內(nèi)部能否避免冬季冷凝受潮(簡稱防潮)是熱工方面問題的關(guān)鍵。經(jīng)過計(jì)算，日本現(xiàn)有CFSF住宅外墻外側(cè)帶通風(fēng)間層的構(gòu)造形式，能夠滿足夏季隔熱要求，但內(nèi)側(cè)須至少采用雙層石膏板且總厚度必須達(dá)到27.5毫米，以保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面的衰減倍數(shù)不致過低。如果采用封閉間層，無論有無鋁箔，都不能滿足夏季隔熱要求。由于外保溫方式保證了墻體型鋼空間中的溫度始終高于露點(diǎn)，不會產(chǎn)生冬季結(jié)露。
          

          
    給出的建議是：(1)從簡化構(gòu)造，降低造價(jià)出發(fā)，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)仍可適當(dāng)改進(jìn)。但改進(jìn)仍應(yīng)以外保溫層外側(cè)帶通風(fēng)間層這種構(gòu)造形式為基礎(chǔ)來進(jìn)行。例如可考慮采用具有一定支承和抗彎能力的夾芯保溫板材作為外保溫層，層板鋼骨框架適當(dāng)簡化；(2)外保溫層外側(cè)帶通風(fēng)間層的構(gòu)造形式已能滿足夏季隔熱要求，保溫層外側(cè)可不做鋁箔，因鋁箔層妨礙水蒸汽散發(fā)，而且其長期效果也令人懷疑。(3)盡管日本的CFSF住宅熱工性能良好，但是輕質(zhì)建筑熱惰性低的客觀現(xiàn)實(shí)不容忽視。我國分為五大熱工分區(qū)，各區(qū)域氣候條件差異較大，相應(yīng)的CFSF住宅一定存在最適宜地區(qū)。這也需要與目標(biāo)市場定位結(jié)合起來考慮。
          

          
    ·隔聲
          

          
    隔聲問題一直是鋼結(jié)構(gòu)建筑的弱項(xiàng)，尤其是CFSF住宅這種輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)建筑。其中固體傳聲是隔聲問題的主要方面。如何解決樓板、墻板的隔聲問題成為CFSF住宅應(yīng)面對的重要課題。新日鐵CFSF住宅隔聲技術(shù)的原理是：阻斷固體傳聲通道。具體的是將樓板結(jié)構(gòu)層與吊頂層完全分開設(shè)置，避免結(jié)構(gòu)層接收到的固體傳聲直接傳送到吊頂層，而影響到樓板下的室內(nèi)聲環(huán)境。這有別于一般鋼結(jié)構(gòu)住宅中樓板吊頂直接安裝于樓板結(jié)構(gòu)層之上的做法；同時(shí)，又在復(fù)合樓板中填充吸聲材料如玻璃棉等材料，使得樓板的隔聲性能大大優(yōu)于一般鋼結(jié)構(gòu)建筑。據(jù)日本測試數(shù)據(jù)表明：新日鐵的CFSF住宅的分戶墻結(jié)構(gòu),在特定的條件下可確保滿足日本工業(yè)規(guī)格Rr-50等級(即相當(dāng)于鋼筋混凝土厚度18cm以上墻體)的隔聲(空氣傳播音)并已取得國土交通大臣認(rèn)定；住宅樓板的隔聲(對沖擊音)性能,可確保達(dá)到相當(dāng)于厚度為11cm以上混凝土墻的隔聲效果。現(xiàn)已測試評估完畢,正在申請國土交通大臣認(rèn)定。這些指標(biāo)，都能滿足GB50368-2005中7.1.2條和7.1.3條關(guān)于住宅隔聲方面的要求。
          

          
    因此隔聲方面的建議是：采用新日鐵現(xiàn)有隔聲樓板、墻板技術(shù)。材料可以完全國產(chǎn)化，成本并不增加太多，室內(nèi)聲環(huán)境會遠(yuǎn)優(yōu)于一般鋼結(jié)構(gòu)住宅。
          

