Состояние разработки и будущие тенденции сборных стальных конструкций в контексте двойных углеродных целей Китая

Состояние разработки и будущие тенденции сборных стальных конструкций в контексте двойных углеродных целей Китая

Ограничения со стороны политики, различающиеся сферы применения и трансформация низкоуглеродных цепочек поставок

Ведущая тенденция: в рамках двойной углеродной цели Китая сборные стальные конструкции переходят от инструмента повышения эффективности строительства к инструменту низкоуглеродного строительства и обеспечения надежности цепочки поставок. Политика уже установила жесткие ограничения: к 2025 году доля сборных зданий в общем объеме новых зданий должна превысить 30 %; к 2030 году доля сборных зданий в общем объеме новых городских зданий, введенных в эксплуатацию в этом году, должна составить 40 %. На уровне отрасли области применения диверсифицируются. Промышленные предприятия, логистические склады, культурные и спортивные объекты, транспортные узлы и сверхвысотные проекты представляют собой относительно зрелые сценарии применения, тогда как жилые здания и обычные общественные здания по-прежнему сталкиваются с ограничениями в части стоимости, стандартизации, систем противопожарной защиты и защиты от коррозии.

Рисунок 1. Сборные стальные конструкции все чаще оцениваются с точки зрения низкоуглеродной поставки, прослеживаемости и надежности цепочки поставок.

1. Основной вывод: конкуренция смещается с акцента на скорость на низкий уровень выбросов углерода, проверяемость и выполнимость

С точки зрения как государственной политики, так и рынка логика использования сборных стальных конструкций изменилась. Ранее покупатели в первую очередь ориентировались на сроки, стоимость и пролёт. Сегодня заказчики проектов, государственные закупщики и зарубежные клиенты также обращают внимание на удельный объём скрытых выбросов углерода на единицу площади здания, прослеживаемость компонентов, объём отходов на строительной площадке, соответствие требованиям к экологичным строительным материалам и способность обеспечивать поставки в соответствии с различными стандартами. Это означает, что конкуренция между предприятиями, производящими стальные конструкции, больше не ограничивается лишь возможностями обработки компонентов — всё большее значение приобретает способность цифровизации всей цепочки: проектирования, производства, транспортировки, монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

На национальном уровне «Четырнадцатый пятилетний план развития строительной отрасли» предусматривает, что к 2025 году доля сборных зданий в общем объёме новых зданий должна составить более 30 %. В «Плане реализации мер по достижению пика выбросов углерода в городском и сельском строительстве» дополнительно установлено, что к 2030 году доля сборных зданий в общем объёме новых городских зданий, введённых в эксплуатацию в этом году, должна составить 40 %; кроме того, план предусматривает развитие жилых зданий из стальных конструкций, интеллектуального строительства, экологичных строительных материалов и точной заводской обработки стройматериалов. Политика государственных закупок экологичных строительных материалов расширена с пилотных программ до 48 городов, включая шесть первоначальных пилотных городов, и к 2025 году требует полного охвата этой политикой всех строительных проектов, финансируемых за счёт государственных закупок.

Ключевые данные и основания для интерпретации

Рисунок 2. Политика и правила закупок превращают данные по выбросам углерода, материалы, соответствующие требованиям, и поддающиеся аудиту документы в составляющие конкурентоспособности поставщиков.

2. Политический контекст: от стимулирования сборного строительства к переформатированию методов строительства в условиях ограничений по выбросам углерода

Цели «двойного углерода» вынуждают строительную отрасль отказаться от традиционной инвестиционно-ориентированной логики и перейти к скоординированному сокращению выбросов углерода в сферах энергетики, материалов, строительства и эксплуатации. На протяжении длительного времени строительный сектор сталкивается с такими проблемами, как масштабные «мокрые» процессы на строительных площадках, высокие потери материалов, значительные объёмы строительных отходов и нестабильность качества поставок. Политическая ценность сборных стальных конструкций заключается в переносе большей части процессов в заводские условия и сокращении потребления энергии, пыли, шума и выбросов отходов непосредственно на строительной площадке за счёт стандартизированного проектирования, индустриального производства и монтажа на месте.

