世界各国能耗总量中建筑业占重要地位。工业发达国家建筑能耗占总能耗的42% -45%,中国占全世界总能耗的25%0建筑能耗包括材料生产能耗、建筑施工能耗以及使用能耗几大部分。
在材料生产方面,如勃土砖、瓦都是耗能大户。20世纪90年代中国猫土砖瓦的年耗能量为500()多万吨,约占建材总能耗的1/2。与其他同体积的先进墙体材料相比,其生产耗能平均高I倍左右。因此,限制a土砖的使用不但为了保护耕地,同时也是为了节约能源。
减轻建筑自重,可以减少材料的运输量,这也是减少建筑施工能耗的一项举措。例如某寒冷地区160万衬新建住宅,用砖约5.12亿块,重量I如万吨,运输车载重4吨,需运47.5万次,耗油2698吨。若用1.6万吨岩棉取代砖,单车运2吨,需800()次,耗油54.44吨,则节油2643吨。
使用能耗包括供热、空调、照明、供水及其他能耗,使用能耗又大大超过建造能耗。由于各地气温条件不同,使用能耗一般为建造能耗的4-9倍。
在中国严寒、寒冷北部地区,建筑总能耗超过全国平均数,约占地区总能耗的30%-40%,建筑使用能耗中又以供热、空调能耗占主要部分。
现在实际采暖的地区主要为三北地区的城镇,据调查,截至1988年,按北京、沈阳、大连、长春、哈尔滨五市实际调查分析,采暖房年平均耗能量25. 3kg标准煤/时,约为气候相当的发达国家的3倍左右。
近年来,在一些大中城市,涉外旅游宾馆、饭店、办公楼、公寓等高等级建筑大量出现,这些建筑多安装有全年性空调设备。另外,一般居民空调的使用量也大幅度增加,空调建筑能源消耗量很大,不少建筑已成为民用能耗大户。
一座拥有100()间客房的大型高层宾馆,全年约需消耗4.32 x 1013J(1200万kW·h)电,100()吨标准煤、300万3m煤气、100万吨水,相当于一座中型工厂的耗能量。虽然高档高层建筑在城市房屋建筑总面积中所占比重不大,但其能耗量相当可观,在市政民用能耗中具有举足轻重的影响。
钢结构建筑的优势与节能环保
目前,我国建筑钢材数目、品种和质量基本能知足钢结构住宅建筑的需要。近几年,国家加强了对钢结构住宅的政策指导和支持,钢结构住宅技术日益发展,已具备了发展钢结构住宅的前提:
钢结构住宅的发展
节能。采用新型墙体材料的钢结构住宅可进步节能效率50%。
绿色环保。因为自重减轻,基础施工取土量少,对土地这一宝贵资源破坏小。在建筑使用寿命到期后,钢结构建筑物拆卸后产生的建筑垃圾仅为钢筋混凝土结构的1/4,废钢可回炉重新再生,做到资源轮回再利用。
现场污染减少。因为干法施工功课,施工周期短,钢结构还减少了良多现场搅拌和现场浇注的工序,也不用大量的模板,进步了现场施工的文明程度,使施工现场干净整齐。
环保和轮回经济的优胜性。
带动配套工业的发展。钢结构住宅的发展将带动高质量、高机能的新型建筑材料泛起,将推动新型墙体材料、新型门窗及其配套产品和其他新型环保建材工业的发展。有利于设计施工步队素质的进步——因为采用了新工艺、新技术,就要求设计职员、技术治理职员和建筑工人具有相称的技术素质,促进相关职员的素质进步。
进步使用率——因为钢结构柱断面尺寸小,与砼柱比拟,截面约小50%以上,而且开间尺寸灵活,这将增加6%~8%的有效使用面积,内部空间还可自由划分。
投资风险小。因为施工工期短,从而缩短资金的周转期,降低开发商的总体本钱,能够规避或减小因为市场突变带来的不可猜测的风险。