          
    ·建筑配套
          

          
    日本住宅產(chǎn)業(yè)化程度非常高，各種建筑部品配套設(shè)施完善，因此建筑結(jié)構(gòu)體系很容易與部品體系相結(jié)合，構(gòu)成性能良好的住宅產(chǎn)品。而我國住宅產(chǎn)業(yè)化環(huán)境還不夠完善，還沒有建立起完整的部品體系。因此，如何用國產(chǎn)化的部品集成填充新型結(jié)構(gòu)體系，成為建筑配套組的主要課題。配套組具體提出室內(nèi)八大配套系統(tǒng)和五大支撐技術(shù)以解決CFSF住宅建筑配套國產(chǎn)化的問題。(另詳見配套組報(bào)告)。
          

          
    C、市場障礙(市場層面)
          

          
    CFSF技術(shù)進(jìn)入中國市場在市場層面可能面臨的主要問題在于：目標(biāo)市場的確定。前文已經(jīng)概要的說明了世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家CFSF技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況，同時(shí)也指出CFSF多層住宅進(jìn)入中國可能面臨的技術(shù)層面與經(jīng)濟(jì)層面的主要障礙。我們發(fā)現(xiàn)目標(biāo)市場的定位不同，可能會得到完全不同的結(jié)果。比如：如果CFSF技術(shù)直接運(yùn)用于中國的多層住宅市場，將直接面對著磚混、鋼筋混凝土、普通鋼結(jié)構(gòu)、熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)等多種產(chǎn)品的競爭，按照目前靜態(tài)的成本分析，還存在較大的弱勢(CFSF住宅比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)造價(jià)高約30%--50%)。發(fā)達(dá)國家由于人工成本其高，CFSF住宅工廠化程度高，成本反而具有優(yōu)勢，中國則正好相反，勞動力成本低廉(盡管勞動力成本呈現(xiàn)上升趨勢，但畢竟需要時(shí)間)，CFSF住宅的成本優(yōu)勢缺失了，對于中國住宅房地產(chǎn)開發(fā)商這個(gè)價(jià)格敏感度極高的客戶，市場的障礙是可想而知的了。另外，由于宏觀調(diào)控，土地資源正日益稀缺等因素，多層住宅正在逐漸從一線城市消失，僅在城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)或者二線城市出現(xiàn)，且趨勢是在逐漸減少。二線城市的經(jīng)濟(jì)水平低于一線城市，因此對造價(jià)、成本的要求會更高，這也有可能對CFSF多層住宅形成沖擊。
          

          
    解決途徑：重新審視CFSF技術(shù)，細(xì)分市場，結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)找到生存和發(fā)展的最佳目標(biāo)市場。我們可以看到：同樣是運(yùn)用CFSF技術(shù)，國外發(fā)達(dá)國家的成熟企業(yè)經(jīng)營的模式各有特色，專注的也是適合各自發(fā)展的細(xì)分市場。如：美國的華星頓，他們的產(chǎn)品涉及住宅、公寓、旅館、辦公樓等不同的細(xì)分市場；日本新日鐵的CFSF技術(shù)也不只是運(yùn)用于住宅，還廣泛的使用到學(xué)生公寓、老年人福利院、兒童活動室、醫(yī)療所甚至工業(yè)建筑的屋面系統(tǒng)、墻體系統(tǒng)等等。澳洲博思格除了住宅市場、公共建筑市場甚至還向上延伸到建筑屋面體系、復(fù)合墻體體系等(這些企業(yè)的典型模式將在第四章中簡要說明和介紹)。北新的目標(biāo)市場如何定位，的確可能是能否成功的關(guān)鍵。
          

          
    3、結(jié)論
          

          
    綜上所述，日本CFSF住宅技術(shù)引入到中國存在的最主要的技術(shù)障礙在于結(jié)構(gòu)和防火以及成本造價(jià)三方面(其中，結(jié)構(gòu)的核心問題是解決抗側(cè)力體系的墻體構(gòu)造以及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定出臺；防火的核心是解決承重墻體耐火極限的提高；成本問題是如何將日本技術(shù)國產(chǎn)化降低成本)而市場方面的障礙主要在于目標(biāo)市場的定位。這些障礙在經(jīng)過深入地研究，充分的國產(chǎn)化后都是能得到解決的。
          

          
    四、國內(nèi)外典型相關(guān)企業(yè)的運(yùn)營模式(調(diào)研成果)
          

