装配式钢结构住宅产业化节点可行性研究报告Word格式.docx
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钢结构住宅在我国己有15年的历程，在众多的住宅建筑结构中，钢结构住宅最适宜构件的工厂化生产，可以将设计、生产、施工、安装一体化，变“现场建造”为“工厂制造”，提高住宅工业化、商品化水平，而且钢结构住宅自重轻，基础造价低，适用于软弱地基，安装容易，施工快，周期短，投资回收快，施工污染环境少，抗震性能好，可回收利用，经济环保等，因而在住宅市场有着良好的发展前景，被誉为二十一世纪的“绿色建筑”之一。
钢结构住宅与传统结构相比，在设计、施工、实用、经济性、环保方面都具有优势:
第一，作为结构主要材料的钢材，内部结构组织均匀，比较接近于匀质和各向同性体，在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的，实际受力情况和工程力学计算结果接近，设计更准确，无徐变和收缩现象、能在恶劣天气下施工等;
第二，构件生产工厂化，变“现场建造”为“工厂制造”，质量稳定，现场组装，减少施工现场的环境、噪音污染;
第三，新型轻质围护板材，不助燃，不霉变，不虫蛀，装修一次到位，少维修，管线可暗埋在墙体及楼层结构中，内墙为轻质板材，增加使用面积5%~8%，空间跨度大，可重新分隔空间改变使用功能，更好的满足住户的要求;
第四，钢材可回收利用，轻质墙板、复合楼板等新型材料，符合建筑节能和环保的要求;
第五，钢结构住宅轻质高强，减轻结构自重约3o%，使基础设计简单化，减少基础造价，尤其适用于地质条件较差的地区;
第六，抗震性能好，用于结构抗震措施的费用少;
第七，施工周期短，投资回报快，资金风险低，投资效益高，制作、运输、安装、维护方便。
2.住宅产业化的概念及发展阶段
产业化的概念包括:
生产的连续性;
生产物的标准化;
生产过程各阶段的集成化;
工程高度组织化;
尽可能用机械化作业代替人的手工劳动;
生产与组织一体化的研究与开发。
住宅产业化的概念最早于1968年出自日本通产省，其含义是采用工业化生产的方式生产住宅，以提高住宅生产的劳动生产率，降低成本。
国内对住宅产业化的概念解释有多种，其中最具权威的是我国原建设部部长侯捷在1994年天津工作会议上的讲话中定义的，也是我国政府部门第一次提出住宅产业化的概念:
“住宅产业化，即让住宅纳入社会化大生产范畴，以住宅为最终产品，做到住宅开发定型化、标准化、住宅施工部件化、集约化，以及住宅投资专业化、系列化，以大规模的成型住宅开发来解决城市居民的住宅问题”。
住宅产业化是采用社会化大生产的方式进行住宅生产和经营的组织形式。
具体来说住宅产业化就是以住宅市场需求为导向，以建材、轻工等行业为依托，以工厂化生产为基础，以人才科技为手段，通过将住宅生产全过程的设计、构配件生产、施工建造、销售和售后服务等诸环节联结为一个完整的产业系统，从而实现住宅产供销一体化的生产经营组织形式。
住宅产业化的最终产品是住宅，通过采用工业化生产和科学管理的方法，使各生产要素完美地组合起来，减少中间环节，优化资源配置，赢得最大效益。
通过工业化生产提高构配件的质量，通过标准化的模数组合提高构件的工厂组合能力简化现场操作，减少现场湿作业，改善工作条件，提高住宅质量，降低劳动强度，提高劳动生产率。
住宅产业化不仅仅是一个研究钢结构住宅的技术问题，而是一个包括技术在内，跨越经济、法律、社会、管理等领域的大课题。
住宅产业化的内涵体现在以下五个方面:
（1）住宅体系标准化
