12月10日-12日,由中國國際貿(mào)易促進委員會、中國房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會、中華全國工商業(yè)聯(lián)合會房地產(chǎn)商會、中國房地產(chǎn)報和優(yōu)博(會展)集團共同主辦的2010第十二屆CIHAF中國住交會,在沈陽國際會展中心隆重舉行。
在2010CIHAF第六屆中國綠色建筑與結(jié)論論壇上,鳳凰網(wǎng)全程直播了主題為2011—2015綠色建筑下一個五年實踐的論壇,沈陽清華城市規(guī)劃設(shè)計研究院的總工程師王昌興,針對建筑節(jié)能,發(fā)表了自己的觀點。
綠色建筑的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)優(yōu)化
我今天和大家交流的題目是結(jié)構(gòu)優(yōu)化是建筑節(jié)材的重要途徑。我想提醒大家,因為現(xiàn)在講起綠色建筑講的主要是節(jié)能,大家一般的想象一個建筑平米,因為我們做綠色建筑要增加造價,但是在我們的實踐中,我們認為綠色建筑不僅僅是資金的堆砌,從節(jié)材的角度來說,我們還有很多的工作可以做。
**個問題是結(jié)構(gòu)優(yōu)化與綠色建筑的關(guān)系。我國的綠色建筑評價標準,原本就提倡優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計,在新的綠色辦公評價標準當中,結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化被提升為節(jié)材部分的*重要的內(nèi)容。與國際先進的綠色評價標準相比,我國標準對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的強調(diào)是一個很大的特色。一般的認為一星、二星每建筑平米要增加100元左右,三星要增加200元左右,那是沒有進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的結(jié)果。我剛才請教了一下郭總,他們項目做得很好,他們一個建筑平米三星級的也就是一百塊錢,那么我們假設(shè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以后,每建筑平米可以節(jié)省一百塊的話,就意味著我們一星、二星、三星基本上可以不增加成本。這樣就會大大的有利于建筑技術(shù)的推廣。這就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化與綠色建筑的一個本質(zhì)關(guān)系。當然這個優(yōu)化還有一個安全度提高的問題。如果能夠通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以得到**的品質(zhì)、**的安全度,對我們來說遠遠是利大于弊的。
第二個問題是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的迫切性。從資源消耗方面來分析,我國的住宅絕大部分采用的是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),大量的使用水泥、砂石、鋼筋,其中水泥消耗了大量的能源,造成了大量的污染。砂石正在被用盡。鐵礦石的價格成倍上漲。住宅壽命終了時,將有巨大的垃圾需要處理。因此迫切的需要減少材料的用量。這是一個方面。從造價方面分析,我們結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了建安造價的40%到60%以上,對于住宅來說大概是60%以上。因此,我們也是迫切的需要結(jié)構(gòu)優(yōu)化。我們做一個造價分析,我們施工階段大約決定了建安造價的20%,我們設(shè)計階段決定了80%,其中對于住宅我們結(jié)構(gòu)造價約戰(zhàn)建安造價的80%,所以我說80%×80%是64%。對共建的占了50%以上。所以至少是影響了40%以上。