          
    國內(nèi)外從事鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的成功企業(yè)不少，且各有不同的運(yùn)營模式，他們經(jīng)營有何異同？對北新引入新技術(shù)有何啟示？課題組為此還調(diào)研了部分企業(yè)，以下簡要介紹代表企業(yè)的情況，供北新參考。
          

          
    1、華星頓(WORTHINGTON)
          

          
    華星頓公司(WORTHINGTON)是美國一家大型的鋼結(jié)構(gòu)加工制造公司，納斯達(dá)克100工業(yè)指數(shù)股之一。公司成立于1955年，主要產(chǎn)品為：鋼材加工、鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器、金屬連接件(配合建筑鋼結(jié)構(gòu))四大類。鋼材加工涉及到的行業(yè)有汽車、金屬器具、航空、建筑等十多個(gè)領(lǐng)域。在美國，鋼鐵產(chǎn)業(yè)競爭非常有序，上游的鋼鐵企業(yè)主要以生產(chǎn)鋼材為主，絕對不會涉足鋼材加工等中游產(chǎn)品，鋼鐵的使用者又不可能使用直接由鋼鐵公司生產(chǎn)出來的原鋼，因此鋼鐵加工制造企業(yè)就應(yīng)運(yùn)而生。華星頓的創(chuàng)始人JohnH.McConnell就是靠抵押自己的汽車借來的600美元起家購買了第一卷鋼帶從而創(chuàng)立了華星頓?？梢哉f，哪個(gè)領(lǐng)域需要鋼材，華星頓就會關(guān)注哪個(gè)領(lǐng)域。在近40年的發(fā)展中，華星頓在鋼材加工、壓力容器等領(lǐng)域成為北美最大的生產(chǎn)商。華星頓涉足鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域是1996年開始的，由于對鋼結(jié)構(gòu)建筑市場非?？春?，華星頓又具備加工各類鋼材的能力，于是1996年華星頓收購了美國Dietrich公司，Dietrich是美國的一家優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)公司，盡管規(guī)模不大，但在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)專利、施工、建筑鋼結(jié)構(gòu)市場方面都有很大的優(yōu)勢，尤其是這些方面正是華星頓所不具備的。自此，華星頓成為北美最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑商，占據(jù)美國鋼結(jié)構(gòu)建筑市場40%份額，運(yùn)營上以總承包的方式承接項(xiàng)目，其中設(shè)計(jì)、構(gòu)件的加工制作自行掌握，安裝施工采取外包。華星頓也因此不斷擴(kuò)張，現(xiàn)已發(fā)展成為擁有8000名員工，遍及全球10個(gè)國家的63家工廠的大型企業(yè)。2005年，華星頓鋼結(jié)構(gòu)籌劃進(jìn)軍中國市場，目前已在常熟建設(shè)完成一棟6層住宅樣板樓(可以參看北新楊朋飛出差考察報(bào)告)。
          

          
    2、新日鐵(NSC)
          

          
    新日鐵(NSC)始建于1901年，是日本最大的鋼鐵企業(yè)，也是世界級鋼鐵巨頭之一。公司業(yè)務(wù)涉及：鋼鐵冶煉、制造、環(huán)境與水務(wù)、化學(xué)、能源、建筑、新材料、城市開發(fā)等諸多領(lǐng)域。薄板鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的開發(fā)實(shí)際上是為公司的鋼材產(chǎn)品服務(wù)的。新日鐵在CFSF技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈上重點(diǎn)抓住的是技術(shù)的研發(fā)、型鋼的制造、連接件的制造；其他業(yè)務(wù)如建筑單體的設(shè)計(jì)、板塊的制作、建筑安裝、房屋的銷售都分別由社會上的設(shè)計(jì)所、板塊制作工廠、公務(wù)店完成，新日鐵在CFSF業(yè)務(wù)上的盈利主要來自于技術(shù)的專利使用費(fèi)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)指導(dǎo)與支持、型鋼制作、連接件的制作等環(huán)節(jié)。
          

          
    3、博思格(BLUESCOPE)
          

