当今人类社会发展面临的主要问题及可持续发展解决方案
一、当今人类社会面临的主要问题和解决方案
一、当今人类社会发展面临的主要问题
当今人类社会发展面临的主要问题包括资源危机、土地荒漠化、环境污染、生态破坏、物种灭绝。
众所周知,人类社会的发展目前受到各种原因的制约,先是资源集中,然后是土地沙漠化,现在又出现环境污染、生态破坏、生物物种灭绝,也就是说,我们生活的这个星球正在变得千疮百孔、危机重重。
2. 解决方案——“可持续发展”
可持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其自身需要的能力构成危害的发展。走可持续发展道路已成为人类的必然选择和共识。
2012年6月1日,国务院正式发布《中华人民共和国可持续发展国家报告》,将“建设资源节约型、环境友好型社会作为推进可持续发展的重要着力点”。
二、我国建筑业的发展路径
一、我国建筑业现状
我国建筑业的现状是,建筑业是国民经济的支柱产业,继续有力地支撑我国经济的健康发展,建筑业在吸纳农村流动人口就业、维护社会稳定等方面发挥着重要作用,建筑业能积极推进新型城镇化建设,促进地方经济发展,利国利民。因此,我们基于数据分析,得出建筑业将在相当长的一段时间内成为我国国民经济的支柱产业。
二、当前国内建筑业发展的主要矛盾
现在我们的建筑业发展中主要存在哪些问题呢?传统的粗放式生产方式,造成了能耗高、污染高、浪费多、质量不可控等诸多问题,包括原材料生产、部品加工、使用过程中出现的问题,拆除过程中出现的问题。
就拿建筑垃圾来说吧,现在仅建筑垃圾的产生量就占到了城市垃圾总量的30%到40%,每年产生的建筑垃圾高达4亿吨,约为发达国家的两倍,居世界第一。另外,我国大中城市约15%的空气污染来自于建筑工地和装修扬尘。那么我们得出的结论是什么呢?建筑业转型升级刻不容缓。
2015年,全国建筑业企业房屋竣工面积中,住宅房屋竣工面积占绝大多数,为67.50%;厂房及附属建筑竣工面积占12.49%;其他类型房屋竣工面积占比不足10%。因此,我们可以看出住宅建筑占到了房屋竣工面积的近70%。建筑业要完成转型,必须进行住宅建筑革命,而且空间巨大。也就是说,我们的建筑业要改革,住宅建筑的改革是一个不错的选择。选准切入点,效果可能更加明显。
3.建筑业转型路径
推广使用减少资源环境压力的可循环利用建筑,即把绿色化作为建筑业的发展目标,是建筑业实现可持续发展的必由之路,而具体实现方式就是广泛应用节能、环保、低碳的绿色建筑。
3. 绿色建筑的实现方式
1.绿色建筑的内涵
绿色建筑包括安全性、经济性、“四节省一环保”、使用过程中的节能、适用性、耐久性和绿色施工等。
我们现在要尽最大的努力去为我们的当代人和后代人负责,我想这就是我们建筑师应该做的。
2. 装配式结构是实现绿色建筑的最佳途径
绿色建筑的标志是“四节约、一环保”、无污染建造、建筑与自然和谐共生。
装配式结构可以有效避免传统施工方式在施工过程中的人工失误,保证建筑质量,减少现场施工带来的能耗和污染,还可以降低人工成本,提高生产效率。其方式为系统化设计、模块拆分、工厂化制造、现场装配,与绿色设计理念完美契合。