在住宅设计中采用标准化的设计方案、构配件、部品和建筑体系，按照一定的模数规范住宅构配件和部品，形成标准化、系列化的住宅产品，减少单个住宅设计中的随意性，使构件部品能够实现工厂化的生产、组合，并使施工简单化。
住宅体系标准化是实现建筑工业化必经途径，同时也是建筑生产进行社会化协作的必要条件。
（2）住宅部品化
即将住宅分解成为一个个相对独立而又标准协调的部品，如独立的厨房、卫生间等。
住宅部品是构成住宅本体的基本单元或附属品，具有相对独立性，可以单独进行设计、制造、调试、修改和存储，便于不同的专业化企业分别进行生产的住宅产品。
部品化与标准化、工业化直接相关，发展部品化是住宅产业化发展的技术基础和关键。
（3）住宅生产工业化
住宅生产工业化是指用大规模工业生产的方式生产住宅产品，包括住宅构配件部品生产工厂化、现场施工机械化、组织管理科学化。
（4）住宅生产经营一体化
即把生产经营中有密切关系的企业组成一个有序的整体。
（5）住宅协作服务社会化
即将分散的个体的生产转变为集中的、大规模的社会生产的过程，表现为住宅生产的集中化、专业化、协作化和联合化。
上述住宅产业化的“五化”之间不是独立的，而是相互联系、互相作用的。
标准化是产业化的前提，部品化是工业化的基础，工业化是产业化的核心，集成化是产业化的集中体现，而社会化则是产业化各因素综合作用的结果。
美日西欧等发达国家住宅产业化发展历程大致经历了三个阶段:
第一阶段是产业化形成的初期阶段，重点是建立工业化生产体系;
第二阶段是推进产业化的发展期，重点是提高住宅的质量和性能价格比;
第三阶段是产业化发展的成熟期。
发达国家目前正处在这个阶段，重点是降低住宅的物耗和对环境的负荷，发展资源循环型住宅。
发达国家的实践己充分证明，利用住宅产业现代化的生产手段是实现住宅建设低消耗、低污染，达到资源节约目标的根本途径。
3.钢结构住宅产业化发展的必要性和可行性
1）钢结构住宅产业化发展的必要性
（1）住宅大量短缺
近年来，随着我国经济的快速发展，城镇化进程加快，大量农村人口涌入城市，住宅的供求比例失调，城镇住宅的需求量逐年加大，据估计今后30年每年城乡约新增住宅面积6.6亿m2，住宅的缺口大，要求我国必须迅速发展钢结构产业化住宅，提高住宅的生产能力，加快钢结构住宅建设。
（2）节能环保、可持续发展的需要
我国的传统住宅主要是砖混结构住宅、钢筋混凝土结构住宅。
传统住宅的生产效率低，属劳动密集型产业。
钢筋混凝土结构住宅主要建筑材料是混凝土，我国每年生产水泥5亿吨，占世界产量的1/3，生产水泥每年排放CO2气体3亿吨，矿山资源浪费严重，排放的废水污染环境，混凝土是一次性建筑材料，不可循环利用，形成的建筑垃圾极难处理。
此外传统住宅普遍存在浪费资源、能耗高、生态环境影响大、建造速度慢、综合经济效益差等不足。
钢结构住宅被誉为二十一世纪的“绿色建筑”，其优势在于:
第一，钢结构住宅的钢材可回收利用，不会形成建筑垃圾，符合住宅节能环保、.可持续发展的要求;
第二，钢结构住宅的构件可实现工厂化的大批量生产制作，变“现场建造”为“工厂制造”，减少施工现场的环境、噪音污染，提高住宅的工业化、商品化水平，施工周期短，资金利用率高;
第三，标准化模数设计，工厂加工、制作、安装一体化，住宅的建造速度快，满足我国现阶段市场需求量的要求;
第四，钢结构住宅轻质高强，可减轻结构自重30%，基础设计简单;
第五，抗震性能好，钢材的材料均匀接近各向同性，塑性和韧性性能好，在地震作用下能吸收较多能量，降低脆性破坏危害程度;
第六，7层以下钢结构住宅造价和混凝土持平，7层以上造价比混凝土低，综合效益明显;