          
    博思格鋼鐵是2002年從BHP-Billiton公司分離出來的。而BHP是澳洲最大、歷史最悠久的鋼鐵公司。博思格鋼鐵將自己定義為：全球性鋼鐵/建筑解決方案供應(yīng)商。從傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)為專注于建筑領(lǐng)域，博思格在誕生兩年后于2004年收購了美國的巴特勒公司，巴特勒也是一家有上百年歷史的建筑鋼結(jié)構(gòu)公司。博思格鋼鐵大舉進(jìn)軍中國市場，投資5億澳元，在蘇州建設(shè)了大型的鍍鋅、彩涂鋼板生產(chǎn)線為博思格建筑系統(tǒng)供應(yīng)原材料。博思格建筑涉及的范圍較廣，包括工業(yè)建筑、公共建筑、住宅等，從單層廠房到高層建筑都有涉及。公司在中國設(shè)立了住宅研發(fā)中心，能獨(dú)立設(shè)計(jì)并提供個(gè)性化的解決方案。緊緊圍繞公司基礎(chǔ)產(chǎn)品如鍍鋅鋼板、彩涂鋼板、金屬構(gòu)件、落水系統(tǒng)等來開發(fā)新部品，創(chuàng)造出新的細(xì)分市場。比如，博思格的住宅屋面系統(tǒng)，復(fù)合墻體系統(tǒng)等部品的開發(fā)，都能廣泛地運(yùn)用到各類建筑之中，大大擴(kuò)展了市場領(lǐng)域。同時(shí)，注重研發(fā)和服務(wù)，為不同客戶量身訂制方案。公司自行完成銷售(開始嘗試銷售代理)、設(shè)計(jì)、研發(fā)、構(gòu)件的加工制作，施工外包。
          

          
    4、萊鋼(LAIGANGCONSTRUCTION)
          

          
    萊鋼集團(tuán)始建于1970年，年產(chǎn)鋼超過1000萬噸，居國內(nèi)同行業(yè)第六位。主產(chǎn)品有熱軋帶鋼、螺紋鋼、特殊鋼、熱軋H型鋼系列。萊鋼建設(shè)是萊鋼集團(tuán)的控股子公司，圍繞公司的主打產(chǎn)品熱軋H型鋼，萊鋼建設(shè)主要向其下游延伸從事：鋼結(jié)構(gòu)建筑、房地產(chǎn)等業(yè)務(wù)。多年來萊鋼建設(shè)一直獨(dú)立開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅建筑體系，并取得了一系列成果：包括結(jié)構(gòu)體系、墻板體系、建筑節(jié)能體系等。萊鋼是我國在熱鋼結(jié)構(gòu)住宅領(lǐng)域?qū)嵤╉?xiàng)目最多的企業(yè)，共建設(shè)約100萬平方米。盡管與CFSF體系不同，但是從我們調(diào)研中也看到萊鋼在住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的不易，這與北新面臨的問題有著相似性。據(jù)萊鋼方面介紹：萊鋼的鋼結(jié)構(gòu)體系成本要高出傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)20%--30%，為了推廣自行開發(fā)的產(chǎn)品，公司進(jìn)入房地產(chǎn)開發(fā)領(lǐng)域，在自己開發(fā)的樓盤上采用自己的鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品，將企業(yè)利潤在內(nèi)部分配，總體上是微利經(jīng)營。萊鋼認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)住宅面臨的最大難題是：老百姓的認(rèn)可程度和成本兩方面。因此公司不斷加大研發(fā)投入，開發(fā)出一批配合鋼結(jié)構(gòu)使用的墻板產(chǎn)品，并通過不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)等措施進(jìn)一步降低成本。公司在運(yùn)營上實(shí)施項(xiàng)目總承包，自行設(shè)計(jì)研發(fā)(擁有一個(gè)甲級設(shè)計(jì)院，一個(gè)乙級設(shè)計(jì)院)，鋼結(jié)構(gòu)加工制作來自集團(tuán)內(nèi)，擁有固定的30多家外包施工隊(duì)伍，對安裝施工實(shí)施項(xiàng)目管理。
          

          
    5、萬科(VANKE)
          

