钢结构建筑是绿色低碳建筑行业的代表,有助于形成高效、高质量、低消耗、低排放的新型施工方式,有利于建筑业的转型升级,实现绿色低碳发展。2023 年,中国建筑业使用钢材 4.8 亿吨,占全国粗钢表观消费量 9.3 亿吨的 52%。近年来,钢结构建筑因其强度高、抗震性好、劳动力需求低、工期短、绿色低碳等优点而取得了快速发展。据相关数据显示,2023年,我国在建钢结构建筑面积达到5.3亿平方米,比2022年增长10.2%;钢结构加工量为 1.12 亿吨,比 2022 年增长 10.5%。自 2013 年以来,钢结构加工量年均增长率已超过 10%。
一、钢结构建筑的发展现状
(1) 钢结构应用的现状
目前,钢结构在铁路公路工程、大跨度桥梁工程、电力工程、海洋工程等基础设施领域,以及大跨度空间结构、超高层建筑、学校、医院、车站、机场、工业厂房、仓库等住宅建筑工程中实现规模化应用,技术体系基本成熟,也是开发商和设计单位的首选, 建筑企业表现出优异的适应性和灵活性,能够在现有政策体制下实现市场化、可持续发展。
尽管钢结构在许多领域大放异彩,但它们在民用住宅、中小跨度桥梁等领域的应用却相对滞后。根据中国建筑金属结构协会收集的 2023 年完成的重点钢结构工程数据,钢结构住宅仅占建筑钢结构应用分布的 1%。这些数据直观地反映了钢结构住宅在市场推广和接受方面面临的挑战。
根据中国钢结构协会的调查数据,近10年,钢结构住宅面积约占全国建筑面积的1%,钢结构建筑面积约占全国建筑面积的10%。这一现状不仅客观反映了行业现状,也为未来钢结构在住宅领域的广泛应用预留了广阔的前景。
(2)国内钢结构房屋的应用
根据中国房地产业协会、中国钢结构协会、中国建筑金属结构协会和首钢建筑的研究,现浇钢筋混凝土结构(钢混结构)房屋、装配式混凝土结构(PC结构)房屋和钢结构房屋的单位成本依次增加。
从住宅楼层来看,除了一些地方政府推动的钢结构保障性住房(公租房)项目外,国内多层(4层~6层)、中高层(7层~9层)、高层(10层以上)住宅项目中很少出现钢结构建筑。
同时,调查了解到,钢结构可以提高房屋率约6%,具有施工高效便捷、工期短等优点,在一定条件下也能受到开发商的青睐。例如,位于上海市黄埔区的淮海社区100个邻里项目,包括26栋别墅和3栋高层住宅楼,而这3栋高层住宅楼(其中2栋为44层,1栋为25层)均采用钢结构。
(3)钢结构钢材的使用
目前,钢结构的加工生产以板材为主,占65%以上,型钢占15%~20%,远低于发达国家平均水平(40%~60%);高强度钢的使用比例总体上较低,高效钢的应用缓慢。据中国钢结构协会统计,2023年,建筑板材、桥梁板、热轧型钢、钢管和冷弯型钢分别占钢结构钢材总消费量的52.0%、13.9%、16.3%、6.6%和4.7%;钢材的Q355、Q235、Q420、Q390和Q460强度等级分别占总消费量的61.7%、14.2%、6.0%、4.8%和1.8%,其他钢材产品占11.6%。
据调查,一些企业已经开始提高热轧钢和高性能钢的比重,如首钢建设、宝钢建科等大型建筑企业在钢结构体系中的钢结构钢品种不断优化升级。在 2019 年竣工交付的高层钢结构住宅项目中,首钢建设使用了 58.4% 的型钢,还使用了耐候钢等一些高性能钢材;在中钢洛耐研究院新材料研发中心项目中,宝钢建筑科技的主要钢结构采用高性能钢材。
二、钢结构住宅推广应用存在的主要问题
调查发现,不少单位反映钢结构房屋与钢混结构与PC结构在技术和质量方面没有明显差距,在施工效率、房屋良率、室内格局调整等方面具有更多优势,从全生命周期来看,低碳绿色优势更加明显, 前景应该非常广阔。但是,到目前为止,钢结构住宅的推广应用仍然比较缓慢,主要包括以下六个原因。
(1)缺乏综合成本优势,特色优势发挥不足
