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装配式建筑与不锈钢

2024-04-19 13:54:30

来源:世界钢铁协会

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随着不锈钢产业的积极发展,世界不锈钢协会一直在关注新的研究领域。近期出现了一些突出使用不锈钢材料作为首选建筑材料的创新项目,这些项目全都涉及装配式结构设计和建造概念。我们发现,在装配式建筑设计与施工领域,不锈钢消费量将出现显著增长,这也意味着未来存在更多机会。在访问研究员结束为期12个月的研究工作后,我们通过博客的方式跟大家分享对这一令人关注的装配式建筑市场及不锈钢材料研究的项目成果。

宋岩博士

世界不锈钢协会装配式建筑项目访问研究员,中国宝武太钢集团公司

装配式建筑

装配式建筑通常指将建筑拆分为单独的建造模块,并在工厂进行流水线预制,随后通过物流系统运输到建造地点,最后组装及连接的建造方式。装配式建筑模式除具有减少时间、劳动力、材料/能源消耗、维护成本等方面的优势外,所具备的最重要特点是使用的模块具备再利用,重新装配的功能。

装配式建筑与不锈钢结构

建筑行业中不锈钢材料正经历着由建筑装饰、设备以及围护系统中的应用向主体结构应用转变的发展潮流。当前不锈钢材料在除主体结构应用外的建筑细分领域消费量几乎占到建筑行业不锈钢材料消费总量的99%以上。不锈钢材料作为建筑主体结构用材正处于起步阶段。

由于装配式模块需具备循环再利用的特点,装配式建筑可能是发展不锈钢结构作为建筑主体结构材料的一个重要契机。世界不锈钢协会在2023年发布的《不锈钢CO2排放报告》中指出,在以110年为设计寿命的前提下,采用60%废钢制造的不锈钢材料作为建筑主体结构的全生命周期碳排放预计比碳钢材料降低约40%。除了考虑到不锈钢材料全生命周期成本的经济性之外,在人工、维护成本远高于原材料成本的应用场景下,不锈钢作为建筑结构用材将是实现减碳、绿色环保、长寿命、经济效益最优的综合解决方案。

装配式建筑中不锈钢的应用以及消费预测

不锈钢结构材料可能在装配式社会过渡性/保障住房以及装配式公共建筑等的基础设施中拥有更多的应用机会。例如远大集团开发的结构及围护组件100%采用不锈钢的3D装配式“活楼”项目于2024年年初落地湘阴保障房,不锈钢材料使用比例为98%的英国装配式铁路人行路桥项目,以建设时间短、综合成本低、后期维护少、低碳节能等特点展现了不锈钢材料契合装配式建造模式的优势。

中国是全球不锈钢消费的最大市场。中国住房和城乡建设部明确提出,2025年中国新开工装配式建筑面积要占到新建总面积的30%以上。世界不锈钢协会预测,中国装配式钢结构保障住房和公共基础建筑预计将占新建装配式建筑面积的9%,装配式钢结构用钢量预计将达到2600万吨左右。若不锈钢结构材料在装配式钢结构用材占比中每提高2%,每年中国将增加不锈钢消费量50多万吨。未来随着建筑环保要求日益增强以及装配式建筑的发展,不锈钢结构在建筑用不锈钢材料消费中的占比预计将逐步提高,不锈钢材料或将迎来一个规模更加宏大的消费应用领域。