Политика по стимулированию использования экологичных строительных материалов также меняет подходы к оценке закупок. В документе Цайку [2022] № 35 четко расширяется сфера применения политики до 48 городов, а в перечень объектов, подпадающих под государственные закупки, включены больницы, школы, офисные здания, комплексы, выставочные залы, конгрессно-выставочные центры, стадионы и проекты доступного жилья. Для проектов, охваченных данной политикой, строительные материалы, перечисленные в «Стандартах государственных закупок для зеленых зданий и экологичных строительных материалов», должны приобретаться и использоваться в соответствии с соответствующими требованиями. Что касается заводов и складов со стальным каркасом, то прямые субсидии на них не предусмотрены. Однако спрос будет транслироваться на рынок через проекты с участием государства, общественные здания и проекты промышленных парков.

На местном уровне реализации требования к сборным зданиям часто связаны с условиями передачи земельных участков, стимулами в виде коэффициента общей площади застройки, рейтингами «зелёных» зданий по звёздной системе, показателями низкоуглеродного развития промышленных парков и техническими требованиями к проектам, финансируемым из государственного бюджета. Для B2B-покупателей это означает, что поставщики стальных конструкций должны не только предоставлять коммерческие предложения, но и представлять подлежащие аудиту расчёты конструкций, сертификаты на материалы, документацию о качестве сварных соединений, техническую документацию по системам покрытий, записи о партиях отгрузки и инструкции по монтажу.

3. Состояние отрасли: применение сосредоточено на промышленных предприятиях, спортивных и зрелищных объектах, а также сверхвысоких зданиях, тогда как проникновение в жилищный сектор остаётся медленным

Стальные конструкции не распространяются равномерно на все типы зданий. Согласно выборке ключевых проектов за 2024 год, сверхвысокие здания и офисные здания составили 28 %; крупные выставочные центры, культурные и спортивные объекты, а также торговые центры — 25 %; промышленные предприятия и высокотехнологичные производственные комплексы — 16 %; транспортная инфраструктура, терминалы аэропортов и станции высокоскоростных железных дорог — 9 %; школы и больницы — 8 %; жилые проекты — менее 1 %. Данная выборка отражает ключевые проекты, сообщаемые предприятиями, и не должна интерпретироваться как структура общей площади завершённых объектов в отрасли.

Эта конструкция является реалистичной. Растения, склады и логистические центры обычно требуют больших пролетов, четкой колонной сетки, высокой свободной высоты, крановых балок или несущей способности для тяжелых стеллажей. Культурные и спортивные объекты, а также выставочные центры требуют систем покрытий с большими пролетами и сложных узлов. Сверхвысокие здания в большей степени полагаются на стальные каркасы, стальные трубы, заполненные бетоном, мегафермы и композитные перекрытия для обеспечения баланса между высотой, сейсмостойкостью и скоростью строительства. В отличие от них, обычные жилые здания должны одновременно решать задачи звукоизоляции, огнестойкости, стоимости, стандартизации планировочных решений квартир, систем ограждающих конструкций и согласования с отделочными работами внутренних помещений, что затрудняет их массовое внедрение.

Взяв в качестве образца для наблюдения публичную информацию компании Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd., можно отметить, что на сайте компании основное внимание уделяется таким продуктам и услугам, как складские здания из стальных конструкций, производственные цеха из стальных конструкций, птичники и комплексные решения для строительства объектов за рубежом с использованием стальных конструкций. Среди заявленных услуг — индивидуальное проектирование и предварительное изготовление стальных конструкций, поддержка в получении сертификации по международным стандартам, глобальные логистические услуги, консультирование по монтажу на месте и комплексные экспортные услуги «под ключ». В профиле компании на Alibaba также указано, что она выступает в роли интегрированного поставщика систем зелёного строительства на основе стальных конструкций и архитектурных металлических ограждающих систем. Для зарубежных покупателей ключевым фактором является не просто цена за тонну, а возможность интеграции требований к проектным стандартам, производству на заводе, упаковке для экспорта, нормативным требованиям страны назначения и последовательности монтажа.