4. 装配式建筑及钢结构
1.装配式建筑的定义
装配式建筑是指将传统建筑施工方式中大量的现场工作转移到工厂,建筑部品部件如楼板、墙板、楼梯、阳台等在工厂加工制造,运输到施工现场,在工厂可靠运输。通过部件连接,在现场组装安装完成建筑物。这里我们要强调的是,它是一个完整的建筑有机体,而不仅仅是一个有结构、墙体、门窗的建筑。
那么,发展装配式建筑的意义何在?它可以提高资源和能源的有效利用,减少建筑垃圾和粉尘,提高施工效率和工程质量,化解过剩产能。
2. 装配式建筑的发展
在全球建筑业中,装配式建筑常被称为绿色建筑,因为节能降耗贯穿于装配式建筑施工的全过程,由于住宅建筑体量大、种类繁多,世界各国装配式建筑的发展经验如今越来越多地聚焦于装配式住宅。
3.钢结构的特点
(1)材料强度高,塑性好,韧性好。强度高的结构承载能力高,塑性好的结构不会因超载而突然破坏,韧性好的结构对动荷载适应能力强,延性破坏模式可经受大地震而不倒塌。
(2)材质均匀,符合力学计算的假设。与其他建筑材料相比,钢材最接近均质性,各向同性,材质波动范围小。
(3)制造简便,工期短。工厂精密制造,现场快速安装。
(4)质量轻,有利于抗震。相同跨度、相同荷载的屋架,钢结构自重是混凝土结构的1/3~1/4,与混凝土结构相比,地震反应降低1.4~1.8倍。
(5)钢结构气密性好。可用来制作储罐、压力容器等。
(6)能最大程度地满足建筑师的要求。
(7)焊接钢结构可能会发生脆性断裂。
(8)钢材耐腐蚀性能差,需除锈、涂漆,或采用耐候钢材。
(9)钢材耐热但不耐火,当温度达到150度以上时,需加隔热层保护,并采取防火措施。
(10)钢结构节能、节材、节地、节水,有利于资源和环境保护,符合可持续发展战略的需要:
节能:炼钢产生的二氧化碳是烧水泥的20%,消耗的能量比烧水泥减少15%。
节省土地:钢结构建筑可提高单位面积土地利用率,增加使用面积5%~8%。 另外,钢构件在工厂加工制作,施工现场占用空间少。
节省材料:钢结构房屋可减少砂、石、水泥使用量约40%,自重比钢筋混凝土结构轻约1/3,可节省地下桩基础约30%。
节水:钢结构主要构件均在工厂制造加工,现场只需拼接安装,大大减少了施工用水量。据统计,“箱式”钢结构建筑可减少施工用水量95%。
环保:钢结构建筑排放CO2约480kg/m2,而传统混凝土建筑排放CO2为740.6kg/m2,前者较后者可减少二氧化碳排放量35%以上,此外,钢结构建筑可减少建筑垃圾80%以上。
4.钢结构应用广泛
钢结构可广泛应用于住宅及办公楼、大跨度及空间建筑、厂房、高层建筑、可拆卸建筑、集装箱等结构。
5、钢结构是我国装配式建筑的合理选择
(1)装配式钢结构符合我国建筑业绿色发展、生态文明建设的长远目标。
钢结构是绿色建筑,可回收再利用,抗震延性好,可持续发展和循环利用的理念体现在建筑设计、施工、建造、拆除重建等全过程。将其运用到建筑结构中,是一种能有效实现节能减排、污染控制的新型建筑发展模式。此外,与装配式混凝土结构相比,装配式钢结构建筑具有明显的优势。