第七，轻质墙板、复合楼板等新型材料，符合建筑节能环保的要求，节能达到60%，带动相关新型建筑材料的研究和应用，如各种新型节能墙体材料的开发，各种楼面材料的应用，以及各种防火防腐材料的应用等等，由此推动住宅产业化的进程，带动相关行业的发展。
（3）居民对住宅品质要求的提高
传统住宅存在诸多问题:
墙体的开裂，漏水渗水，保温节能、隔声防火性能差，房屋布局不灵活，管线占用面积大，二次装修破坏结构安全等。
钢结构住宅构件、部品采用标准模数化进行设计，在工厂中进行加工制作，机械化的现场安装，精确度高，质量易保证。
此外钢结构住宅的钢材强度高，自重轻，梁柱截面小，间距大，室内可以灵活布置，空间组合自由，房型变化丰富、美观，可以最大限度地满足住户对住宅功能和设备的高品质追求，解决保温、隔声、防潮、防火等问题。
住宅产业化是我国钢结构住宅发展的必由之路，加快对钢结构住宅的研发、建造，将带动建材、冶金、信息、机械尤其是钢铁企业的快速发展，拉动国内经济增长，改善住宅市场结构，因此钢结构住宅产业化势在必行。
2）钢结构住宅产业化发展的可行性
（1）住宅需求大
我国人口基数大，人均住房面积小。
以江苏省为例，据江苏省年鉴2007年江苏省的户均建筑面积为86.7m2，其中0.8%为单元配套房或高档单栋住宅，14.8%为原有私房，34.4%的为改造房，38.2%为商品房，3%为经济适用房，其余为无房者。
随着城镇化的建设加快，居民收入的提高，旧城改造的实施，人们对高品质生活的追求，城镇住宅的需求量大增，到2030年我国人均住宅面积要达到40m2，21世纪的前30年我国需新建住宅198亿m2，年竣工面积6.6亿m2，要求我国必须迅速发展钢结构产业化住宅，提高钢结构住宅的生产能力，加快钢结构住宅建设，满足住宅市场的大量需求。
（2）政策支持
建设部明确提出了大力发展钢结构产业化住宅的政策，于1998年7月成立了住房和城乡建设部住宅产业化促进中心，统一管理、协调和指导全国有关住宅产业化方面的工作，并提供相应的技术咨询和技术服务，致力于全面推进中国住宅产业现代化，以满足广大居民不断改善居住状况的需求，实现住宅产业建设从粗放型向集约型的根本转变，提高中国住宅建设的综合质量，实现住宅发展的经济效益，环境效益，社会效益。
2000年5月建设部成立了轻钢装配式住宅专家组，提出将建筑钢结构归纳为高层重型钢结构、空间大跨度钢结构、轻型钢结构、钢混组合结构、住宅钢结构五大类，“十一五”期间应以住宅钢结构为发展重点。
2001年4月24日建设部科技司召开“钢结构住宅建筑体系及关键技术研究课题立项评审会”，制定了钢结构住宅产业化技术导则的编制原则，通过了18个包括钢结构住宅建筑体系及其关键和试点工程的立项，并对钢结构住宅建筑体系试点工程结构方案的合理性、可靠性、建筑方案的完整性、配套性、先进性等进行了综合评价。
2001年12月19日建设部（2001）254号文件《钢结构住宅建筑产业化技术导则》，确定了钢结构住宅建筑技术发展的基本原则，对钢结构住宅体系的平面布局、设计、围护结构、分隔结构、装修，连接钢结构材料的选用、宜选用耐火、耐候钢等都进行了阐述，对钢结构的防火、防腐的措施给予说明，是我国第一部有针对性的钢结构住宅体系建筑发展的指导性文件。
2002年3月29日建设部住宅产业化促进中心出版《低层轻钢结构住宅技术要求》，为低层轻钢结构住宅的建造提供了技术标准。
2004年12月8日，建设部在青岛组织专家论证会，通过了《莱钢钢结构绿色节能住宅建筑体系技术导则》，这是我国钢结构绿色住宅领域首次提出的较为完整的企业技术导则。
同时，各地方根据自身的发展特点制定了符合自身特点要求的地方性政策法规，如天津市的《天津市钢结构住宅设计纲要》及《天津市钢结构住宅设计规程》等，这些政策的实施为钢结构住宅产业化发展提供了强有力的支持。