結(jié)構(gòu)設(shè)計決定了建安造價的40%到60%以上。從安全方面來分析。有一些項目或者因為設(shè)計時間不夠,或者因為經(jīng)驗不足,或者因為失誤而帶來了安全的缺陷。所以剛才說這是從三個角度來說他的迫切性。
第三點,結(jié)構(gòu)優(yōu)化的空間到底有多大?有沒有空間。從理論上來推測一下結(jié)構(gòu)優(yōu)化的空間,這是海南三亞的一個項目,我們說有一個建筑方案,同一個建筑方案我們可以有無數(shù)個結(jié)構(gòu)方案。在這個建筑方案的技術(shù)上我們可以有無數(shù)個結(jié)構(gòu)方案,那么一個項目可以有無數(shù)個建筑方案,每個建筑方案又有無數(shù)個結(jié)構(gòu)方案,因此我們建筑方案太多,找不到一個*優(yōu)的建筑方案,所以建筑是一個遺憾的藝術(shù)。
另外,因為結(jié)構(gòu)方案更多,所以更找不到*優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。這就說明我們永遠是酉空間的。無論做不做結(jié)構(gòu)優(yōu)化都有空間。第二點,我們從工作和生活中能夠感受到的優(yōu)化空間。在日常生活和工作中,我們常常怕別人認真的問“為什么”。小的時候就特別有體會,為什么?人家一問為什么,我們可能就有一點答不上來。我們怕別人認真的問“為什么”,這是因為有些問題常常很難回答,很難回答的根本原因是我們沒有考慮清楚。如果一個工程存在難以回答的問題,至少說明這個工程有可以優(yōu)化的空間,這種問題越多,優(yōu)化的空間就越大。
第三點,我們從關(guān)乎人命的醫(yī)療方案推測優(yōu)化空間。我們知道人用的藥品的用量應(yīng)該與病人的體重、年齡、身體狀況、性別都有關(guān)系。也就是說至少應(yīng)該是每公斤多少多少克、多少多少毫克。我們目前的狀況是僅僅對嬰幼兒有每公斤多少毫克,70歲以上的老年人尤其是80歲以上的老人,肝腎的功能下降,安全劑量應(yīng)該比成年人有所降低??梢姡P(guān)乎人命的藥品的用量有很大的優(yōu)化空間,更何況結(jié)構(gòu)這種不是特別關(guān)乎人命的結(jié)構(gòu)材料的運用,如果是這一方面想想結(jié)構(gòu)治療的方案,那么大體對應(yīng)于結(jié)構(gòu)方案。我們想該有多少工作要做!所以現(xiàn)在問題的核心不是有沒有優(yōu)化空間,而是如何去優(yōu)化。
第四方面,我們講一下結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性。很多的開發(fā)商已經(jīng)開始做結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并且取得了很好的效果。
第五個,發(fā)達**的情況。發(fā)達**一般的錢很多,他們也是節(jié)蔡的。西爾斯大廈,平均用鋼量是160公斤,同樣規(guī)模傳統(tǒng)的用鋼量是300公斤,西爾斯大廈相當于當時的50%。美國有一個羅卡巧克橋,對一百多種不同拉索進行了分析。在建筑用鋼量方面我們**已經(jīng)接近國外。但是在某些情況下,按照我國規(guī)范設(shè)計的構(gòu)件,配筋比按西方的規(guī)范還要多。當然這個原因是比較復(fù)雜的。美國有一個公司在咱們沈陽做的賽格廣場大廈的時候進行了投標,他們的方案和現(xiàn)在的方案是一致的,不同的是他的梁兩端均比較鉸接,比我們現(xiàn)在實施的要低。美國林同炎的一本書上,這個圖上有兩個東西,一個是十層以下的建筑,他的平均用鋼量是53.7公斤,我們現(xiàn)在的是多少?我們再看40層左右的樓他的用鋼量水平是83公斤,那么我們現(xiàn)在的用鋼量水平是高于他們的。我們再看另外一張圖,同樣是一個美國人,我們關(guān)注30層左右的樓,他說的用鋼量水平是45公斤,這個值是遠遠低于我們目前實施的平均水平。
第六點,什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化?
