北京市鋼結構住宅產業鏈及配套技術

文/北京建誼投資發展（集團）有限公司 張曉琳

國家住宅與居住環境工程技術研究中心 姜中天

張曉琳，北京建誼投資發展（集團）有限公司工程師

姜中天，國家住宅與居住環境工程技術研究中心高級工程師

1 北京市鋼結構住宅產業現狀

目前北京市納入實施住宅產業化計劃的項目累計超過1800萬m2，并已初步形成了政策引導體系，累計有9個項目獲得獎勵面積，其中5個已交付入住，保障性住房實施綠色建筑行動和住宅產業化全覆蓋。同時，技術保障體系不斷完善，已完成30余項裝配式建筑關鍵技術和成套技術的研發工作，發布實施8個北京市地方標準和一批技術管理要求與導則。北新建材、北京金隅、博洛尼裝飾、北京住總、北京市建筑設計研究院有限公司5家公司獲批國家住宅產業化基地。已進入部品目錄的預制構件生產企業9家，產能64萬m3。

北京鋼結構行業協會借助各專業服務平臺，對接社會金融、法律資源，助推企業轉型升級，鼓勵地區與企業，通過產業聚集、資本整合、規模擴大、業務鏈延伸、產品升級與科技創新等方式，實現制造業與服務業的現代化轉型。

協會通過開展“建筑工業化標桿企業”“鋼結構建筑示范企業”“建筑鋼結構五十強企”“鋼結構配套五十強企業”及“綠色建筑優勢企業”等評優評先活動，以優勢企業帶動行業及各專業領域的發展。

2 北京市鋼結構住宅產業鏈

鋼結構住宅產業可持續發展離不開健康有序的產業鏈環境，鋼結構產業鏈包含行業如下。

1）以鋼鐵公司為代表的建筑用鋼生產企業，負責建筑鋼結構用鋼的研發及鋼結構用鋼板材、型材的生產（熱軋等）和初級加工（冷彎、焊接等）。

2）以科研院所為代表，負責建筑鋼結構體系研發、基礎理論研究、設計標準制定、技術咨詢和服務等的技術支撐企業。

3）以設計單位為代表的建筑鋼結構方案及施工圖設計企業。

4）以鋼構公司為代表的建筑鋼結構基本構件制作、加工企業，也包括現代商品化的針對某類建筑鋼結構體系中整體或部分體系（如屋面體系、墻面體系等）產品進行研發、制作、銷售等中間服務組織。

5）以建筑鋼結構施工企業為代表的鋼結構現場安裝、施工企業，其中部分業務也可由大型鋼結構公司承擔。

鋼結構住宅相關配套產業有：非鋼材料的圍護結構、墻體及屋面的保溫隔熱材料、防腐材料、焊接材料、大量零件機械加工，以及用于鋼構件制作的機械化或智能型加工設備等。

經調研了解，北京市及其周邊鋼結構產業鏈較完整，層次較高，區域分布較集中。相關配套產業發展水平較高，能夠滿足鋼結構住宅市場的需求。

2016年11月19～20日，北京鋼結構住宅系統集成技術與產品創新交流會聚焦鋼結構住宅，注重配套的建筑節能材料、部品與技術的應用與交流，成為行業產業鏈上下游企業對接平臺。會上宣布了2016年第一批“鋼結構產業鏈認證供應商”，北京凱德希爾防水工程有限公司、唐山市佳源貿易發展有限責任公司、天津正通墻體材料有限公司、德州凱斯銳數控科技有限公司、山東冠州股份有限公司等21家公司首獲殊榮。

該批認證供應商在鋼結構產業鏈中已得到多項工程應用，具有良好的影響力。例如，北京凱德希爾防水工程有限公司經營項目有金屬屋面防水、金屬屋面隔熱、金屬屋面防腐等，防水材料是一種水乳型高彈性純丙烯酸材料及高強度的縫織聚酯布組成的無接縫防水系統；山東冠州股份有限公司生產規模為年產200萬t冷軋板、160萬t鍍鋅板、130萬t彩涂板、70萬t退火板、5000t高性能釹鐵硼稀土永磁材料和1萬t氧化鋅等。

鋼結構住宅產業鏈中各環節協同發展的重要性體現得越來越明顯。市場中的相關企業已通過技術與管理上的不斷改革創新，為行業產業鏈提供了良好的發展基礎。

3 北京市鋼結構住宅配套技術

鋼結構住宅配套技術涉及部品性能、安裝工藝、新型建材等。目前已投入使用產品的效果和正在研發產品的方向是行業內的熱點議題。

3.1 北京市產業化住宅部品

北京市已具備一批住宅產業基地，在智能化設備研發、自動化生產、信息化管控等方面已達到行業先進水平，年產能可滿足北京市現有裝配式住宅需求。住宅部品、產品不斷創新優化，為裝配式鋼結構住宅提供基礎優質資源（見表1）。