（3）经济基础
改革开放以来，我国经济获得了举世瞩目的成就，国民经济保持较快的增长，特别是加入世贸组织后，经济实力大大增强，经济的快速发展为钢结构住宅产业化提供了必要的经济支持，为钢结构住宅产业化的研发奠定了经济基础。
（4）材料基础
1997年我国钢产量达1亿吨，2010年我国钢材产量已达到6亿吨，建筑钢材品种不断增加，1998年投产的轧制H型钢系列，2001年的耐火耐候钢的投产，国家政策也从“限制用钢”到“鼓励用钢”。
21世纪的前30年我国需新建住宅198亿m2，年竣工面积6.6亿m2，如果1%~5%采用钢结构住宅计算，每年需用钢材28~150万吨。
我国钢材的种类和数量为钢结构住宅产业化的发展奠定了必要的材料基础。
（5）技术基础;
随着科研投入的加大、冶炼科技的进步，钢铁工业的技术水平和制造水平不断提高，“马钢”、“莱钢”和“鞍钢”生产的H型钢最大截面达700mm，年产能力140万吨，冷弯型钢年生产能力约120万吨。
高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用，为钢结构构件在工厂的高效制作和生产创造了良好的条件。
住宅中心联合高校科研单位在钢结构住宅结构体系，住宅的防腐防火材料、住宅的节能、智能化住宅、住宅的生态环境、厨卫体系、住宅的标准化设计等方面进行了一系列的研究工作，取得了丰厚的研究成果，为发展钢结构住宅产业化创造了良好的技术基础。
（6）试点住宅的成功
近年来一大批钢结构住宅示范工程如武汉世纪花园，保定太行钢结构住宅示范楼，山东莱钢樱花园小区，武汉都市花园二期等的建造和应用为钢结构住宅产业化在我国的发展打开了市场，钢结构住宅的节能环保、经济适用等逐渐被人们认识到，为钢结构住宅产业化的快速发展做了很好的宣传。
三、国外市场情况
1.日本钢结构住宅及其产业化状况
1）日本住宅产业化的发展模式
（l）住宅产业化于1968年由日本的通产省提出，当时为弥补日本建筑业人员不足，提高生产效率，降低成本，政府制定了一系列优惠的住房政策并拨款兴建一大批简易住宅，对住宅构配件采取标准化、工厂化、系列化生产，其工业化住宅的结构体系以轻钢结构为主，约占工业化住宅总数的80%，是产业化的初始发展阶段。
（2）20世纪70年代产业化住宅由数量型向数量与质量并重转化。
日本建筑中心制定了一系列关于实施工业化住宅的性能保证与认定制度，工业化住宅的质量与性能明显提高，产生了盒子住宅、单元住宅、大型壁板式住宅等多种工业化住宅形式，采用产业化方式生产的住宅占竣工住宅总数的10%左右。
出现了住宅企业集团和专业化住宅企业，推动了住宅产业化的快速发展。
（3）20世纪80年代中期日本开始推行住宅部品化、集成住宅，至2000年，日本钢结构住宅实现了住宅部品的通用化，形成了完整的住宅部品市场供应体系，其中1418类部品取得了优良住宅部品认证，30%的住宅是通过工业化生产方式生产的，是钢结构住宅产业化发展的成熟阶段。
（4）近年来，日本企业针对住户的不同需求，先调查，再建造，量身定做，同时对企业自身的规模化和产业化的结构进行调整，住宅产业化经历了从标准化、多样化、工业化，到集约化、信息化的不断演变和完善。
2）日本住宅产业化特征
（1）政府积极扶持是保证。
一方面，设立通产省和建设省为住宅产业化的政府管理部门，对住宅产业化的实施进行整体规划，统一管理，通产省负责住宅产业结构方面的工作，建设省侧重住宅产业技术开发方面的协调，调动企业、科研单位、高校研发钢结构住宅新技术的积极性，扩大宣传力度，启动银行住房贷款，大力支持住宅信贷，活跃住宅市场。
另一方面，政府财政大力支持，为钢结构住宅科研、建设提供充足的资金保证，给予优惠的贷款、税收政策，促进钢结构住宅产业化的发展。