舉個例子:我們在通州做的一個項目,當時它的要求是要通風排水,要提高品質(zhì),我們經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)通風排水這么一項就增加了結(jié)構(gòu)造價大概是8%,所以*后這個開發(fā)商就放棄了通風排水的要求。他后來要求是做普通的切塊的隔墻,這個比較傳統(tǒng)。我們經(jīng)過計算全部結(jié)構(gòu)造價因為采用了切塊,增加了12%以上。他的平面,這個平面是對稱的,我們怎么優(yōu)化呢?我們把平面中部的范圍里面的X項的隔離墻減薄了,結(jié)果就更不安全了。恰恰相反,我們減薄了以后我們Y外方向的水平位移減小了,說明我們的安全度**了。它的原因也是很淺顯的,X方向的位移增加了,因為本來就富余,所以無所謂。Y方向的位移小了,地震質(zhì)量減少了很多,這樣安全度就會提高。
我們還采取了一個措施,是減薄Y方向的墻,對Y方向的位移影響是比較小的。這個理由就不多說了。
我們還減少了箭頭所指的減離墻,這部分的作用相對來說比較少,所以修改以后的方案大家看一下,上下兩邊的墻我們適當?shù)募雍?,電梯桶方便的盡量減薄,衛(wèi)生間附近的做了大幅度的減薄,右側(cè)的適當?shù)臏p薄,大家看這樣的方案是不更加合理了?所以結(jié)構(gòu)的美體現(xiàn)在該減的減,該加的要加。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化有沒有*優(yōu)方案?
這樣的方案是不是*經(jīng)濟的方案呢?我說不是,應(yīng)該還有更經(jīng)濟的方案。比如說我們這樣一個超高層,按照**規(guī)范的規(guī)定,他可以扣除無害位移,我們沒有扣。
回到剛才的話題,我們沒有*優(yōu)的方案。
什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化?結(jié)構(gòu)優(yōu)化就是少花錢,保證基本的安全度。同時我們要少花錢,希望得到一個**的安全度,這個求的是安全、保險。我們在十多年的實踐當中,進行了很多這方面的嘗試,取得了一定的效果。
七,數(shù)據(jù)匯總。在八度區(qū),以沈陽地區(qū)為離,27層的剪力墻住宅,按照小康住宅建筑結(jié)構(gòu)體系里面論述的是140公斤到180公斤,這個是90年代,我們目前的社會平均水平大概是60到80公斤,我們已經(jīng)知道了比較較高的標準,是58公斤。我們曾經(jīng)做到的是45公斤。這個還包括了地下所有的鋼筋和損耗。所以按照社會平均水平來比,目前我們可能節(jié)省的用鋼量大概每平米是15公斤以上。僅僅是鋼筋一項的節(jié)省額就超過了90元。
七度半,山西、天津都是。27層左右的剪力墻,目前社會的平均水平大概是55到70公斤,已知的是50到58公斤,我們曾經(jīng)做到的水平能夠達到39公斤。同樣按照社會平均水平為基準,目前可能節(jié)省的用鋼量水平大概是16公斤以上。僅僅這一項鋼筋節(jié)省額就超過了96元。
27層左右的剪力墻住宅,每建筑平米的用鋼量,目前的社會平均水平,8度,60到80公斤。7度半,55到70公斤,7度,52到65公斤,6度50到65公斤。我們已知的*高水平58公斤8度,7度50到58公斤,7度47.5公斤,6度45公斤。我們曾經(jīng)做到的水平8度45公斤,7度半是39公斤,7度是37公斤,6度是35公斤。也是與社會平均水平比,我們都有一個比較大的優(yōu)化幅度。
所以與社會平均水平相比,我們住宅和公建,一般的根據(jù)我們的統(tǒng)計能夠節(jié)省60到170元。
回到開頭的話題,如果是按照一個三星級的建筑,大概每平米增加的費用不超過一百塊的話,我們在疊加上結(jié)構(gòu)優(yōu)化,我們做三星級建筑基本上可以不增加錢。
