隨著國家和社會對環保的重視及“碳達峰、碳中和”目標的提出,鋼結構占比正逐步提高。中國鋼結構協會統計數據顯示,2019 年,我國鋼結構的產量約 8000萬噸,比 2018 年增長了 11%,連續 12 年保持兩位數的高速增長,是名副其實的鋼結構大國,但并不是鋼結構應用強國。
據權威統計數據顯示,我國建筑業碳排放占全部碳排放比重的 51%,在 51 %的碳排放當中,建造階段占 57%(其中材料生產占 55%),運維階段占 43%。2018 年全國建筑全過程碳排放總量為 49.3 億 t CO2,占全國碳排放的比重為 51.3%。
數據來源:中國建筑節能協會能耗統計專委會,2020 年建筑材料生產所產生的碳排放達到了建造階段的 55%,無論從建筑業還是全國的綜合情況來看,建筑業低碳轉型壓力巨大,為達到碳達峰、碳中和目標,必須盡早作全面布局。建筑業轉型要關注三個方面:一是要合理規劃布局,加快建筑業轉型升級步伐,大量采用鋼結構;二是要對建筑材料和結構進行低碳生產,采用高性能、高效能的材料;三是要提升能源利用效率,在建造階段盡可能采用標準化模式,同時在建造階段和運維階段,盡可能達到智能化。下表對照鋼結構、混凝土結構以及組合結構的總體資源消耗和污染排放作數據分析。可以看出,采用鋼結構可以減少 12% 的能源消耗、減少 15% 的二氧化碳排放,而且鋼結構在生產階段比混凝土節能 3%,減少二氧化碳排放 10%,無論是在資源消耗方面,還是在污染排放方面,都要優于混凝土結構。據中國鋼結構協會統計,去年全行業鋼結構加工量約為 8900 萬噸,同比增長 12.37%,比上年增長了 1.13%,連續十余年保持兩位數高速增長。近十年來鋼結構產量的平均增速開始顯著高于粗鋼產量,2020 年粗鋼產量創紀錄達10.65 億噸(2015 年為 8 億噸),超過全世界鋼產量的一半以上,實現了 7% 的較快增長,鋼結構建筑推廣成效顯現。目前,我國鋼結構產量,接近粗鋼產量第二的印度,超過粗鋼產量第三的日本。近十年全國鋼結構產量走勢 (數據來源:中國鋼結構協會)“十三五”期間,中國鋼結構協會對全國各省鋼結構制造加工情況進行統計,2015 年~2020 年鋼結構制造、加工量增幅達 75%。安徽、山東、浙江、江蘇、廣東等地區生產總量大、增速快,區域集中度進一步提高。尤其是安徽、浙江和江蘇等長三角地區鋼結構發展速度迅猛。2020 年各省鋼結構產量調研 (數據來源:中國鋼結構協會)我國是鋼結構大國,但還不是鋼結構強國。鋼材品種少、強度低、型材使用量低;大型企業總體能力不強,行業集中度低,中小企業創新能力弱;產業鏈分散,缺少全產業鏈的龍頭企業;創新鏈和產業鏈的協同不足,研發、設計與制造、安裝脫節;體系成熟度不夠,標準化工作滯后。在鋼材應用方面,仍然以板材為主,占比持續超過60%,型材應用占比偏低,制造加工量大,焊接量大,會造成污染,效率低,成本居高不下,不符合可持續發展要求。2015 年消耗鋼材等級占比 2020 年消耗鋼材等級占比在用鋼型號方面,Q235 比例明顯降低,但 Q235 和Q345 的鋼材占比仍然在 80% 以上,高強鋼和高性能鋼的應用進展較慢。在使用領域仍然以房屋建筑結構為主,住宅占比較低,主要是以高層和超高層的文旅建筑、公共建筑以及工業建筑為主,橋梁占比偏低。2016 年以來,雖然在橋梁中的使用量有明顯增長,但主要以大跨度橋梁為主,還需要在中小跨徑鋼橋和組合橋梁中大力推廣使用。2015 年不同鋼結構型式占比 2020 年不同鋼結構型式占比未來我國鋼結構發展應重點解決以下問題:一是大力推廣高性能與高效能鋼材,包括高強高韌、高耐久性能鋼材,耐候鋼、抗震鋼、耐火鋼等;二是提高鋼結構構件標準化水平,減少加工環節;三是力求在設計、制造、安裝等各環節實現全流程數字化,關鍵工序智能化;四是加強專業化的設計團隊建設,建立多層次專業人才培養體系和滿足市場需求的專業人才梯隊,加強對專業設計人員的培養和再教育。鋼結構作為裝備制造業和土木建筑業交叉的產業,根據土木工程對材料的要求,應增強自主創新能力,提高資源利用效率。一是推廣應用高性能與高效能結構材料,同時,提高質量和安裝精度,推廣熱軋型材、標準化構件、標準化裝備;二是根據地域、氣候和用途的不同,可選擇就近取材加工,減少加工和運輸環節;三是要大力推廣應用可拆卸、可拼裝、可回收利用的材料,進一步發揮鋼結構生態環保、資源化再利用的優勢。建筑物和基礎設施全生命周期可以分為三大階段:第一階段是建造,包含規劃、設計和安裝;第二階段是運維,在此過程中要對既有建筑和基礎設施使用狀況等各個方面進行檢測評估,并根據需要進行維修改造或提升其性能;第三階段是消納,包含拆除、清運和資源化再利用。鋼結構建筑作為一種綠色低碳建筑形式,在未來市場有著巨大的發展潛力。積極推廣鋼結構建筑,是實現建筑行業綠色可持續發展目標的重要抓手。“十四五”期間,我國將繼續貫徹綠色發展理念,以實現“碳達峰、碳中和”目標,所以,鋼結構的占比將逐步提高。從產業發展角度來看,鋼結構未來必然與智能建造、智慧建造協同發展。