表1 北京市產業化住宅部品產品目錄

產業化住宅部品應用在鋼結構綠色住宅項目的建設中，能夠提高住宅的工業化、標準化程度，提高建筑行業的集成能力和產業化水平，提高各類工程的建設效率，縮短工期，推動工業、農業廢料綜合應用，大大降低工程建設活動對環境產生的影響和破壞，落實國家“四節一環保”政策，產生極大的環境效益。同時推動新產品、新技術的進步，使節能標準、規范能夠認真貫徹執行，為社會、企業帶來較高的社會效益。

圖1 建筑隔墻用輕質條板構造示意

圖2 建筑隔墻用輕質條板樣塊

3.2 非砌筑類墻板

3.2.1 內隔墻

3.2.1.1 蒸壓加氣混凝土條板

輕質砂加氣混凝土是以石英砂、水泥、石灰膏為主要材料，以鋁粉為發泡劑，經高溫蒸壓而成為密集細小多孔的材料，其隔聲性能、耐火性能、強度等技術性能指標和適用條件可滿足JGJ/T17—2008《蒸壓加氣混凝土應用技術規程》、06CG01《蒸壓輕質砂加氣混凝土（AAC）砌塊和板材結構構造》要求。

安裝過程包括基層處理、測量放線、驗線、U形卡安裝、板材安裝、縫隙處理。其中，板材與鋼梁、鋼柱、外墻間的縫隙采用軟連接處理，用PU發泡膠打滿；板材之間的縫隙用專用嵌縫劑處理。

各種工藝生產的加氣混凝土產品均具有良好的耐火性。加氣混凝土墻壁一面暴露在1000℃的明焰達150min后，另一面的溫度也只有85℃，當其接觸到高于1600℃的火焰趨于熔化時，也不產生任何煙氣或有毒、有害氣體。

3.2.1.2 建筑隔墻用輕質條板

建筑隔墻用輕質條板是內隔墻條板產品的總稱，目前北京市建設市場中批量使用的輕質條板按材料分，主要有輕混凝土條板、水泥條板、石膏條板、2種以上材料復合型條板；按板型構造可分為空心、實心、復合型條板。主要有玻纖增強水泥空心條板、輕混凝土空心條板、玻纖增強石膏空心條板、鋼絲或鋼絲網增強水泥條板、粉煤灰泡沫水泥條板、硅鎂加氣空心條板、粉煤灰泡沫水泥條板、植物纖維復合條板、復合夾芯條板等。近年來還有一些采用夾芯材料為紙蜂窩、鋁蜂窩等中空構造的復合條板在市場上出現。

該類產品按照建筑不同部位，主要有普通板、門窗框板和異形板等構造類型。建筑隔墻用輕質條板的構造如圖1所示。

圖2為建筑隔墻用輕質條板的實物樣塊，從圖中可看出該類產品的材料和構造情況，該產品可根據應用部位所對應的技術要求和性能指標調整條板構造，相應的技術指標可滿足不同隔聲、防火、抗沖擊、保溫等性能要求。

建筑隔墻用輕質條板是建筑市場上由來已久的一種建筑制品，其本身滿足JG/T 169—2016《建筑隔墻用輕質條板通用技術要求》、GB/T 23451—2009《建筑用輕質隔墻條板》的相關要求。近年來隨著裝配式建筑的大力推廣，該材料由于具有采用機械化生產、非砌筑安裝方式、產品穩定性好等優勢，應用范圍逐步擴大，相應的產品種類層出不窮。

北京市目前有華麗聯合高科技有限公司、北京紫微斯達建材機械制造有限公司等產品和設備的生產企業，也有國家建筑材料測試中心等條板技術性能的權威檢測機構，從產品產能、應用范圍、技術標準及研究開發等方面，能夠為北京市鋼結構綠色住宅的建設提供良好的技術依托，為工程設計、建設單位選用優質條板產品提供良好條件。

3.2.1.3 輕鋼龍骨石膏板內墻

該產品是以輕鋼為骨架，石膏板為罩面的非承重墻體（見圖3），輕鋼龍骨石膏板內墻為SI（Skeleton Infill）體系內裝提供了良好條件。

1）產品優點 輕鋼龍骨質量輕，安裝便捷；強度高，防水、防潮、防火、吸聲、減震功能齊全；隔聲性能良好；使用簡單，使用過程中不會出現變形現象；在輕鋼龍骨層添加海綿材質可起到良好的減震功能，并具有一定抗沖擊能力。