（2）市场化是住宅产业化的前提条件。
住宅产业化的形成是建立在住宅私有化、商品化、市场化的前提下，并以市场的需求为导向的。
（3）始终坚持构配件的标准化、模数化、系列化，对住宅材料、设备、部品、性能、结构、安全性等方面制定的详细配套标准。
制定了一系列的住宅建设工业化的方针、政策，组织专家研究建立统一的模数标准，逐步实现标准化、部件化，解决了标准化、大批量生产和住宅多样化之间的矛盾，提高了建筑工业化水平与生产效率。
此外，通过建立优良住宅部件的认证制度，对住宅部件的性能运行定量化与区分等级，促进钢结构住宅技术的不断进步。
（4）住宅产业集团及行业协会是实施的主体。
大型住宅产业集团的形成是住宅产业化成熟的标志，由此形成了完整的住宅产业化链条，设计、加工生产、安装、装修、售后服务一体化。
日本著名的住宅产业集团有大和房屋集团、积水化学工业、米撒瓦住宅、永大产业、松下电工等。
这些大型产业集团在科研、生产、技术创新等方面具有绝对的优势，1995年日本最大的十家住宅产业集团的住宅产销量已占全部工业化住宅产销量的90%。
（5）循序渐进、突出重点。
日本每一个五年计划制定一两个住宅产业技术开发研究的重点方向和目标，从住宅构件的标准化、体系化、通用化、到节能住宅、智能住宅、生态住宅，集中力量，实现目标。
同时，注重科技进步与技术创新，通过实行住宅技术方案竞赛制度和产品认证制度，提高住宅小区的规划、设计水平，提高产业化住宅的科技含量。
2.美国钢结构住宅及产业化状况
1）美国住宅产业化的发展模式
（1）二十世纪30年代年，因为工业化与城市化进程的加快，受经济危机的影响，美国政府为扩大内需、刺激经济的发展，同时解决中低收入者的住房问题，制定了促进住房建设和解决中低收入者住房问题的政策，美国的住宅产业化的迅速发展起来。
（2）二战后至80年代，是美国住宅产业化的形成阶段。
战后政府开放住宅的贷款，理顺了融资渠道，促进了住宅产业从小规模生产迅速提高到大规模生产阶段。
为推动住宅产业向集约型、标准化方向推进，政府制定了一系列优惠政策，利用经济、法律、宏观调控等手段规范住宅市场，形成了住宅供求以市场机制为主、政府参与为辅的住宅产业发展制度。
美国住宅产业基本经历了由解决住房短缺到加大住房面积、再到提高住房质量和环境质量、最后达到全面提高居住水平的发展过程。
（3）8o年代至今，是美国住宅产业化的成熟阶段。
这个阶段美国不仅实现了主体结构构件的通用化，而且也形成了住宅部品市场供应体制。
美国钢结构住宅市场发育完善，住宅构、配件的标准化、系列化及其专业化、商品化、社会化程度很高，各种施工机械、设备、仪器等租赁化市场非常完善，住宅主要构、配件在工厂里制作，与住宅建筑市场提供的各种配套的住宅部品现场组装成整栋住宅，生产效率高。
美国的工程设计、构件制作、部品配套、施工安装由同一企业完成，住宅的整体性好，质量高，生产效率高，成本低。
2）美国住宅产业化发展特点
（1）政府的积极支持与引导。
政策上，对钢结构住宅给予科研投入、技术指导、扶持发展的政策;
财政上，住宅借贷金融系统推出，开发商可以通过它低息贷款，兴建更多的钢结构住宅，中低收入者可通过长期抵押贷款和贷款担保解决住房问题，对钢结构住宅实行税收免税减税的优惠措施。
（2）制定针对不同收入群体的住房政策。
对高收入者由市场供应商品房，同时以税收刺激、促进投资建房;
对中等收入者给予贷款担保和贴息优惠政策，并调控住宅的建设标准和售价;
对低收入者则提供标准较低的廉租屋或公共住房。
（3）在坚持构配件的标准化、模数化、系列化的基础上，注重住宅的个性化，