Конкретные проекты также демонстрируют сложность экспортных проектов стальных конструкций. На веб-сайте компании Zhongwei Heavy Industry указано, что в рамках крупного проекта логистического склада в Бангкоке компания отвечала за производство, изготовление и отгрузку примерно 4150 тонн стальных конструкций. Объём работ включал основные стальные конструкции, систему поддержки кровли большого пролёта и вспомогательные компоненты, а также особое внимание уделялось соблюдению соответствующих тайских стандартов и строительных норм. В информации о заказах на зарубежные заводы и склады компании отмечается, что доля зарубежных заказов составляет более 60 % от общего объёма её бизнеса; упоминаются такие проекты, как сельскохозяйственный склад в Польше, пищевой перерабатывающий завод в Саудовской Аравии и склад строительных материалов в Кении. Эти сведения являются самораскрытиями компании и должны рассматриваться в качестве отдельных кейсов, а не обобщаться в качестве средних показателей отрасли.

Рисунок 3. Текущий уровень внедрения наиболее высок там, где пролёт, нагрузка, высота, эффективность логистики и предсказуемость строительства создают очевидную ценность.

4. Прогресс в области ключевых технологий: материалы, узлы, ограждающие системы и цифровое производство развиваются совместно

С материальной точки зрения высокопрочная сталь, сталь с повышенной стойкостью к атмосферным воздействиям, нержавеющая сталь, антикоррозионные покрытия с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС) и интегрированные в здания фотогальванические системы изменяют оценку жизненного цикла стальных конструкций. В отраслевых отчетах отмечается, что предел текучести высокопрочной стали марки Q690 примерно вдвое превышает предел текучести обычной конструкционной стали марки Q355, при этом её удельная стоимость составляет около 1,25–1,35 от стоимости стали Q355. При оптимизации сечений, приводящей к снижению массы и объема сварных соединений, её совокупная стоимость и объём выбросов углерода не обязательно будут выше, чем у традиционных решений. После применения стали Q690 в Научно-техническом инновационном центре Нового района Сюньань в официальных сообщениях указывалось, что масса основной конструкции снизилась на 20 %, а выбросы углерода — на 18 %, что подтверждает ценность высокопрочной стали для снижения массы и выбросов углерода в конкретных сценариях.

Со стороны производства такие технологии, как BIM, цифровые двойники, Интернет вещей, роботизированная сварка, автоматическая резка, ЧПУ-сверление и системы управления производством, распространяются от крупных предприятий на региональные заводы. Для складов и производственных помещений со стальным каркасом реальный прирост эффективности достигается за счёт моделируемого производства: расчётная модель конструкции, подробные чертежи, перечни компонентов, информация о сварных швах, положения отверстий под болты и коды упаковки/отгрузки остаются согласованными, что позволяет сократить количество изменений в проектной документации, отсутствующих компонентов и вторичной резки на месте.

Системы ограждающих конструкций и механико-электрическая координация также имеют решающее значение для зданий с низким уровнем выбросов углерода. Уровень углеродных выбросов здания с металлическим каркасом определяется не только основным стальным материалом, но и теплоизоляцией кровли и стен, воздухонепроницаемостью, естественным освещением, естественной вентиляцией, фотоэлектрическими модулями на крыше, системами дымоудаления и пожарной безопасности. В политике достижения пика выбросов углерода в сфере городского и сельского строительства предусмотрено, что к 2025 году доля новых зданий государственных учреждений и новых промышленных зданий, оснащённых фотоэлектрическими модулями на крыше, должна составить не менее 50 %. Это будет способствовать трансформации кровель из сталежелезобетонных конструкций из простых ограждающих элементов в интегрированные системы, выполняющие функции несения нагрузки, теплоизоляции, гидроизоляции, обеспечения доступа для обслуживания и генерации электроэнергии.

