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Scientific Research

绿色理念在钢结构建筑中的应用探讨

作者

许学峰 徐小刚 薛家宇

华业钢构核电装备有限公司 浙江嘉兴314300

传统建筑行业是能耗与污染大户,钢结构建筑的发展不仅能够推进建筑工业化以及绿色化发展,而且有助于化解我国钢铁产业的过剩产能,是降低建筑能耗与污染的有效措施。绿色理念在钢结构建筑中的应用,构建建筑工业化循环产业体系,是实现“四节一环保”目标的关键举措,更是建筑行业缓解生态环境压力的重要路径。随着建筑行业的发展,建筑类型以及建筑结构日益增多,但传统的建造方式能耗大、污染重、成本高,已经难以满足现代社会对建筑类型以及建筑结构的要求。近年来钢结构建筑快速发展,相较于其他建筑材料和结构,钢材和钢结构具有材质性能稳定均匀、质量轻、硬度高、抗震性强以及可二次回收利用的特点,不仅能够显著提升建筑安全性与稳定性能够,而且有助于降低建筑材料消耗与损耗。绿色理念在钢结构建筑中的应用,能够有效缓解建筑行业面临的生态环境压力,有力地推动着产业结构的转型升级,是建筑行业可持续发展的重要保障。

1 钢结构建筑的优势与存在的不足

1.1 钢结构建筑的优势

钢结构建筑即以钢材为主要建筑材料的建筑结构形式,借助钢材质量轻、强度大以及抗压强度高等优势来提升建筑承重能力以及建筑安 构建筑 更加便捷,结构构件工厂化制作,现场只需进行安装焊接即 节约了大量资源,同时也减少了污染物的排放。正是凭借这些特点 优势 和结构。另外钢结构建筑能够与防火隔音、隔热保温等新型技术相融合, 改善建筑内部环境条件,也有助于节约室内环境调节中的能源消耗。

1.2 钢结构建筑存在的不足

1.2.1 产业体系不完整与管理信息化水平不高

对于钢结构建筑产业体系而言,施工与管理流程依然局限于传统模式,在项目建设过程中,总承包商、建筑材料供应商以及设计部门等的参与度不高。在产业化的各个环节中存在节点多、周期长以及资源整合低效等方面问题。除此之外,钢结构建筑还存在管理信息化水平不高的现象,信息化水平不高导致在项目的规划、设计、施工以及运维等环节中,建筑信息无法充分共享,不利于项目的降本增效。

1.2.2 绿色评价体系与标准不完善

相较于西方发达国家,我国的钢结构建筑起步较晚,虽然发展速度较快,但缺乏时间的沉淀,导致目前尚未形成完善的绿色评价体系与评价标准,并且绿色评价标准也未与国际标准接轨。除此之外,由于目前尚未对钢结构建筑的绿色评价体系以及评价标准实施强制性要求,导致绿色评价体系与标准在建筑设计阶段的采用率不高。在建筑施工过程中,针对工程机械、建筑材料等的绿色性能评价指标也未形成统一标准。

1.2.3 智慧建造技术不成熟

近年来信息技术、数字技术以及智能技术的快速发展,催生出了智慧建造技术,但目前我国钢结构建筑的智慧建造技术还不够成熟,依然存在较大的进步与完善空间。如BIM+智能全站仪一体化放样等智能化技术依然处于探索阶段,在钢结构建筑工程中的应用不够广泛,智慧建造技术尚未真正进入工程实践应用阶段。人工智能以及互联网是智慧建造技术应用的重要支撑,但无论是人工智能技术还是互联网技术的应用均涉及到大量的成本投入,只有解决成本问题才能保障智慧建造技术的快速发展,才能推动智慧建造技术的工程实践应用。

2 绿色理念在钢结构建筑中的应

2.1 节材与绿色建材

绿色理念在钢结构建筑中的应用,首先要秉持绿色理念进行建筑设计,结合钢结构建筑工程的结构形式与构件特征,将绿色理念融入到节点构造、工艺设计以及材质控制等环节之中,以此来减少钢结构建筑的材料消耗,提升建筑节材效果。除此之外,要以绿色理念为指导选择钢结构建筑材料。钢材是钢结构建筑的主要材料,钢材的选择直接关乎着建筑节能效果。在钢结构建筑设计过程中应应选用低能耗、高性能、利用率与回收率高的钢材,同时通过工厂加工的方式进行材料预制,借助工厂规范化水平高的优势来减少断料、废料,以此来提升材料利用率,减少材料浪费。在材料管理过程中,应加强材料储存管理,做好材料防潮、防腐蚀管理,以免因储存管理不到位而影响材料的耐腐蚀性、耐火性等,以免因材料性能降低而造成材料浪费和材料成本增加。

2.2 节能与成本控制

构建标准化的钢结构建筑预制流 能减少材料的浪费,同时还能节约材料加工过程中消耗的水、电、气等 以动态模拟计算的方式准确预测钢结构建筑能耗, 围之内。与此同时,为促进建筑节能,可以利用智能控 ,利用智能化集成技术实现对地热能、风能、太阳能以及雨水的高效利用。 施,在保证建筑使用功能完善的同时提升建筑节能水平。

在成本控制方面,既要加强材料管理,减少材料浪费,也要合理规划施工进度,避免因延误工期而增加施工成本。借助BIM 技术将钢结构建筑工程进度计划与成本分析相结合,提升成本分析的科学性,为成本管理提供可靠支撑。

2.3 生态融合与住宅宜居

绿色理念在钢结构建筑中的应用,应在建筑规划、建筑设计与建筑施工过程中注重打造绿色生态环境,提升住宅的宜居性。例如在建筑规划阶段, IM 技术收集工程所在地的土壤、地形、环境特征、水文以及日照等方面的信息,借助相关信息构建数字地形模型, 在此基础上合理规划建筑与景观,实现建筑与景观的完美融合,将钢结构建筑对自然环境的影响降到最低,打造人与自然和谐共生的良性格局。

再以建筑设计阶段为例,在建筑设计阶段应充分利用钢结构建筑布局灵活的优势,结合业主实际需求合理分隔建筑室内空间。同时应用BIM 技术模拟建筑的室内采光、隔音、通风以及散热效果等,并以此为依据合理选用功能材料并进行布局设计,在保证建筑舒适度的基础上降低建筑能耗。

2.4 绿色建筑技术的研发与推广

引入人工智能、物联网、5G、焊接机器人等新型技术(图1),推动绿色建筑技术发展,提升绿色建筑技术的智能化水平,助力绿色建筑发展。着力 伏建筑一体化系统等,系统融合了绿色技术与智能技术,系统的应用不仅 钢结构建筑朝着绿色方向发展。以EMS 智慧能源管理系统为例,该系统可 对建筑的各类能耗进行全面管理。与此同时,系统还可以在科学评估能源利用效率的基础上提供节能优化建议 与方案,帮助建筑施工企业达成节能目标。

图1 焊接机器人

政府应加强绿色建筑技术宣传,并出台相应的优惠政策,鼓励和引导企业积极应用绿色建筑技术,促进绿色建筑技术的推广应用,充分发挥绿色建筑技术的优势和作用,促进钢结构建筑节能,保障建筑行业的健康可持续发展。

结束语:

绿色理念在钢结构建筑中的应用有助于提升建筑节能水平,有助于绿色建筑的发展,是建筑行业健康可持续发展的重要保障,对于实现环境宜居以及生态融合等均具有重要意义。近年来国家适时出台相关鼓励政策,并建立了若干试点城市,再加之绿色技术与标准体系愈发完善,有力地推动着绿色建筑的发展。