2）產品缺點 輕鋼龍骨石膏板隔斷墻面易開裂；砂漿密度不高，容易使日常清潔的水或雨水滲入墊層，出現反堿泛黃；施工時要注意砂漿和地磚的黏合性。

3.2.2 外墻

現階段用于住宅產業化的外圍護墻板體系如表2所示。

3.3 樓板

3.3.1 鋼筋桁架樓承板

鋼筋桁架樓承板是將樓板中的上下鐵鋼筋在工廠制作為鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅板底模焊接為一體的樓承板（見圖4）。其受力模式為：鋼筋桁架提供豎向剛度，不需底模承擔水平抗剪承載力；通過調整鋼筋直徑與桁架高度控制樓板剛度。

圖3 輕鋼龍骨石膏板內墻

圖4 鋼筋桁架樓承板加工制作

表2 現階段用于住宅產業化的外圍護墻板體系

3.3.2 鋼筋桁架混凝土疊合板

預制混凝土鋼筋桁架疊合板下部為預制混凝土板，外露部分為桁架鋼筋，桁架鋼筋主要作用是將后澆筑的混凝土層與預制板形成整體，并在制作和安裝過程中提供剛度。

3.3.3 預應力帶肋混凝土疊合板

PK預應力帶肋混凝土疊合板是國際上最薄、最輕的疊合板，用鋼量省，承載力強，抗裂性好，新舊混凝土結合好，可形成雙向板。

3.4 鋼結構防火與防腐

3.4.1 鋼結構防火技術

防火的目的是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍，在火災中使其能保持穩定性，防止迅速升溫發生形變塌落。從原理上主要可劃分為2種：截流法和疏導法。

1）截流法 原理是截斷或阻滯火災產生的熱流量向構件傳輸，從而使構件在規定的時間內溫升不超過其臨界溫度。其做法是在構件表面設置1層保護材料，火災產生的高溫首先傳給這些保護材料，再由保護材料傳給構件。由于所選材料的導熱系數較小，而熱容又較大，所以能很好地阻滯熱流向構件的傳輸，從而起到保護作用。截流法又分為噴涂法、包封法、屏蔽法和水噴淋法（見圖5）。

2）疏導法 允許熱量傳到構件上，然后設法把熱量導走或消耗掉，同樣可使構件溫度不至升高到臨界溫度，從而起到保護作用。疏導法目前主要是充水冷卻保護法。該方法是在空心封閉截面中（主要是柱）充滿水，火災時構件將從火場中吸收的熱量傳給水，依靠水的蒸發消耗熱量或通過循環把熱量導走，構件溫度便可保持在100℃左右。從理論上講，這是鋼結構保護最有效的方法。該系統工作時，構件相當于盛滿水被加熱的容器，只要補充水源，維持足夠水位，而水的比熱和氣化熱又較大，構件吸收的熱量將源源不斷地被消耗掉或導走。

3.4.2 鋼結構防腐技術

目前工程中采用的鋼結構防腐措施主要有除銹涂裝、帶銹涂裝、耐候鋼等。根據工程實際對鋼結構防腐的要求，可綜合技術經濟指標進行選擇。

圖5 鋼結構截流法防火

4 結語

大力發展裝配式建筑、推進建筑產業現代化等一系列政策方針，為鋼結構住宅的發展開拓了廣闊市場。基于其地域和經濟特點，北京市聚合了鋼結構行業內優勢產業，也是鋼結構住宅創新型配套技術成果豐富的區域，良好的市場競爭環境，促進產業鏈的相關企業提升管理、創新技術、優化產品、改進服務，為鋼結構住宅產業的健康快速發展奠定基礎。

鋼結構住宅既是良好的發展機遇，同時也面臨各項挑戰，需要政府、企業創新協作方式，行業各參與方高效協同，運用互聯網時代信息化、數據化、平臺化的新型發展模式，為鋼結構住宅產業的不斷發展注入活力。

參考文獻：

[1]張波，陳建偉，肖明和，等．建筑產業現代化概論[M]．北京：北京理工大學出版社，2016．

[2]徐偉煒，曾暉，姜中天．適宜北京建設特點的鋼結構住宅體系論證與趨勢分析[J]．城市住宅，2017（8）：75-78．

[3]盧俊凡，王佳，李瑋蒙，等．裝配式鋼結構住宅體系的發展與應用[J]．城市住宅，2014（8）：26-29．

[4]晏金洲．100m裝配式高層鋼結構住宅關鍵施工技術[J]．施工技術，2017，46（12）：102-106．

[5]中國建筑標準設計研究院有限公司．裝配式鋼結構建筑技術標準：GB/T 51232—2016[S]．北京：中國建筑工業出版社，2016．