          
    萬科是我國最大的房地產(chǎn)企業(yè)，也是新近被建設(shè)部批準(zhǔn)的國家住宅產(chǎn)業(yè)化基地之一。在調(diào)研中我們了解到：萬科從1999年就開始提出“走住宅產(chǎn)業(yè)化的道路”，2003年標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目啟動，2004年成立工廠化研究中心立志發(fā)展工業(yè)化住宅。作為房地產(chǎn)行業(yè)的領(lǐng)頭羊，萬科對于住宅質(zhì)量問題是有著切膚之痛的，因此認(rèn)為不走住宅產(chǎn)業(yè)化道路，企業(yè)已經(jīng)無法繼續(xù)發(fā)展壯大了。萬科每年在住宅研發(fā)方面的投入都在數(shù)千萬元以上，這在房地產(chǎn)企業(yè)中是不多見的。和前面介紹的企業(yè)不同，萬科是處在產(chǎn)業(yè)鏈條的下端，其特點(diǎn)在于距離終端客戶近，市場的把握上有絕對的優(yōu)勢；劣勢在于沒有自己的核心產(chǎn)品，業(yè)務(wù)鏈條過長，資金的占用量極大。基于這種情況，萬科發(fā)揮自身優(yōu)勢，靠集成的方式，選擇最適合的技術(shù)和產(chǎn)品集成到萬科的住宅之中，當(dāng)然這是建立在對住宅產(chǎn)品的充分研究基礎(chǔ)之上的。萬科早在1999年就成立了建筑研究中心，由集團(tuán)總部負(fù)責(zé)把關(guān)各一線公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并在幾年中形成了一批萬科專利戶型產(chǎn)品，如城市花園系列、四季花城系列等。在工業(yè)化住宅的研究中也經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)體系的選擇階段，據(jù)萬科介紹：由于萬科產(chǎn)品的市場定位主要集中在小高層和高層，因此最終選擇了混凝土全預(yù)制PC住宅體系。從公司運(yùn)營上可以看出：萬科主要是抓住市場、資金、研發(fā)、設(shè)計(jì)幾大塊，施工等方面主要采用項(xiàng)目管理的方式外包，關(guān)鍵在于通過研發(fā)建立標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)集成。據(jù)最新的消息：萬科也有意逐漸將設(shè)計(jì)等業(yè)務(wù)外包，而將精力集中在市場、資金、研發(fā)、甚至管理模式的輸出。
          

          
    可以看出，盡管都做產(chǎn)業(yè)化住宅，但上述企業(yè)分別處于產(chǎn)業(yè)鏈條的不同位置，這是企業(yè)根據(jù)自身基礎(chǔ)和對市場的定位做出的選擇，事實(shí)證明他們都是成功的。北新應(yīng)處于產(chǎn)業(yè)鏈條的什么位置最有利于企業(yè)的發(fā)展，是值得深思的問題。
          

          
    五、結(jié)語
          

          
    在近四個(gè)月的時(shí)間里，課題組根據(jù)確立的目標(biāo)有組織的開展工作，全體成員充分發(fā)揮各自的特長，為課題研究獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,辛勤工作。盡管專家們來自全國各地，但在課題研究階段都能協(xié)同作戰(zhàn)，資源共享，提高工作效率，使得在較短時(shí)間里取得了一系列的研究成果，對北新擬引入的CFSF新技術(shù)給予了客觀的評價(jià)，對引進(jìn)過程中可能遇到的障礙和問題做出了分析，并一一提出了解決的建議，基本達(dá)成了課題目標(biāo)。CFSF多層住宅技術(shù)在全世界范圍也是較為領(lǐng)先的課題，三個(gè)月的時(shí)間不可能做出絕對透徹、全面的研究，各報(bào)告中一定還存在因調(diào)研不充分造成的觀點(diǎn)片面和認(rèn)識不足。如果課題的研究成果能夠在北新的決策中起到一定的作用，我們也就感到無比欣慰了。我們也將一如既往的支持北新住宅產(chǎn)業(yè)基地的發(fā)展，并關(guān)注課題的后續(xù)進(jìn)程，為我國住宅產(chǎn)業(yè)化事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
          

          
    在此感謝課題組全體成員的辛勤勞動，感謝北新對住宅產(chǎn)業(yè)化事業(yè)的支持與投入!           							
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          文章標(biāo)題
          
            
          
        
        
     
        
     
     
        
     
     


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