Ocelové stavební materiály odkazují na obecný termín pro různé materiály, které se skládají převážně z oceli a jsou zpracovány a tvarovány tavením, válcováním, svařováním, ohýbáním za studena a jinými procesy a používají se v hlavní konstrukci nebo systému oplocení budov a konstrukcí. Překonaly tradiční cihlové, dřevěné a kamenné materiály a staly se základním pilířem moderního stavebnictví.

Mezi hlavní členy patří:
Konstrukční ocel: jako za tepla válcovaná ocel ve tvaru H, ocel ve tvaru I (ocel ve tvaru I), rohová ocel, kanálová ocel, čtvercová/obdélníková trubka (krabicová ocel), kruhová ocelová trubka, ocelový plech atd., které tvoří kostru budovy (nosníky, sloupy, vazníky).
Výztuž: Závitová ocel, obyčejné kruhové ocelové tyče atd. jsou zapuštěny do betonu, aby vytvořily vyztužený beton, což výrazně zlepšuje pevnost v tahu.
Tenkostěnná ocel ohýbaná za studena: Tenké ocelové plechy se za studena ohýbají do průřezů tvaru C, U, Z a dalších, používají se pro lehké ocelové konstrukce (jako jsou nízkopodlažní obytné budovy, mezipatře) a sekundární konstrukce.
Ocelové desky/kovové desky: Používají se pro podlahové krytiny (vlnité ocelové desky), stěnové/střešní systémy (barevné ocelové desky, sendvičové panely).
Konektory: Vysokopevnostní šrouby, svařovací materiály, spojovací desky atd., aby byla zajištěna celistvost a stabilita konstrukce.
Základní vlastnosti:
Vynikající pevnost a nízká hmotnost: Extrémně vysoký poměr pevnosti k hmotnosti umožňuje výstavbu budov s velkými rozpony a velkými světly, což snižuje zatížení základů.
Homogenita a spolehlivost: Materiál je jednotný, mechanické vlastnosti jsou stabilní, kontrola kvality výrobního procesu je přísná a výsledky konstrukčních výpočtů jsou spolehlivé.
Vynikající plastická houževnatost: Dokáže absorbovat obrovskou energii (jako je zemětřesení a zatížení větrem) a není náchylný k náhlým křehkým lomům.
Tovární prefabrikace a efektivní montáž: Komponenty jsou přesně prefabrikovány v továrně a šroubové spojení nebo svařování je rychlé na místě, což výrazně zkracuje dobu výstavby.
Zelené a udržitelné: Vysoce recyklovatelné (míra recyklace může dosáhnout více než 95 %) a znečištění staveb je nízké (hlavně suchý provoz).
Flexibilní design a volné modelování: Silná plasticita, snadné dosažení složitých a neotřelých architektonických tvarů a velké nároky na prostor.

1. Proč zvolit ocelové stavební materiály?

V konkurenci mnoha stavebních materiálů vynikají ocelové materiály, jejichž přednosti jsou nenahraditelné:
Vynikající ekonomické výhody:
Krátká doba výstavby = rychlé zotavení kapitálu: Rychlost výstavby prefabrikace a montáže daleko převyšuje tradiční betonové konstrukce, šetří spoustu času a nákladů na pracovní sílu a projekt je uveden do provozu dříve, aby přinesl výhody.
Snížení celkových nákladů: Snížená nosná hmotnost konstrukce šetří náklady na základy; tovární výroba snižuje množství odpadu na místě; pozdější náklady na údržbu jsou relativně nízké; vysoké využití prostoru (velký sloupový rastr, malý profil nosníku a sloupu).
Dlouhodobá hodnota: Silná odolnost snižuje četnost renovace, má dlouhou životnost a dobrou zůstatkovou hodnotu (recyklovatelné).
Hlavní výhody výkonu:
Bezpečné a spolehlivé: Vysoká pevnost a vysoká tažnost poskytují vynikající odolnost proti zemětřesení a větru, což je ideální volba pro oblasti náchylné k zemětřesení a oblasti s výskytem tajfunů.
Stabilní a kontrolovatelná kvalita: Tovární výrobní prostředí je přísné, standardy kontroly kvality jsou vysoké a přesnost komponent je zaručena.
Velké rozpětí a velký prostor: Snadno realizujte velkorozponové konstrukce s žádnými nebo několika sloupy (jako jsou tělocvičny, továrny, výstavní haly).
Snadná transformace a rozšíření: Konstrukční systém je přehledný, což je vhodné pro pozdější vyztužení, přidání podlah nebo předělení prostoru.
Zelená volba pro udržitelný rozvoj:
Model cirkulární ekonomiky: Ocel je v současnosti jedním z materiálů s nejvyšší mírou recyklace. Lze jej recyklovat téměř nekonečně bez snížení výkonu, což výrazně snižuje stavební odpad a spotřebu zdrojů (podle údajů World Steel Association).
Nízká uhlíková stopa: Přestože je spotřeba energie při výrobě vysoká, její dlouhá životnost, recyklovatelnost a prefabrikace snižují spotřebu energie a emise na místě, díky čemuž jsou uhlíkové emise celého životního cyklu konkurenceschopné. Krátký proces použití šrotu z elektrické obloukové pece může dále snížit emise uhlíku.
Snížení znečištění na místě: Suchý provoz je hlavní metodou, která výrazně snižuje znečištění životního prostředí hlukem, prachem a odpadními vodami z mokrého provozu.
Kompatibilní se zelenou technologií: Ocelový rám je ideální platformou pro integraci energeticky úsporných technologií, jako jsou solární fotovoltaické panely a zelené střechy.
Flexibilita designu a konstrukce:
Volnost tvaru: Uvědomte si nespoutanou kreativitu architekta a vytvořte mnoho ikonických budov (jako je stadion Ptačí hnízdo a Eiffelova věž).
Prefabrikace a montáž: Vysoce industrializovaná stavební metoda, která je méně ovlivněna počasím, s lepší kvalitou a kontrolou doby výstavby, což je v souladu s vývojovým směrem industrializace budov.
Vysoká přesnost: Tovární výroba zajišťuje přesné rozměry součástí a malé montážní chyby na stavbě.