5. Основные проблемы: стоимость, стандартизация, пожарная безопасность и защита от коррозии — три серьёзных барьера

Первая задача — контроль затрат. Стоимость проекта со стальным каркасом определяется не просто как цена стали, умноженная на тоннаж. Фактически заказчик оплачивает совокупные расходы на детальное проектирование, технологические потери при обработке, сварку, пескоструйную очистку и удаление ржавчины, нанесение защитных покрытий, огнезащиту, транспортировку, монтаж, системы ограждающих конструкций, установку узлов и последующее техническое обслуживание. Колебания цен на сталь усиливают риски при составлении сметы; избыточное количество нестандартных узлов увеличивает трудозатраты на обработку; а для международных проектов дополнительно возникают расходы на упаковку, морскую перевозку, таможенное оформление и адаптацию к строительным нормам и правилам страны назначения. Если при подаче тендерных заявок основное внимание уделяется лишь минимальной первоначальной цене, низкоуглеродистая сталь и высокопроизводительные системы защитных покрытий не могут в полной мере продемонстрировать свою ценность в течение всего жизненного цикла.

Вторая проблема — недостаточная стандартизация. Внутренние проекты заводов и складов со стальным каркасом зачастую носят высокую степень индивидуализации из-за различий в технологических потоках, компоновке оборудования, региональных климатических условиях и планах расширения заказчиков. Расстояния между колоннами, прогоны, связи, типы ограждающих панелей, водосточные желоба, проёмы для дверей и окон, подкрановые балки и узлы антресолей часто не имеют унифицированных модулей. Это приводит к многократному повторению проектных работ, чрезмерному разнообразию компонентов, частой переналадке производственных линий и низкой допустимой погрешности при монтаже. Будущая конкурентоспособность будет обеспечиваться не за счёт одинакового исполнения каждого проекта, а за счёт создания системы стандартизированных компонентов, параметрических комбинаций и проектно-специфической верификации.

Третья задача — обеспечение пожарной безопасности и защиты от коррозии. Сталь подлежит вторичной переработке, обладает высокой прочностью и небольшим весом, однако её огнестойкость и стойкость к коррозии зависят от проектных решений и систем защиты. Склады, промышленные предприятия и логистические объекты зачастую размещаются в условиях повышенной влажности, в прибрежных зонах, в химически агрессивной среде, в условиях холодовой цепи или при высоких температурах. Системы покрытий, горячее цинкование, огнезащитные покрытия, циклы технического обслуживания и защита мест соединений должны определяться на стадии проектирования. Такие стандарты, как GB 55037-2022 «Общий свод правил по противопожарной защите зданий», GB 51249-2017 «Технический свод правил по обеспечению пожарной безопасности стальных конструкций в зданиях», ISO 12944 «Системы лакокрасочных покрытий для защиты от коррозии» и CECS 343:2013 «Технические требования к антикоррозионным покрытиям стальных конструкций», должны быть включены в технические условия конкурсной документации, а не применяться как вынужденные меры в ходе строительства.

6. Перспективные направления: цифровое строительство, сталь с низким уровнем выбросов углерода и модульные решения будут трансформировать цепочки поставок

Первое ключевое направление на ближайшие пять лет — цифровое строительство. Для инженеров и специалистов по управлению цепочками поставок цифровизация не должна ограничиваться визуализацией в BIM. Она должна охватывать передачу данных на уровне отдельных компонентов. Каждая стальная балка, колонна, раскос, прогон и соединительная пластина должны иметь уникальный код, связанный с маркой стали, номером плавки, записями о сварке, партией покрытия, актами контроля и номером упаковки, а также местом монтажа. Только таким образом сборные стальные конструкции смогут обеспечить перенос качества завода на строительную площадку.

