钢结构与可持续发展，岳清瑞院士的专家视角
来源：建筑杂志社，作者：岳清瑞院士
随着国家和社会对环保的重视及“碳达峰、碳中和”目标的提出，钢结构占比正逐步提高。中国钢结构协会统计数据显示，2019 年，我国钢结构的产量约 8000万吨，比 2018 年增长了 11%，连续 12 年保持两位数的高速增长，是名副其实的钢结构大国，但并不是钢结构应用强国。
一、建筑业碳排放现状
（一）建筑业碳排放主要来源
据权威统计数据显示，我国建筑业碳排放占全部碳排放比重的 51%，在 51 %的碳排放当中，建造阶段占 57%（其中材料生产占 55%），运维阶段占 43%。2018 年全国建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿 t CO2，占全国碳排放的比重为 51.3%。
（二）建筑业低碳转型关键
建筑材料生产所产生的碳排放达到了建造阶段的 55%，无论从建筑业还是全国的综合情况来看，建筑业低碳转型压力巨大，为达到碳达峰、碳中和目标，必须尽早作全面布局。
建筑业转型要关注三个方面：一是要合理规划布局，加快建筑业转型升级步伐，大量采用钢结构；二是要对建筑材料和结构进行低碳生产，采用高性能、高效能的材料；三是要提升能源利用效率，在建造阶段尽可能采用标准化模式，同时在建造阶段和运维阶段，尽可能达到智能化。
（三）从材料与结构角度考虑低碳转型
下表对照钢结构、混凝土结构以及组合结构的总体资源消耗和污染排放作数据分析。可以看出，采用钢结构可以减少 12% 的能源消耗、减少 15% 的二氧化碳排放，而且钢结构在生产阶段比混凝土节能 3%，减少二氧化碳排放 10%，无论是在资源消耗方面，还是在污染排放方面，都要优于混凝土结构。
二、“十三五”期间钢结构进展
（一）钢结构产量快速增长
据中国钢结构协会统计，去年全行业钢结构加工量约为 8900 万吨，同比增长 12.37%，比上年增长了 1.13%，连续十余年保持两位数高速增长。近十年来钢结构产量的平均增速开始显著高于粗钢产量，2020 年粗钢产量创纪录达10.65 亿吨（2015 年为 8 亿吨），超过全世界钢产量的一半以上，实现了 7% 的较快增长，钢结构建筑推广成效显现。
目前，我国钢结构产量，接近粗钢产量第二的印度，超过粗钢产量第三的日本。
（二）钢结构制造、加工量增幅显著
“十三五”期间，中国钢结构协会对全国各省钢结构制造加工情况进行统计，2015 年～2020 年钢结构制造、加工量增幅达 75%。安徽、山东、浙江、江苏、广东等地区生产总量大、增速快，区域集中度进一步提高。尤其是安徽、浙江和江苏等长三角地区钢结构发展速度迅猛。
（三）钢结构发展中遇到的问题
我国是钢结构大国，但还不是钢结构强国。钢材品种少、强度低、型材使用量低；大型企业总体能力不强，行业集中度低，中小企业创新能力弱；产业链分散，缺少全产业链的龙头企业；创新链和产业链的协同不足，研发、设计与制造、安装脱节；体系成熟度不够，标准化工作滞后。
在钢材应用方面，仍然以板材为主，占比持续超过60%，型材应用占比偏低，制造加工量大，焊接量大，会造成污染，效率低，成本居高不下，不符合可持续发展要求。
在用钢型号方面，Q235 比例明显降低，但 Q235 和Q345 的钢材占比仍然在 80% 以上，高强钢和高性能钢的应用进展较慢。
在使用领域仍然以房屋建筑结构为主，住宅占比较低，主要是以高层和超高层的文旅建筑、公共建筑以及工业建筑为主，桥梁占比偏低。2016 年以来，虽然在桥梁中的使用量有明显增长，但主要以大跨度桥梁为主，还需要在中小跨径钢桥和组合桥梁中大力推广使用。
三、钢结构的发展
（一）钢结构发展亟待解决的问题
未来我国钢结构发展应重点解决以下问题：一是大力推广高性能与高效能钢材，包括高强高韧、高耐久性能钢材，耐候钢、抗震钢、耐火钢等；二是提高钢结构构件标准化水平，减少加工环节；三是力求在设计、制造、安装等各环节实现全流程数字化，关键工序智能化；四是加强专业化的设计团队建设，建立多层次专业人才培养体系和满足市场需求的专业人才梯队，加强对专业设计人员的培养和再教育。
（二）与新材料交叉发展
钢结构作为装备制造业和土木建筑业交叉的产业，根据土木工程对材料的要求，应增强自主创新能力，提高资源利用效率。一是推广应用高性能与高效能结构材料，同时，提高质量和安装精度，推广热轧型材、标准化构件、标准化装备；二是根据地域、气候和用途的不同，可选择就近取材加工，减少加工和运输环节；三是要大力推广应用可拆卸、可拼装、可回收利用的材料，进一步发挥钢结构生态环保、资源化再利用的优势。
（三）智能化发展
建筑物和基础设施全生命周期可以分为三大阶段：第一阶段是建造，包含规划、设计和安装；第二阶段是运维，在此过程中要对既有建筑和基础设施使用状况等各个方面进行检测评估，并根据需要进行维修改造或提升其性能；第三阶段是消纳，包含拆除、清运和资源化再利用。
钢结构建筑作为一种绿色低碳建筑形式，在未来市场有着巨大的发展潜力。积极推广钢结构建筑，是实现建筑行业绿色可持续发展目标的重要抓手。“十四五”期间，我国将继续贯彻绿色发展理念，以实现“碳达峰、碳中和”目标，所以，钢结构的占比将逐步提高。从产业发展角度来看，钢结构未来必然与智能建造、智慧建造协同发展。
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