一些企业反映,钢结构房屋的综合成本与钢混结构房屋和PC结构房屋的成本非常接近。但大多数企业反映,一般情况下,钢结构住宅建筑的单价比PC结构高100元/平方米~400元/平方米,比钢混结构高400元/平方米~800元/平方米,单位成本高出10%~25%。
尽管钢结构在提高施工效率和降低人工成本方面具有显著优势,但其综合造价仍未达到市场竞争力水平,大大削弱了房地产开发商的采用意愿,成为阻碍钢结构住宅广泛推广的首要问题。
如果钢结构住宅综合造价高的问题得不到解决,其大规模市场应用将面临严峻挑战。在旧城改造、城中村升级等土地资源紧张、建设空间有限、工程周期紧张、房价高企的情况下,钢结构住宅具有显著的发展潜力和优势,但由于推广不足,其应用不广泛。
(2)上下游协同效应不强,产业链上缺乏龙头企业
钢结构构件和钢结构住宅行业的设计、施工等环节,以及其上游的钢结构产品生产,都是由不同的单位自由完成的,缺乏一个集成的平台和有效的内部联系机制。这种情况直接导致产业链上下游沟通不畅,整体运营效率低下,伴随着成本的增加。即使在产业链中的大型上下游企业中,也缺乏必要的能够快速响应、解决问题的联系和协调机制。
钢结构住宅行业以其鲜明的现代工业特色,呈现出产业链长、领域广、整体性强、系统性要求高等特点。但由于体制机制、传统思维模式和市场环境等多重因素的影响,该领域尚无能够跨越全产业链并引领行业实现跨越式发展的龙头企业或集团。
(3)钢材标准与住宅设计用钢标准衔接不紧密,构件泛化程度不高
钢材标准的制定通常由钢铁行业的相关部门主导,而住宅建筑的设计规范则由住房和建筑行业的相应部门主导。由于两个部门之间缺乏有效的沟通机制,材料标准和设计规范之间的联系不够紧密,从而导致了一些问题。一方面,虽然住宅部门对某些钢材有实际需求,但由于这些材料种类繁多、规格不同、需求量相对较小,钢铁企业出于成本考虑,不愿意组织工业生产;另一方面,钢铁企业在推出新的优质钢材品种时,住宅建筑领域未能及时采用和出台相应的产品标准,限制了更先进的钢材品种在住宅建筑中的推广应用。
构件的泛化是钢结构住宅规模化、产业化发展的基石。但是,目前钢结构住宅的结构技术体系和通用构件标准化体系很多,大型钢结构企业基本是自成一体的,都有自己独特且不兼容的结构技术体系。这种现状极大地阻碍了零部件的标准化生产流程,导致通用化程度低,进而制约了钢结构住宅的规模化发展。
(4)教育培训制度不适应钢结构行业发展需要,专业人才短缺
据调查,钢结构推广应用的一大障碍在于缺乏钢结构设计师。目前,国内结构工程师团队主要从事钢-混凝土结构的设计,虽然PC结构作为一个新兴领域也面临着人才短缺的问题,但与钢结构相比,从钢-混凝土结构到PC结构的研究更加直接和容易。
此外,在大学教育方面,教授们的研究重点主要集中在钢-混凝土结构上,对钢结构的研究相对不足。这种现象在本科教育层面尤为明显,开设钢结构专业的大学并不多,即使有,其相关课程也很少安排在本科阶段。同时,社会对钢结构加工、生产、施工等领域的专业培训也相对缺乏,缺乏系统的在职技能培训从业人员,进一步加剧了钢结构专业人才的短缺。
(5)典型示范效应不明显,房地产开发商和消费者的认可度不高
在政策激励和约束的双重引导下,一些地方政府在推动保障性住房建设方面积极实施钢结构住宅项目,并取得了积极成效。尽管取得了一些进展,但缺乏标杆性的“优秀”钢结构住宅示范工程,导致示范效果大多停留在形式层面,缺乏深入人心、具有强大说服力的实质性宣传。
由于综合造价高等因素,钢结构住宅尚未成为房地产开发商的首选。此外,消费者对钢结构房屋存在一定的误解和偏见,他们可能会错误地认为这类房屋在隔音、保温、防水等方面存在潜在问题,这进一步削弱了开发商采用钢结构房屋的意愿。
(6)钢结构住宅行业统筹规划不足,政策支持不够具体