Вторая основная линия — это низкоуглеродистая сталь и закупки низкоуглеродистых материалов. По мере развития концепций «зеленого строительства», «зеленых строительных материалов» и систем учета углеродного следа проекты с использованием стальных конструкций будут постепенно уделять все большее внимание экологическим декларациям продукции (EPD), доле вторичного сырья, стали, полученной в электродуговых печах, использованию «зеленой» электроэнергии, расстоянию транспортировки и возможности вторичной переработки. В краткосрочной перспективе низкоуглеродистая сталь может столкнуться с премией к цене и проблемами стабильности поставок. Однако в экспортных проектах, на заводах международных корпораций, в государственных общественных зданиях и в проектах заказчиков с жесткими требованиями к раскрытию информации по ESG-показателям сертификация низкоуглеродистых материалов станет конкурентным преимуществом при участии в тендерах и даже может стать обязательным условием допуска.

Третья основная линия — модульное применение. Склады и производственные здания со стальным каркасом наиболее подходят для ранней модульной организации, поскольку их функциональные блоки относительно четко определены: стандартные колонные сетки, стандартные уклоны кровли, стандартные типы ограждающих панелей, стандартные системы прогонов и связей, а также стандартные модули порталов или многоэтажных каркасов. Зрелые будущие решения больше не будут начинаться с нуля для каждого проекта. Вместо этого стандартные модули будут удовлетворять 80 % повторяющихся потребностей, а параметрическое проектирование — оставшиеся 20 %, связанные с местными нагрузками, технологическим оборудованием и предпочтениями заказчика.

Четвертая основная линия — совместимость с международными стандартами. Для зарубежных покупателей поставщикам необходимо на раннем этапе заключения контракта уточнить, какие стандарты конструкционного проектирования, стандарты сварки, исполнительные стандарты, стандарты защиты от коррозии и документы приемки будут применяться. В проектах в Северной Америке обычно применяются стандарты ANSI/AISC 360 и AWS D1.1. Европейские рынки зачастую предполагают соблюдение стандартов EN 1993, EN 1090 и требований, связанных с маркировкой CE. В прибрежных зонах или средах с высокой коррозионной активностью особое внимание уделяется категориям коррозии, определённым в стандарте ISO 12944. Если китайские предприятия по производству стальных конструкций стремятся перейти от экспорта компонентов к экспорту комплексных инженерных решений, им необходимо разработать матрицу стандартов и библиотеку шаблонов документов.

Рисунок 4. Будущая конкурентоспособность зависит от интеграции цифровых данных, закупок с низким уровнем выбросов углерода, модульных продуктов и международных стандартов в повторяемые процессы поставки.

7. Заключение: отрасль вступает в точку пересечения низкоуглеродного развития, индустриализации и интернационализации

Будущее prefabрикованных стальных конструкций заключается не просто в замене дерева или бетона сталью. Речь идет об использовании поддающихся расчету, прослеживаемых, сборных и обслуживаемых методов для повышения эффективности жизненного цикла в подходящих типах зданий. Заводы, склады, спортивные и концертные комплексы, транспортные узлы и сверхвысокие здания останутся основными сценариями применения. Государственные проекты, такие как школы, больницы и доступное жилье, будут продолжать внедряться в рамках государственной поддержки. Жилищный рынок, вероятно, начнет развиваться ускоренными темпами только после того, как системы противопожарной защиты, звукоизоляции, стоимости и стандартизации станут более зрелыми.

Для предприятий ключевой компетенцией на следующем этапе станет не единичный прорыв, а способность превратить стандарты проектирования, низкоуглеродные материалы, цифровое производство, подтверждение качества, логистику и поставки, а также зарубежные нормативные требования в устойчивые процессы. Для покупателей оценка поставщиков также должна сместиться от цены за тонну к стоимости жизненного цикла, надёжности поставок, полноте документов, подтверждающих соответствие требованиям, и прозрачности данных об углеродном следе. Поскольку цели государственной политики — закупка «зелёных» материалов и выполнение международных проектов — оказывают совместное давление, сборные стальные конструкции постепенно перейдут из разряда опционального решения в категорию важнейших инфраструктурных решений для промышленных зданий с низким уровнем выбросов углерода.

