【中國管材展】江蘇界達特異新材料股份有限公司資訊

　　12月8日，《中國智能製造綠皮書(shu) (2017)》在2017世界智能製造大會(hui) 上正式發布，全麵梳理了近年來我國智能製造的進展情況，總結了推進智能製造取得的成效、積累的經驗，並分析了存在的問題，提出了措施建議。其中，行業(ye) 篇介紹了鋼鐵行業(ye) 等11個(ge) 重點領域的智能製造發展狀況。

　　黨(dang) 的十九大報告指出，我們(men) 要建設的現代化是人與(yu) 自然和諧共生的現代化，要推動互聯網、大數據、人工智能和實體(ti) 經濟深度融合，在中高端消費、創新引領、綠色低碳、共享經濟、現代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點，形成新動能。當今世界，信息技術指數級增長、數字化網絡化普及應用和集成式智能化創新是第三次工業(ye) 革命的三大驅動力，加快鋼結構發展，研發生產(chan) 高強度、耐腐蝕、長壽命等高品質鋼材，為(wei) 引導鋼材綠色消費和鋼鐵行業(ye) 智能化發展注入了強大動力。

　　《鋼鐵工業(ye) 調整升級規劃(2016年~2020年)》提出，“十三五”時期鋼結構用鋼量要從(cong) 5000萬(wan) 噸提高到1億(yi) 噸，占建築用鋼的比例要從(cong) 2015年的10%，提高到2020年的不少於(yu) 25%。我國鋼結構的產(chan) 量在“十二五”期間達到5000萬(wan) 噸，成績突出，但也存在一些問題，有的指標沒有達到既定的目標值。如今，鋼結構產(chan) 業(ye) 進入了智能化時代，鋼鐵行業(ye) 要總結“十二五”鋼結構推廣應用的經驗教訓，以利於(yu) 實施“十三五”期間鋼結構產(chan) 業(ye) 的發展規劃。

　　推廣應用鋼結構的根本目的在於(yu) 建立建築業(ye) 特別是鋼結構業(ye) 現代化的新體(ti) 係，以適應裝配式建築結構的發展。鋼結構住宅目前的瓶頸是造價(jia) 偏高和舒適度偏低，鋼結構向智能製造發展時要兼顧到鋼結構企業(ye) 的利益訴求和住戶的人性化要求。

　　“十二五”期間，建築鋼結構用鋼(材)在產(chan) 量指標和應用領域上出現明顯反差。《建築鋼結構行業(ye) 發展“十二五”規劃》明確，在“十二五”期間，我國要實現建築鋼結構用鋼材占到全國鋼材總產(chan) 量的10%左右，鋼結構住宅建設占到房屋總建築麵積的15%左右。那麽(me) ，該《規劃》執行的結果如何呢?中國鋼鐵工業(ye) 協會(hui) 統計數據顯示，2012年、2013年、2014年和2015年國內(nei) 建築用鋼量分別為(wei) 3.06億(yi) 噸、3.48億(yi) 噸、4億(yi) 噸和3.6億(yi) 噸，分別占當年鋼產(chan) 量的39%~48%;建築鋼結構產(chan) 量分別為(wei) 3600萬(wan) 噸、4100萬(wan) 噸、4600萬(wan) 噸和5000萬(wan) 噸，占建築用鋼量的9%~10%，占全國鋼材總量的5%~6%，尚未到達到“十二五”規劃目標。

　　建築鋼結構在應用領域出現的反差體(ti) 現在，在城市標誌性建築，文化體(ti) 育場館，超高層、大跨度建築和跨江、跨海大橋領域創造了輝煌的業(ye) 績，達到了世界先進水平;但在普通住宅、中小跨度橋梁領域進展緩慢，在量大麵廣的新增住宅建築和中小跨度的橋梁中，鋼結構所占比例分別為(wei) 4%和1%。鋼結構在應用領域的反差顯示，高檔的產(chan) 品(高層鋼結構建築和鋼結構大橋)發展迅速，而中低檔的產(chan) 品(多層、小高層鋼結構住宅，中小型鋼結構橋梁)發展緩慢。

　　我國鋼結構產(chan) 業(ye) 在2015年產(chan) 量達到5000萬(wan) 噸，產(chan) 業(ye) 規模居世界第一，2015年~2017年鋼結構產(chan) 量年平均增長率保持在15%以上，我國已經成為(wei) 鋼結構大國。但也要看到，建築鋼結構用鋼量占全國鋼材總量的指標、鋼結構住宅麵積占全國新增住宅麵積的指標，均未能實現“十二五”規劃的目標，我國鋼結構推廣應用遇到了瓶頸和困難。主要體(ti) 現在以下5個(ge) 方麵。