2. Klíčové oblasti použití ocelových stavebních materiálů

Díky silné přizpůsobivosti ocelových materiálů se objevuje ve všech typech stavebních projektů:
Průmyslové stavby:
Továrna/dílna: Upřednostňovaná konstrukční forma pro jednopodlažní nebo vícepodlažní továrny. Velké rozpony a velké prostory vyhovují rozložení výrobních zařízení a montážních linek.
Skladové/logistické centrum: Ocelová konstrukce je perfektním řešením pro velkou světlou výšku a rozteč sloupů pro usnadnění skladování nákladu a efektivní cirkulaci.
Těžká průmyslová zařízení: Jako jsou rámy, plošiny zařízení a podpěry potrubí elektráren, rafinérií a chemických závodů.
Komerční a veřejné budovy:
Velká nákupní centra/nákupní centra: K přilákání zákazníků jsou zapotřebí prostorné a flexibilní vnitřní prostory.
Kancelářské budovy/výškové budovy: Kombinovaná konstrukce z ocelových trubek s jádrem je tradiční formou moderních super-výškových budov (jako je Shanghai Tower).
Stadiony/kongresová a výstavní centra: Realizujte střechy s velkým rozpětím a volné tribuny, které poskytují šokující prostorový zážitek (jako je Ptačí hnízdo a velké letištní terminály).
Školy/Nemocnice/Letiště/Dopravní uzly: Vyžadují rychlou výstavbu, nízké rušení a flexibilní prostorové uspořádání.
Infrastruktura:
Mosty: Hlavní lana, pylony a mostovky mostů s velkým rozpětím (visuté mosty a visuté mosty) jsou klíčovými součástmi; ocelové mosty malého a středního rozpětí se stále více používají.
Stožárové konstrukce věží: energetické věže, komunikační věže, věže větrných turbín atd.
Pobřežní plošiny: Hlavní struktura plošin pro těžbu ropy na moři.
Vznikající a vícepatrová pole:
Vícepatrové budovy: Aplikace lehkých ocelových kýlových systémů v kancelářských budovách, bytových domech a hotelech (zejména modulárních budovách) rychle roste.
Nízkopodlažní a obytné budovy:
Vily/rezidence z lehké oceli: Tenkostěnné kýlové systémy z lehké oceli ohýbané za studena, rychlá stavba, dobrá tepelná izolace a úspora energie a vynikající odolnost proti zemětřesení.
Vícepodlažní obytné budovy s ocelovou konstrukcí: Postupně je prosazujte, aby vyřešily „nedostatek pracovních sil“ a zlepšily kvalitu budov a úroveň industrializace.
Speciální konstrukce: Přenosové věže, sochy, dočasné budovy (mobilní domy, jeviště) atd.