多样化发展，以经济实用为原则向多样化发展，注重高新科技在住宅中的应用，注重住宅的节能环保。
（4）重点发展轻钢结构住宅。
1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场15%，1990年就上升到53%，而1993年则已上升到68%，到2000年达到20万栋的规模，占市场的75%，多层民用住宅、别墅都采用轻钢钢结构。
3.西欧钢结构住宅及产业化状况
二战后，为解决房荒问题，西欧各国采用对住宅的构、配件工厂化生产方式，形成了标准化、通用化、系列化的钢结构住宅构、配件供应体制。
20世纪60年代住宅工业化建设从数量向质量过渡，进入80年代后，随着社会经济、文化的发展，人们对居住要求的提高，住宅工业化开始向注重住宅节能环保和多样化的方向发展，住宅由专用体系向通用体系转变。
1）法国住宅产业化的发展
法国是世界上最早推行住宅工业化的国家之一，以装配式大板和工具式模板现浇工艺为标志，建立了许多专用体系，之后向通用构配件过渡。
法国住房部提出了工业化住宅体系，它由一系列能互相代换的定型构件组成，形成该体系的构件目录，建筑师可以选用其中的构件，组成多样化住宅。
法国的住宅工业化体系在经历了约30年的发展完善后，已经完成由专用体系向通用体系过渡，促进了法国钢结构住宅产业化的全面发展。
2）英国住宅产业化的发展
英国住宅中的杆件在工厂加工制作，以单根杆件的形式运至现场，采用螺栓或自攻螺栓连接，该方式实现了一定程度上构件的工厂化生产，但现安装工程量大，生产效率低。
英国的钢结构住宅体系依据其工厂制作的程度不同分为多个等级，根据具体工程选择最经济的技术方案。
3）芬兰住宅产业化的发展
芬兰的钢框架住宅采用两种结构体系，一种是采用Tremor龙骨的轻钢龙骨结构体系，另一种是普通钢框架体系。
芬兰在80年代建造了20万栋单体别墅，同时还建造了大量的钢结构城市公寓，约占所建住宅的1/3。
芬兰钢结构住宅的重点主要放在在结构形式的选择，龙骨及节点的标准化设计、加工制作上，但在模数标准化方面，考虑不多，使用的材料本身有特定的生产规格，钢结构住宅所需的构件要根据每栋建筑的具体尺寸定制，没有形成完善的标准化、系列化、通用化体系，没有形成构配件的市场供应体制。
4.国外钢结构住宅产业化的启示
通过上述分析，比较日本、美国、西欧各国钢结构住宅产业化发展的模式和发展特点可以看出，尽管各国的社会背景、经济状况、采取产业政策内容和侧重点等有所不同，但是也存在一些共性的特点，如各国住宅产业化的发展都经历了两个阶段:
数量型增长阶段，数量与质量并重发展的阶段。
在不同的发展阶段里，人们的收入水平、消费理念及对住宅的要求不同，必须不断的调整住宅产业化的政策，适应市场的需求，才能促进住宅产业化的发展。
通过分析各国住宅产业化的发展模式，对国内钢结构住宅产业化的启示:
1）住宅产业化的出现是建立在住宅市场大量需求的基础上的。
日本、西欧都是二战之后出现了住宅的大量短缺，美国是因为城市化与工业化进程加快出现了城市住宅短缺，住宅需求的剧增是发展住宅产业化前提条件。
2）各国政府虽然最初都是为解决住宅的短缺问题而制定了一系列住宅产业化政策，但都是围绕着整个社会发展的总目标进行的，把住宅产业化的发展与社会的大发展结合起来，在一定时期内，将住宅产业作为国民经济的支柱产业，扩大内需，带动经济的增长。
各国政府在实施产业化的过程中起到了至关重要的作用:
建立了完善的住宅产业化政策，通过住宅银行信贷、抵押等方式扩大居民购买力，通过税收、法律等杠杆来规范和监督住宅市
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