　　一是鋼結構住宅建築的推廣應用麵臨(lin) 造價(jia) 偏高和舒適度偏低的問題，前者是企業(ye) 的利益訴求，後者是消費者的訴求。按全鋼結構裝配式建築模式建造的一些低層、多層和量大麵廣的小高層(20層~30層)示範工程，一方麵因為(wei) 設計費和造價(jia) 高於(yu) 鋼筋混凝土建築，業(ye) 主往往不願意采用鋼結構體(ti) 係;另一方麵在居住功能上出現了諸如隔音差、舒適度差、滲漏、開裂等方麵的問題，消費者也不甚滿意。但對於(yu) 高層、超高層建築，鋼結構裝配式建築造價(jia) 更低、質量更好、速度更快，優(you) 勢明顯。例如節能80%、節鋼(材)10%~30%、節混凝土60%~70%、節水90%、部品化率為(wei) 80%~90%，使成本比傳(chuan) 統砼技術壓縮1/4~1/3，可以做到每天建1層~2層。

　　二是要實現到2020年達到鋼結構產(chan) 量1億(yi) 噸的目標，國內(nei) 企業(ye) 在產(chan) 能適應上還有待加強。目前，國內(nei) 鋼結構企業(ye) 的生產(chan) 率是1噸~1.2噸/平方米·年，歐美鋼結構企業(ye) 的生產(chan) 率是我國的3倍以上，可以達到3噸/平方米·年。我國鋼結構企業(ye) 要適應裝配式建築模式，提高工廠化加工及裝配的生產(chan) 效率是當務之急。此外，我國還缺乏一大批集鋼材生產(chan) 、設計研發、施工管理、房地產(chan) 開發於(yu) 一體(ti) 全產(chan) 業(ye) 鏈的鋼結構製造集成服務的龍頭企業(ye) 和產(chan) 業(ye) 聯盟。鋼結構產(chan) 業(ye) 集群和生產(chan) 鏈實行“一條龍”服務的典型例證有2008年奧運場館的鋼結構工程。該工程共使用12萬(wan) 噸鋼材，國內(nei) 外數十家設計院參與(yu) 設計，幾十家鋼結構加工廠承擔製作，上百家施工企業(ye) 承擔安裝施工，上千家產(chan) 品供應商提供各類產(chan) 品。

　　三是鋼結構企業(ye) 要推廣住宅鋼結構裝配化，就要同住宅鋼筋混凝土裝配化在經濟、技術上競爭(zheng) 較量，這對鋼結構企業(ye) 是一場嚴(yan) 峻的考驗。例如，以萬(wan) 科和遠大住工等建築企業(ye) 為(wei) 代表開發的鋼筋混凝土預製裝配式建築已取得重大進展。這種建築模式適合於(yu) 多層、小高層(20層~30層)辦公和住宅建築，部品化率為(wei) 40%~50%，成本接近傳(chuan) 統技術成本，可以做到約5天建一層。

　　目前，對於(yu) 推廣應用鋼結構，建築行業(ye) 和社會(hui) 輿論的焦點往往放在實現1億(yi) 噸產(chan) 量指標上;而對於(yu) 下列兩(liang) 個(ge) 問題：“房屋是要住人的”和“鋼結構如何實現智能化”關(guan) 注力度不夠。前一個(ge) 問題是強調“以人為(wei) 本”，後一個(ge) 問題是提醒鋼結構產(chan) 業(ye) 要“轉型升級”。

　　鋼結構推廣應用不應當追求重量化，而應當追求輕量化。

　　裝配式鋼結構耗鋼量更大，這是“雙刃劍”。傳(chuan) 統磚混結構建築的用鋼量為(wei) 25千克~45千克/平方米，而裝配式鋼結構住宅層高20層~30層的建築用鋼量為(wei) 60千克~70千克/平方米。因此，鋼結構輕量化是國際上的發展方向，提高強度是有效的措施。在國際上，美國建築采用Q460鋼，在橋梁中使用Q485和Q690鋼級;日本、澳大利亞(ya) 和德國使用Q690鋼級。我國《鋼鐵工業(ye) 調整升級規劃(2016年~2020年)》將鋼結構用鋼的強度提高到以“Q345+Q390”為(wei) 主，在國際建築界仍是中檔偏低的水平。

　　換一個(ge) 思路，假設在“十三五”期間，采用鋼級(Q345+Q390)的條件下，用鋼量要達到1億(yi) 噸的指標以實現“十三五”鋼結構建築所占的比例;而在Q460鋼級的條件下，隻需要7000萬(wan) 噸用鋼量同樣可以實現“十三五”鋼結構建築所占的比例，還節省3000萬(wan) 噸用鋼量，而且可以降低成本。對鋼鐵行業(ye) 來說，已經具備生產(chan) Q460~Q690鋼級的能力，關(guan) 鍵在鋼結構行業(ye) 的設計、製作和安裝上的一些問題須要研究和解決(jue) 。