Источники и примечания к стандартам

Документы по политике: (1) Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития, «План на 14-ю пятилетку по развитию строительной отрасли» (документ Цзяньши [2022] № 11), в котором ставится цель к 2025 г. доля сборных зданий среди новых зданий должна составить более 30 %, а также предусматривается координированное развитие интеллектуального строительства и индустриализации строительства нового типа. (2) Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития и Национальная комиссия по развитию и реформам, «План реализации мер по достижению пика выбросов углерода в городском и сельском строительстве», в котором ставится цель к 2030 г. доля сборных зданий среди новых городских зданий, завершённых в этом году, должна составить 40 %, а также предусматривается развитие жилых зданий из стальных конструкций, интеллектуального строительства и экологичных строительных материалов. (3) Министерство финансов, Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития и Министерство промышленности и информационных технологий, «Уведомление об расширении сферы применения политики государственных закупок, направленной на поддержку экологичных строительных материалов для повышения качества строительства» (документ Цайку [2022] № 35).

Отраслевые материалы: «Отчет о развитии отрасли стальных конструкций в строительстве Китая за 2023–2024 гг.», публичный отчет, охватывающий объем выпуска стальных конструкций в 2024 году, их стоимость, структуру применения в образцах ключевых проектов, а также кейсы с использованием высокопрочной стали и коррозионностойкой (погодоустойчивой) стали. Доли, приведенные в данной статье, соответствуют сфере публичного отчета и не экстраполируются как абсолютные отраслевые статистические данные.

Публичная информация компании: сайт компании «Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd.» — описание возможностей компании, спектра услуг, категорий продукции и проекта склада логистического центра в Бангкоке; обзор компании на международном сайте Alibaba — информация о позиционировании предприятия, производственных площадях и комплексных сервисных возможностях. Описания реализуемых компанией проектов, заказов и возможностей основаны на информации, раскрытой самой компанией.

Китайские стандарты: GB 55006-2021 — Общий свод правил по стальным конструкциям; GB 50017-2017 — Свод правил по проектированию стальных конструкций; GB/T 51232-2016 — Технический стандарт на сборные здания со стальными конструкциями; GB 50205-2020 — Свод правил по приёмке качества строительных работ по стальным конструкциям; GB 55037-2022 — Общий свод правил по противопожарной защите зданий; GB 51249-2017 — Технический кодекс по пожарной безопасности стальных конструкций в зданиях; JGJ 82-2011 — Технические требования к высокопрочным болтовым соединениям стальных конструкций; CECS 343:2013 — Технические требования к антикоррозионным покрытиям стальных конструкций.

Международные стандарты: ANSI/AISC 360-22 — Спецификация для стальных зданий; AWS D1.1/D1.1M:2025 — Стандарт на сварку строительных стальных конструкций; EN 1993 — Еврокод 3 «Проектирование стальных конструкций»; EN 1090 — Исполнение стальных и алюминиевых конструкций; ISO 12944 — Краски и лаки. Защита стальных конструкций защитными лакокрасочными системами от коррозии. Для зарубежных проектов должны соблюдаться нормативные требования страны реализации проекта и версии стандартов, оговоренные в контракте.

Заявление об охвате данных: Помимо значений, явно указанных в нормативных документах, номерах стандартов и публичных отчётах, в настоящей статье не приводятся дополнительные статистические показатели. Оценки, касающиеся структуры применения, изменений стоимости, степени зрелости модульных решений и тенденций в области закупок с низким уровнем выбросов углерода, рассматриваются как отраслевые наблюдения или расчёты.