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工厂生产、工地安装、建筑材料可循环利用

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工厂生产、工地安装、建筑材料可循环利用,周绪红——

勾勒未来建筑的绿色模样(自然之子)

“我们的高楼多是传统钢筋混凝土结构,建前要烧砖、挖砂,建造时还会产生大量废水、噪音、扬尘。”今年年初,中国工程院院士、重庆大学教授周绪红(见图,杨正果摄)团队的“高层钢—混凝土混合结构的理论、技术与工程应用”项目获得国家科技进步奖一等奖。在介绍项目最初思路时,周绪红说了上面这段话。他认为,未来的发展是绿色的发展,未来的建筑也应该是绿色的建筑。

“用钢量省30%至40%,综合成本降低约30%”

深圳平安金融中心,约600米高。建筑结构技术正来源于周绪红获奖团队的这项研究。

周绪红回忆,在国内基础建设刚起步时,各地都在筹谋建摩天大楼,“用混凝土建楼建不高,因为建材自重太重了,建到100米以上,安全性就会有问题。用钢材建呢?当时钢材多贵啊,建不起。”周绪红介绍,不仅自己,很多专家都在研究,该如何将两种方式结合起来,达到经济性和科学性的统一。

平安金融中心采用的“支撑巨型框架—核心筒体系”,就是周绪红的研究成果之一。平安金融中心通过采用这项新技术,总体用钢量比预计降低了近20%,节省资金过亿元。

“混凝土受压,钢结构受拉。这种建筑模式中,建筑中间是混凝土的筒状主体,周边结构用钢材。这样的楼,又高又稳。”周绪红解释,“据测算,我们的技术与传统钢结构技术相比,用钢量省30%至40%,综合成本降低约30%。”

不止于此,针对不同高度的建筑,周绪红团队针对性开发出高效新型施工技术,并提供了不同的结构体系、建筑规范。

“以前,100米、300米和800米的建筑要求都一样,那为了达到安全标准,就会造成大量建材的浪费。”团队成员、重庆大学教授刘界鹏介绍,针对不同情境,周绪红团队研发出4种结构体系:“支撑巨型框架—核心筒体系”适用300—800米建筑,“钢管约束混凝土结构体系”适用100—300米建筑,“交错桁架结构体系”适用100米以下公共建筑,“钢管混凝土异形柱框架体系”适用于100米以下住宅。这4种结构,基本涵盖了高层建筑的高度和使用功能。

“钢结构资源消耗更少,对环境也更友好”

未来的建筑,该是什么样?

“我认为未来的房子,建筑构件在工厂里生产,直接用钢材铸造。”周绪红憧憬道,这些构件运到工地,可以直接焊接联结,一座座“钢楼”就这样拔地而起,相比传统钢筋混凝土结构,污染排放能降50%左右,“钢结构资源消耗更少,对环境也更友好”。

不过,这种设想不是没有人质疑。有不少人还找到周绪红辩论:钢铁的房子会不会易锈?能不能防火?能坚持多久?

对这样的质疑,周绪红有点无奈:“这些问题都能解决,而且很好解决。混凝土的建筑很少有百年以上的,但是百年钢桥多的是,你说谁更持久?”

“当然,技术是一回事。目前,为了与经济社会发展相适应,达到安全性、技术性和经济性的平衡,所以我们现在的建筑还是更多采用混合结构。”虽然推崇钢结构,但周绪红并不盲目,他介绍说,目前来讲,钢结构的成本更高一点,要高10%到20%,而且也对建筑行业复合型人才提出了更高要求。

“相比建筑外表的‘高’和‘大’,绿色发展更重要”

“说真的,我还是希望可以有更多时间搞科研。”从重庆大学校长一职上退下来以后,64岁的他满身干劲,经常凌晨还在回复学生邮件,他说,“日子太快,时间太紧,可不能混日子。”

现在,他又带队成立了建筑智能建造团队,探索推动建筑行业向智能化绿色化方向发展。

走进他的实验室,电脑屏幕上成千上万的小型构件正在拼接,形成建筑方案的三维影像。构件哪里有缝、哪里过长,都一目了然。每一个构件的尺寸都能精准提供给工厂——这样制作的构件运到工地,现场就能拼装。

“现在技术发展的梗阻还是出在构件间的连接件上,精密度还是不够。产业链的不完善,影响了钢结构的快速发展和应用。”周绪红说,在国内各大城市,地标性建筑越来越多,高度越来越高,跨度越来越大,“相比建筑外表的‘高’和‘大’,绿色发展更重要”。

“现在看来,钢结构依然比钢筋混凝土贵,但是我们要看长远。”周绪红说,“建筑废弃后,拆除的钢材可以100%回收利用。但是砂石不可再生,越用就越少了。”

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