(2)装配式钢结构可以推动我国建筑业回归工业化,真正走上现代化道路。
钢结构是最适合工业装配的结构体系(可以说钢结构天生就是为装配而生的),具体体现在以下三点:
①该钢具有良好的机械加工性能,适合工厂生产加工;
②钢结构与混凝土相比重量较轻,更适合运输和装配;
③钢结构适合采用高强度螺栓连接,拆装方便。
装配式钢结构绿色生产、施工便于运输、装配可回收、抗震性好,完全可以实现工业化制造和产业发展的模式,完全符合绿色理念和我国国情。
5、钢结构建筑推广应用的有利条件
1. 政策支持
(1)推进绿色建筑
2012年,党的十八大将生态文明建设上升到国家战略高度,绿色建筑的推广迎来重要发展机遇。
2012年4月27日,财政部、住房城乡建设部联合下发文件:《关于加快我国绿色建筑发展的实施意见》(财建[2012]167号)。文件明确提出了我国绿色建筑的发展目标:“切实提高绿色建筑在新建建筑中的比重,到2020年,新建建筑中绿色建筑比重达到30%以上;从2014年起,直辖市、计划单列市和省会城市政府投资建设的公益性建筑和保障性住房全面实施绿色建筑标准。”
2013年1月1日,国务院办公厅转发国家发展改革委、住房城乡建设部联合文件:《绿色建筑行动计划》(国发[2013]1号文转发),文件要求“加强公共建筑节能管理,加快开展绿色建筑相关技术研发和推广,大力发展绿色建材,推进建筑工业化”。《计划》的发布,标志着绿色建筑行动上升为国家战略,也将发挥政策引导作用,推动我国绿色建筑发展。
2013年4月3日,住房和城乡建设部发布文件:《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》(建科[2013]53号),文件提出“十二五”期间大力发展绿色建筑和绿色生态城区,规划目标是“引导商业地产开发项目实施绿色建筑标准。从2015年起,直辖市及东部沿海省市新建房地产项目力争50%以上达到绿色建筑标准。”
2014年5月27日,国务院批准《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2014)为国家标准,并将于2015年1月1日正式实施。这一标准的修订,标志着我国绿色建筑发展的序幕正式拉开。绿色建筑发展即将迎来色彩的深化转变:随着普及推广的逐步深入,我国绿色建筑正逐步从“浅绿”走向“深绿”。
2015年9月30日,住房城乡建设部、工业和信息化部联合印发《促进绿色建材生产和应用行动计划》(工信部联原[2015]309号)。计划明确提出:在文化体育、教育医疗、交通枢纽、商业仓库等公共建筑中积极采用钢结构,发展钢结构住宅,在工业建筑和基础设施中大量采用钢结构;在大跨度工业厂房中全面采用钢结构;推广轻钢结构农家乐建设。
2015年11月4日,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议强调:部署贯彻落实党的十八届五中全会精神,部署促进工业增长和结构调整,促进企业拓市场、增效益,包括要求结合棚改和抗震住房工程,开展钢结构建筑试点;扩大使用绿色建材等。
2016年,“十三五”规划实施,未来五年,我们在全面建成小康社会总目标基础上努力实现新的目标要求:增强动力、促进平衡、可持续、拓展空间、更加包容。进一步完善了国家发展理念:创新、协调、绿色、开放、共享。
(二)推进住宅产业化
早在1999年8月20日,国务院就转发了建设部等部门提出的《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号),这可以算是我国在新时期开始重启住宅工业化、装配化。
2006年6月21日,原建设部下发文件:《国家住宅产业化基地试行办法》(建住房[2006]150号),文件明确提出住宅产业化基地的主要任务是:鼓励一批骨干房地产开发企业与构件生产企业、科研单位结成联盟,选取对提高住宅建筑整体性能起关键作用的核心技术,集中力量进行开发、突破,形成产学研相结合的技术创新体系,带动本地区住宅产业的发展。
2013年2月22日,国家发改委发文要求有关部门“组织开展低碳技术创新及产业化示范项目申报工作”(发改办高技[2013]148号)。文件中明确提出:为推动低碳技术创新和建筑业发展方式转变,针对建筑节能潜力大的领域,如新型结构体系、建筑用能设备和技术、新建保障性住房等产业化示范项目建设,给予投资补助,补助金额可达项目总投资的10%。
2016年2月6日,国务院发布《关于深化新型城镇化建设的若干意见》(国发[2016]8号),意见要求“加强绿色建筑标准与认证,积极推广应用绿色新型建材、装配式建筑、钢结构建筑”。