　　鋼結構尤其是建築鋼結構用鋼的特點是多品種、多規格和少批量，這與(yu) 西方發達國家電爐短流程生產(chan) 模式(占比25.8%)相適應;而我國主要是高爐—轉爐長流程生產(chan) 模式(占90%)，適應於(yu) 少規格而批量大的用鋼品種，例如棒線材和熱軋板帶，因而砼建築用的鋼筋和鐵路大橋用的鋼板很容易取材，所以發展較快。

　　在我國目前結構鋼材應用中，鋼板占61%，鋼管占14%，熱軋型鋼占16%，冷彎型鋼占5%，這說明我國的結構鋼仍以焊接結構為(wei) 主。多規格焊接結構用鋼需要大量鋼板卷製、焊接、加工而成型，費工、費料又費時，這也是造成我國鋼結構生產(chan) 率低的原因。裝配式鋼結構建築是“集成化設計、工業(ye) 化生產(chan) 、裝配式施工、一體(ti) 化裝修”，發展智能製造適逢其時。

　　在智能化時代，推廣應用鋼結構於(yu) 建築，不是在原來砼結構的圖紙上修修改改那麽(me) 簡單。對鋼結構企業(ye) 來說，雖然生產(chan) 流程是屬於(yu) “離散型”，但同樣要智能化，需要運用“互聯網+鋼結構製造”的深度融合，探索新的“設計—製造—安裝—裝飾”一體(ti) 化的發展理念，形成現代化的完整的鋼結構推廣體(ti) 係，從(cong) 而促進鋼結構產(chan) 業(ye) 調整升級。

　　首先，應該從(cong) 建築專(zhuan) 業(ye) 係統集成設計著手，運用信息技術和BIM技術即建築信息模型實現工程的智能升級。在設計階段，鋼結構企業(ye) 可以通過對建築進行係統分析、模擬施工、統計計算等，實現多維數字設計程序，對建築構件的節點連接技術、建築集成的梁柱構件、每塊牆體(ti) 板材，都按照裝配工藝、工序要求、裝配順序實現編號、掃描碼管理，做到裝配件的唯一性、可追溯性。在此基礎上，確定施工和製作方案，將構件先後製作順序、構件進場的時間順序、吊裝順序進行精細化模擬仿真，規劃起重機的位置及路徑，可避免施工過程中的動態幹涉，保證各階段施工順利進行，提高生產(chan) 效率和工程質量。中國十九冶在成都的邁特航空精密緊固件公司輕鋼結構廠房、二環路“雙快”工程，以及中石油通信鐵塔工程等20餘(yu) 個(ge) 項目都是使用BIM技術，節約了工期和成本。

　　其次，要盡量減少現場施工的人工作業(ye) 量，力爭(zheng) 建築主要構件和集成模塊都實現工廠化生產(chan) ，因此，機械化、自動化、數字化鈑金作業(ye) 勢在必行。一些地方規定，現場焊接量超過50%的將不被認定為(wei) 裝配式建築，這應當引起鋼結構企業(ye) 的重視。鋼結構企業(ye) 應提高鈑金加工水平，配置模塊化裝配單元，減少現場焊接，以加快施工進度，體(ti) 現工業(ye) 化生產(chan) 的特征。目前國內(nei) 鋼結構常見的二次數控加工設備包括數控三維鑽床、數控轉角帶鋸、數控鎖口機及相關(guan) 的自動化料道等，初步實現了柔性加工;下料工藝采用激光切割機，成型工藝采用激光彎曲成型機和數控板料、折彎機等，進入了國際先進水平;數字化在線檢測技術應用激光跟蹤儀(yi) 、關(guan) 節臂測量機等能實現最終尺寸精度檢測。同時，鋼結構企業(ye) 要邁出堅實的步伐，在工廠化加工上實現信息化管理。

　　最後，建築製造智能化還表現在綠色化和人性化上，所以要在補短板上取得突破，特別要補齊與(yu) 結構配套的綠色新型牆板。建築內(nei) 外牆體(ti) 、樓板是建築麵積的3~3.5倍，占整個(ge) 建築造價(jia) 的30%~40%。房屋是用來住人的，鋼結構圍護牆體(ti) 的一些缺陷如隔音保溫、裂縫滲漏、牆板空心等影響人們(men) 日常生活的舒適度，不易為(wei) 消費者所接受。因此，智能化與(yu) 人性化要統一，在選材上和製作上要注重細節質量，“百年大計，質量第一”。