**案例:
這是幾個例子:沈陽的某一個項目我們省了1488萬。杭州的一個項目省了1200萬。杭州另外一個項目省了5200萬。遼寧某一個項目光是基礎(chǔ),我們估算可以節(jié)省1480萬,實際完成施工單位少賺了1700萬。長沙的一個項目實際節(jié)省超過一千萬。長沙這個項目有一個特色,正好是在金融危機的時候,如果不做優(yōu)化就賠本了,那個時候已經(jīng)開工了,只能做部分的優(yōu)化,這部分的優(yōu)化也省了一千萬。山西某地的一個綠洲項目,實際節(jié)省1700萬。沈陽CBD,現(xiàn)在是SK大廈實際節(jié)省超過了六千萬。遼寧的一個項目是我們目前來說*高的,省了8600萬。我們到現(xiàn)在我們的記錄還沒有超過這個值的。
我們算了這些錢,我們回顧他可以折合成多少的炭排放?可以減少多少個炭排放?省了這么多錢意味著省了很多材料。那么結(jié)構(gòu)優(yōu)化會不會影響結(jié)構(gòu)安全?結(jié)構(gòu)設(shè)計師**不會拿姓名開玩笑,尤其不會拿自己的姓名開玩笑。如果他把一個房子做塌了,他自己是要跟監(jiān)獄、要負責任的。另面,多用的材料減下來,僅僅是優(yōu)化在一方面,我剛才講了優(yōu)化是有增有減的,只有設(shè)計錯誤才會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全,而設(shè)計錯誤與節(jié)材沒有直接的關(guān)系,節(jié)材不可能導(dǎo)致設(shè)計錯誤,反而是節(jié)材肯定會減少錯誤。比如說我們在杭州做的項目,在優(yōu)化中發(fā)現(xiàn)了一些特別嚴重的項目。
*后簡單做一下案例介紹:
山西的一個項目,這是27層的住宅,十萬平米,我們做完優(yōu)化之后做了一個測算,一共三個樓,12號是用鋼量38.8,15號樓是41.28,23號樓是39.3。一共省了1700萬,由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來的節(jié)省大概是800萬,由于精細化設(shè)計帶來的節(jié)省大概是300萬。
山西的項目是八度區(qū),他是27曾到32曾,原來設(shè)計采用樁基礎(chǔ),用鋼量比較多,后來我們改成天然地基,出來*后面的兩棟樓沒有改。這是SK大廈。這是長沙的一個項目,我們地上預(yù)估能省一千萬,實際上他不允許優(yōu)化方案,我們地下預(yù)估也能省一千萬,實際上樁已經(jīng)打完了,他浪費了30%,成臺也節(jié)省了30%,這些都不能改,*后實際節(jié)省了一千多萬。沒有達到我們的預(yù)期,但是對開發(fā)商來說,由虧損變成了不虧損。這對他來說是有意義的。
這是杭州的一個項目,現(xiàn)在已經(jīng)干起來了。這是遼寧的一個項目,這是杭州的另外一個項目。
沈陽在石景山有一個項目,這個項目很有意思。我們說設(shè)計決定了造價的40%到60%以上,什么是設(shè)計呢?設(shè)計一般的設(shè)計師就說先假設(shè)、后計算就叫設(shè)計。他這個項目的假設(shè)是正確的,計算是錯誤的。實際上我們把錯誤改正了以后還節(jié)省了超過800萬。
這是遼寧的一個地標性的建筑。
今天的時間不多,就給大家匯報到這兒,謝謝大家。
主持人:非常感謝王總精采的演講。因為作為綠色很重要的一個方面,他就是要節(jié)省,前一段時間跟臺灣綠建筑的專家,成功大學的林教授交流,他也講了,當你要做一個真正綠色的東西,**你要壓縮你的設(shè)計余量,這個余量主要是結(jié)構(gòu)、設(shè)備、極點、給排水,因為我們國內(nèi)的時間的緊迫和官場的壓迫性的設(shè)計,導(dǎo)致很多東西不能夠充分的思考,*偷懶的方式保持保持適當?shù)挠嗔?,而這個余量在規(guī)范許可的范圍內(nèi),我更有利與設(shè)計師,這也可以理解。結(jié)構(gòu)優(yōu)化也就是為此在結(jié)構(gòu)方面做出了很大的嘗試。
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