2016年2月21日,中共中央、国务院印发《关于进一步加强城市规划建设管理的若干意见》(国发[2016]8号),意见提出:力争用10年左右时间,使装配式建筑在新建建筑中所占比例达到30%,积极稳妥地推广钢结构建筑。
2016年3月5日,李克强总理在今年的政府工作报告中明确提出:积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,提高建筑工程标准和质量。建设智慧城市,改善人居环境,让人民生活更加安全、省心、舒适。
2013年10月15日,国务院发布文件:《关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》(国发[2013]41号),表明现阶段国家已经开始正视产能过剩的严峻现实。针对产能过剩问题,总的思路是提出“发展绿色、安全、节能建筑”的指导意见,要求“扩大国内有效需求,推动钢结构在建筑领域的应用,提高公共建筑和政府投资建设中钢结构应用比例,加强公共建筑抗震防灾等。在自然灾害多发地区推广钢结构集成房屋等抗震建筑。”
2016年2月1日,国务院发布文件:《关于化解钢铁行业过剩产能实现脱困发展的意见》(国发[2016]6号),意见提出“推广应用钢结构建筑,结合棚户区改造、危房改造、抗震安居工程等,开展推广应用钢结构建筑试点,大幅提高钢结构应用比重。”
(3)地方政府的政策应对
据不完全统计,截至目前,全国已有30多个省市出台了针对绿色建筑或住宅产业化的专项指导意见及相关配套措施,不少地方也大力推进装配式建筑和钢结构的发展,提出的明确要求充分说明越来越多的市场主体开始加入钢结构建筑的建设。
2.科研与技术支持
科研与技术支持包括标准制定、高校人才培养、国家自然科学基金等部门各类基金资助、科研论文发表、专利申请/出版、获得各级各类科技奖励等。
3.企业发展
据统计2015年,国内企业完成的建筑钢结构总产值约4906亿元,占建筑业总产值的2.7%;产量约5007万吨,同比增长12%。企业有53家,其中产量10万吨以上的企业有33家,产量30万吨以上的企业有11家。产值超过50亿元的钢结构企业有4家。
2014年至2015年,钢结构产能5万吨以上的企业数量增长了50%左右,表明行业整体发展势头良好,企业产能有了很大的提高。
4.市场应用
总体来看,我国钢铁产量已连续20多年位居世界第一,全国钢结构整体技术处于国际水平,产业规模位居世界第一,国内外市场潜力巨大。
在大型公共建筑(体育场馆、影剧院、机场航站楼、高铁站)、超高层建筑(高度超过100m)、大跨度桥梁(跨度超过200m)、工业厂房、大型市场、仓库等建筑中钢结构的使用已占到很高的比例。
据中国建筑金属结构协会统计,2011年至2015年我国各类工程建设中钢结构占比显示,钢结构在超高层建筑、大跨度空间结构、工业厂房等领域得到广泛应用;在桥梁中的应用基本保持不变;而在住宅领域的应用则在逐步发展。
以商品住宅为例,2011年至2015年,房地产企业平均每年开发新建住宅约13亿平方米。可见,在我国大力推进新型城镇化建设的今天,住宅需求体量依然十分巨大。鉴于日本等发达国家成熟住宅市场中钢结构占比,可以预计钢结构住宅在我国具有相当大的发展空间。
5、中国钢结构建筑经典范例
(一)大型体育场馆

深圳湾体育中心

国家体育场(鸟巢)
(2)基础设施建设(机场/高铁站)

广州新白云机场

北京南站
(3)高层建筑

上海中心大厦

天津环球金融中心
(4)公共建筑

国家大剧院

上海世博中心
(5)铁路、公路桥梁

南京长江三桥

郑新黄河大桥
(6)工业厂房

华能北京热电厂干煤棚

四川内江白马电厂锅炉房钢结构
(7)高层建筑

广州新电视塔

江苏江阴长江输电铁塔
(8)海洋工程

981海上平台
(9)住宅建筑

内蒙古包头万郡都会(一期)
综上所述,一方面,在多年来政府的积极推动、相关企业的积极参与下,通过政策引导与市场资源配置相结合、科技创新与标准完善,我国已初步建立了装配式建筑结构体系、部件及系统和技术支撑体系,为装配式建筑的规模化发展奠定了坚实的基础。
另一方面,我国现行钢结构通用标准、规范、规程已基本完善,设计工具(软件)齐全,拥有一批经过国内外各类钢结构工程实践培养的钢结构专业人才和龙头企业,具有一定的技术研究和产品开发能力,具备大规模推广和发展钢结构建筑的条件。
待续 -
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