3. Často kladené otázky (Q&A)

Otázka: Jsou budovy s ocelovou konstrukcí dražší než budovy z železobetonu?
A: To se nedá paušalizovat. Počáteční materiálové náklady mohou být o něco vyšší, ale s ohledem na komplexní náklady (finanční náklady a náklady na správu ušetřené zkrácenou dobou výstavby, snížené základní náklady, výhody plynoucí z velkého využití prostoru, nízké náklady na dlouhodobou údržbu, návratná hodnota atd.) mají ocelové konstrukce obvykle značné ekonomické výhody, zejména u rozsáhlých průmyslových, komerčních a stavebních projektů citlivých na období výstavby.
Otázka: Co mám dělat, když je ocel náchylná ke korozi a korozi?
Odpověď: Tomu lze předejít a lze to kontrolovat. Moderní ocelové konstrukce přijímají několik ochranných opatření:
Předúprava povrchu: Pískování k odstranění rzi na specifikovanou úroveň.
Dlouhodobý antikorozní nátěr: Základní nátěr ve spreji, mezinátěr, vrchní nátěr (jako je základní nátěr epoxidový zinek bohatý na epoxidovou železnou slídu polyuretanový vrchní nátěr), navrhněte nátěrový systém a tloušťku podle úrovně koroze prostředí.
Žárové zinkování: Velmi účinné pro malé součásti nebo díly v drsném prostředí.
Ocel odolná proti povětrnostním vlivům: Za určitých atmosférických podmínek se vytvoří stabilní a hustá vrstva rzi, která chrání podklad, čímž se eliminuje potřeba nátěru a údržby (často se používá u exponovaných konstrukcí).
Katodická ochrana: Používá se pro podvodní nebo podzemní stavby (jako jsou pilotové základy plošin na moři). Standardní provedení, pečlivá konstrukce a pravidelná kontrola a údržba může zajistit dlouhodobou službu ocelových konstrukcí.
Otázka: Ocel není ohnivzdorná, co mám dělat, když dojde k požáru?
Odpověď: Přestože je ocel nehořlavá, její pevnost prudce klesá při vysokých teplotách (nad cca 550°C). Proto je požární ochrana povinným požadavkem pro navrhování ocelových konstrukcí. Mezi běžné metody patří:
Nátěr zpomalující hoření: Nátěr zpomalující hoření bobtnající (rozpíná se při ohni a vytváří izolační uhlíkovou vrstvu) nebo nenabobtnavý (silná izolace).
Ohnivzdorný obal desky: Jako je sádrokartonová deska, deska z křemičitanu vápenatého, deska z minerální vlny atd.
Obal z betonu/malty: Vytvořte ochrannou vrstvu.
Konstrukce naplněná vodou (vodní plášť).
Prostřednictvím vědeckého návrhu a konstrukce může limit požární odolnosti ocelových konstrukcí plně splňovat požadavky předpisů o požární ochraně budov.
Otázka: Je zvuková izolace a tepelná izolace budov s ocelovou konstrukcí dobrá?
Odpověď: Ocel sama o sobě je dobrým vodičem tepla (rychlé vedení tepla), ale tepelná a zvuková izolace budov s ocelovou konstrukcí závisí především na jejím systému opláštění a výplňových materiálech (jako je izolační vlna na stěnu/střeše, sendvičové panely, dekorativní panely na vnitřní a vnější stěny, konstrukce zvukové izolace podlahy). Moderní systémy ocelových konstrukcí mohou plně splnit nebo dokonce předčit požadavky na komfort tradičních staveb prostřednictvím rozumného návrhu izolačních vrstev, použití technologie lomených mostů (blokování tepelných mostů), plnění vysoce výkonnými zvukově izolačními materiály a dalších opatření. Lehká ocelová kýlová stěna vyplněná skelnou vatou nebo minerální vlnou je vynikající tepelně izolační a zvukově izolační konstrukcí.
Otázka: Je ocelová konstrukce vhodná pro obytné prostory?
A: Velmi vhodné a jeden z budoucích směrů rozvoje.
Lehký ocelový kýlový systém je široce používán v nízkopodlažních vilách, venkovských domech, bytech, modulových domech, rekonstrukcích po katastrofě atd., S výhodami dobré odolnosti proti zemětřesení, rychlé výstavby, úspory energie a ochrany životního prostředí a flexibilního prostoru.
Technologie vícepodlažních obytných budov s ocelovou konstrukcí je vyspělá a široce používaná v zahraničí a aktivně se prosazuje i v Číně. Jeho předností je vysoká rychlost výstavby (asi o 1/3 kratší než u tradičních), vysoká kvalita továrně vyráběných komponentů, vysoká rychlost domů, vynikající seismické vlastnosti a snadnější realizace zelených budov a industrializované výstavby (prefabrikované budovy).

Ocelové stavební materiály hluboce změnily tvář moderní architektury svou bezkonkurenční pevností, houževnatostí, rychlostí výstavby, flexibilitou designu a udržitelností. Od velkolepých významných budov po efektivní a praktické průmyslové závody, od mostů přes přírodní vodní příkopy po teplé a pohodlné domy, ocelové konstrukce tiše budují bezpečnější, efektivnější a zelenější prostory pro lidi. S neustálým pokrokem v oblasti materiálové vědy, výrobní technologie a designových konceptů bude ocel jako základní kostra budov hrát stále důležitější roli při utváření udržitelného budoucího životního prostředí. Volba oceli znamená volbu silné, efektivní a zelené budoucnosti architektury.