当前,钢结构住宅行业正处于亟待突破的关键阶段,其面临的挑战之一在于缺乏统筹规划以及相对普遍的政策支持。尽管国家层面一再释放积极信号,明确了对钢结构住宅行业的支持态度,并将其作为推动建筑业转型升级的重要方向,但在实施层面仍有很大的提升空间。
虽然政府主管部门出台了一系列相关文件大力发展钢结构建筑,但总体来看,政策文件在实施时与发展目标相距甚远,地区差异也比较明显,全面推广钢结构建筑的市场环境有待进一步改善。要通过政策为企业创造坚实条件,做好材料升级、结构升级、业态升级、数字化升级,引导建筑业向绿色、低碳、可持续方向发展。

三、钢结构建筑的发展潜力和机遇
去年底以来,中国钢铁工业协会组织开展了一系列调查,认真分析了钢结构建筑发展步伐相对滞后的核心原因,并在此基础上,形成了对钢结构建筑发展的几项重要看法和深刻认识。
(1)钢结构建筑发展潜力巨大
由于钢结构本身的特点和优势,以及中国钢铁工业和制造业良好的工业基础,钢结构建筑具有广阔的发展前景,必将成为中国钢铁工业及相关制造业和建筑业高质量发展的新赛道,并成为地方经济发展的新增长点。
(2)钢结构推广应用的拐点来了
所谓拐点是指钢结构建筑的综合造价比钢混凝土结构和PC结构的成本更有优势,产品可以受到消费者的青睐。主要原因:一是钢结构建筑符合我国经济社会发展的大趋势和国家政策导向;二是据相关数据显示,目前我国建筑业40岁以上的从业人员中有50%以上就业,用工成本将长期呈上升态势;第三,钢结构建筑全生命周期对节能、减排、减碳效果突出,未来将转化为成本优势;第四,钢结构建筑还有很大的增效降本空间。
(三)树立全产业链协同发展理念
钢结构的最终产品是钢结构建筑。钢结构建筑涉及建筑用钢、钢构件及相关配套件等材料的供应,设计、制造、运输、施工、安装等建筑施工环节,运营、维护、改造、回收等建筑使用环节,融资、保险等金融服务。通过全产业链各环节的融合发展和相互促进,提高质量水平,让消费者发自内心地看到、接受和青睐钢结构建筑,是钢结构建筑加速发展的必要基础和前提。
(四)钢铁结构企业面临新的发展机遇
从钢结构建筑特别是钢结构住宅、中小跨度桥梁和涵洞的发展现状来看,我国尚未形成完整的产业链,缺乏对整个产业链有显著影响的大企业和大集团。一些具有前瞻性眼光和雄厚实力的钢铁企业,凭借深厚的H型钢、板材等优质建筑用钢生产基础,再加上其内部的专业设计院、建筑公司等多元化资源,具备了抢抓机遇和创新发展的良好基础和先发条件。
四、推广钢结构建筑的思路和建议
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习贯彻党的二十大和历届全会精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,以钢铁、建筑两大产业融合互促为主线, 以钢结构特别是钢结构住宅为重点,坚持目标导向、问题导向、结果导向,进一步摸清建筑领域对钢材的需求,进一步解决钢结构推广应用的困难。深入培育贯穿全产业链的龙头企业或集团,进一步完善跨行业工作推进机制,推动钢铁和建筑行业产业转型、绿色低碳高质量发展迈上新台阶。
(一)加强行业引领机制建设,凝聚协同工作动能
持续加强行业核心引领平台建设,有效整合多方资源和力量,推动各项任务有序推进。稳步推进各项任务的实施,确保工作既符合当前行业实际,又具有前瞻性的视野和战略导向,引领钢结构建筑行业的持续健康发展。在此过程中,我们积极吸收各行业协会的宝贵建议,并确保工作的方向和内容既现实又具有前瞻性,并能通过广泛的咨询和讨论,准确把握和引领行业的未来趋势。
为了进一步拓展合作平台,需要积极探索与国内外建筑领域知名行业组织的合作建设。借鉴国际先进经验,积极沟通交流,以期在资源共享、技术交流、市场拓展等方面实现互利共赢,共同推动钢结构建筑行业的繁荣与发展。