施工工期短、占用场地小。因为钢结构主体构件工厂化出产,再运抵现场完成组装,对现场施工功课面非常狭小的场地,具有非常显著的上风,大大减少了现场加工所需要的功课面。基础施工、楼板施工与钢构件加工可以采用平行功课的方式交叉或同时进行,从而大大地缩短现场的施工工期,与传统砼结构的施工工期比拟,能缩短约1/4~1/3的工期。
基础造价省。当碰到地基承载力较低,因为自重轻,则可能对地基不用处理或适当处理就能够知足建筑对地基的承载力要求,从而节约地基处理用度和基础造价的用度。
经济效益和社会效益的优胜性。
有利于建筑造型创造新意。钢结构的特性有前提使建筑变得轻巧通透,可以实现大跨度空间造型和局部较复杂的造型创意。
施工精度高。大量的尺度化钢构件采用机械化功课,均在工厂完成,所以构件的施工精度与现场浇注的砼结构比拟,精度高、质量好。
结构自重轻。与传统的砼结构比拟,因为其构件截面小,与平等框架的用钢量相称,省去了框架梁柱的砼重量。钢结构是钢筋砼重量的1/2~1/3,大大减轻基础的荷载,减少砼用量。
抗震机能优。钢结构柔韧性强,抗震机能好,可以通过一定的变形,吸收、消耗掉大量的地震力,从而减小地震力对建筑物的破坏。日本和我国台湾多次大地震证实,在地震中钢结构建筑在保证人们生命安全上有不可替换的上风。
结构机能的优胜性。
绿色建筑是指建筑在建设过程及使用过程中,减少对环境造成不良影响的土地使用、建筑设计和施工方式。钢结构住宅在结构机能、经济效益和保护生态环境等方面恰恰符合了绿色建筑的要求,与传统的砼结构和砌块结构比拟具有较大的上风。
钢结构住宅的上风
当今,住宅建设已经成为社会普遍关注的焦点。在可持续发展和轮回经济的理念下,具有“绿色、环保、节能、可以轮回利用”特点的钢结构框架住宅体系正在我国悄然兴起,将引领建筑业新的革命。预计到2010年,我国钢结构行业用钢将达到全国钢材产量的10%,其顶用于建筑钢结构的将达到6%以上,约3000万吨。我国钢结构行业存在着较大的应用领域和发展空间。
钢结构住宅应用比例较小的原因之一是缺乏成套技术。因为缺乏技术引导,市场需求没有达到工业化程度,因此,我国的钢结构住宅相关产品功能性单一,产业化程度不高,产品质量还不能知足住宅工业化尺度的要求。
钢结构现已成为发达国家的主导建筑结构形式。目前,发达国家钢结构建筑呈现出用途广泛和用钢量大的特点。钢结构广泛应用于高层、超高层、大跨度和大空间建筑,产业、贸易、社区、文教卫生等建筑,及大部门的低层非栖身型建筑中。在美国工程建设中,钢结构占51%,砼结构占49%,大约70%的非民居和2层及以下的建筑,均采用轻钢架体系。钢结构的广泛应用,拉动了建筑用钢量的不断增长。在欧洲、美洲、日本、韩国、我国台湾等地,钢结构用量已占到钢材产量的40%以上,主要是冷弯型钢、方矩形管和H型钢等,要求钢材具有防火、耐侵蚀、低屈服点、高强度等多种机能。目前,我国一半以上的钢材用于建筑行业,但用于钢结构建筑的比例只有3%,用于建筑行业的钢材大部门用于钢筋砼结构和砖混结构,这说明我国建筑用钢材结构不公道,螺纹钢和线材用量太大。钢结构建筑在我国的应用也仅限于高层、超高层建筑、产业厂房和部门试点住宅小区等,如国家大剧院、中心电视台新址大厦、国际商业中央三期工程、国家运动场(“鸟巢”)、上海金贸大厦、上海花旗银行大厦、国家游泳中央(“水立方”)等标志性建筑。在住宅方面,真正实现大规模出产应用的钢结构住宅仍是较少。