(二)多措并举降低综合成本,在重点区域推进钢结构住宅推广应用
通过深入的调查研究,打通了从材料生产到建筑交付的全成本链,对比分析了典型区域和典型企业中钢混结构、PC结构、钢结构等不同形式的住宅项目的各个环节的成本。提出了有针对性的降本增效措施,旨在优化资源配置,提高项目经济性。
同时,紧紧围绕国家政策引导和统筹部署促进经济稳定增长,积极将研究成果反映给有关部门和事业单位,倡导保障性住房建设、旧城改造、城中村改造升级、平整应急两用设施建设、 搬迁安置、灾后恢复重建等,加快钢结构住宅的广泛应用。这一措施不仅可以促进建筑业的转型升级,还可以有效提高住房质量,增强社会经济的可持续发展。
(3)搭建多种形式的产业对接平台,为龙头企业或集团脱颖而出创造有利环境
为加强产业链整合,我们将根据企业需求,构建多元化、高效率的产业对接平台,旨在为龙头企业和集团创造一片脱颖而出的沃土。这些平台不仅涵盖线上信息交流平台,还包括线下实体对接会,旨在打破信息壁垒,促进资源的高效流通和优化配置。
围绕企业实际需求,在钢结构生产、钢结构建筑设计、加工、专业安装施工等多个关键环节精心策划和组织现场对接活动,通过搭建面对面的交流平台,有效解决了上下游企业长期存在衔接不畅、协同效率低下的问题。这样的对接会不仅可以促进技术交流和协同创新,还可以加快市场信息的传递和反馈,为整个钢结构住宅产业链的协调发展注入强劲动力。同时,我们将持续优化对接机制,确保平台服务的准确性和有效性,帮助更多优质企业脱颖而出,共同推动钢结构建筑行业(尤其是钢结构住宅、中小跨度桥梁等)的繁荣发展。
(4)推动建筑设计规范与钢结构标准的融合,推动技术体系成熟
为了进一步提高钢结构建筑和住宅建筑的发展质量,需要对钢结构材料、钢结构建筑(特别是钢结构房屋)和其他相关标准体系之间的匹配和协调进行深入研究和分析。2024年,重点修订完善《钢结构设计标准》国家标准(GB50017)、《装配式钢结构住宅建筑技术标准》(JGJ/T 469)行业标准、《装配式钢结构住宅主要构件尺寸导则》等一系列标准团体标准。
同时,为推动钢结构房屋技术创新和普及,行业相关企业广泛征集自己的钢结构房屋技术体系。推广一套比较成熟、具有实际应用价值和市场前景的技术体系,以激发更多企业的兴趣和参与,共同推动钢结构房屋技术的普及和发展。
(五)推进钢结构住宅示范工程,加强科学宣传引导
搭建贯穿钢结构建筑从钢结构生产、钢结构加工、建筑设计、建筑施工到开发商、绿色低碳节能服务全产业链各个环节的展示平台,以及无缝对接、协同发展的交流合作平台,推进钢结构住宅示范工程,加强科学宣传引导。
结合技术体系的推广,建立一批具有行业影响力的工程示范,树立产业融合模式,大力宣传钢结构住宅在节能、环保、抗震、节约成本等方面的优势,从而提高社会认知度和认可度。
(六)加强系统研究,提出发展目标、任务和政策建议
为了推动钢结构建筑领域的深入发展,通过广泛的研究和了解以及单位推荐,我们将建立一个涵盖钢结构与建筑行业的专家数据库。依托专家库资源,组织开展钢结构建筑推广应用研究。首先调研明确发展目标,即提高钢结构建筑的市场占有率和技术水平;二是要确立主要任务,包括但不限于技术创新、标准制定、产业链协同等;第三,要据此提出具体工作措施和政策建议,为政府决策和行业实践提供有力支撑。
通过对产业链上下游的关联与互动的深入研究,形成前瞻性和指导性意见,并实施相关措施,促进产业链各环节之间的紧密合作和资源共享,共同促进钢结构建筑行业的繁荣与发展。
相信随着钢结构建筑上下游产业合作整合的深入,钢结构与建筑行业将实现深度对接,进一步推动钢结构建筑产业链升级改造,绿色钢结构建筑将大有可为。
作者 |钢结构与施工推广应用用钢需求调查工作组