[智慧城市]
中國是基建大國,鋼鐵的最大生產國,鋼材質量和價格具競爭力,國際市場不少以歐盟標凖,國產鋼材出口偏低。
海外對國產鋼材規格缺乏認識,彼此技術規格亦有差異。隨著國內與國際標準對接,鋼材符合歐盟等鋼鐵認證;為出口帶來巨大機遇;但中國鋼材能否有廣泛應用,從英標和歐盟標凖鋼材轉型至國產鋼材,國產鋼材須有等效的結構設計,具備數據測試和實際的應用效果。
創新成果厚積薄發
本港有學者推動國產鋼材的應用和國際化,提出了戰略思考,為國產高強鋼建立了大量驗證和應用研究。
香港理工大學的鍾國輝教授剛獲中國「全國創新爭先獎個人獎」,此獎每三年頒發一次,重要性僅次於國家科技獎人才大獎。
鍾國輝是全港唯一的獲獎者,潛心研究高強鋼應用超過12年;通過無數實驗驗證和數據,以基礎研究的支持下,高強鋼實際應用效果,首次在本港大型基建獲得了肯定。
他亦擔任中國國家鋼結構工程技術研究中心香港分中心主任,是本港唯一在建築推動技術創新和工程應用的研究中心,向海外展示中國鋼材的高效應用,並與中國鋼結構建造業,共同參與國際工程和管理慣例設計的專案。
高強鋼創新應用
「我的工作是推動高強鋼的創新應用。中國鋼鐵業要走向全球,必定是靠創新方案和應用,助力全球碳中和。」
鍾國輝以研究鋼鐵安身立命,亦獨具慧眼,洞悉建造材料面臨轉捩,高強鋼在建築具備應用潛力。香港沒有鋼鐵的生產,基建和學術研究卻首屈一指,高水平研究建立標凖和應用守規,基建大規模的應用樹立典範,為全球開風氣之先。
香港地位得天獨厚,鍾國輝對本港在推動高強鋼作用,深信不疑。
中國鋼材全球佔半
2021年,中國佔全球鋼材生產超過5成,每年產鋼超過10億噸,為日本10倍多,出口卻不振,扭轉局面的關鍵,正正是高強鋼。
鍾國輝構思通過歐盟鋼結構設計規範,以中國高強鋼等效設計應用,加上等效鋼材設計,替代按照外國規格生產鋼材;包括歐盟、日本、美國、澳洲和俄羅斯的鋼材。理大實驗室從高強度鋼材料、焊接、機械特性和結構設計,鍥而不捨深入探究,為其建築應用奠下理論基礎。
材料節省三成半
鍾國輝說,中國高強鋼的價格,以S690為例,只較一般鋼材高三成,卻節省一半用量,單材料費節省35%。目前,國內高強鋼主要應用在製造設備,鮮有應用在建造業;歐美亦缺少高強鋼在大型應用的案例。
鍾國輝的研究,揭櫫了高強鋼在重載構件和大跨度結構工程的獨有優勢;包括公路橋樑、行人天橋、隔音屏障、鋼樁等。
「鋼材耗用少一半,結構更輕盈,橋樑可減少橋墩和支承系統;焊接更少,施工更短,成本效益改善,減少了碳足跡。高強鋼易於預裝組合,足以改寫建造業;中國應從高端推動國產鋼材,並助全球減碳。」
今年,歐盟對鋼鐵和混凝土徵收「碳關稅」,高強鋼具有減碳的優勢,足以變成國產的契機。
高強鋼減碳優勢
中國掌握高強鋼生產工藝,價格具競爭力。另一方面,鋼材設計更靈活,彈性更大;重量減輕更有利於預製組件,結構可重用減廢,亦可循環回收,符合減碳的原則。
鍾國輝說,香港將成高強鋼應用研究的重鎮,向全球示範應用的優勢;他估計「組裝合成」(MiC)建築法,會以鋼結構為主流。他亦研究MiC的焊接裝嵌工藝,腐蝕以至使用壽命,以至MiC重置等課題。
「以全港首個MiC興建的鋼結構『南昌220』重置為例;幾乎所有部件異地重置,只涉少量修葺,鋼結構MiC使用期可超過50年。」
鍾國輝也協助港澳及海外項目,以中國優質鋼材以歐盟規範鋼材設計替代歐盟鋼材,推動本港基建大規規應用高強鋼。
雙拱鋼橋獨步天下
理工團隊向將軍澳跨灣連接路主跨的雙拱鋼橋,提供了技術指導,以採用國產S690高強鋼,以厚板焊接技術,節省用鋼約4成,工程費減少約1億港元。
「工程展示了中港合作, 運用優質國產鋼材,國際諮詢公司設計,在內地預裝生產,最後以歐盟標準驗收,成為國際工程範例。」
政府發展局負責推動建造業創新,積極與鍾國輝合作在公務工程引入高強鋼;包括元朗大球場重建、行人天橋、高速公路隔音屏障、大澳水鄉鹽田行人橋均會採用國產高強鋼。
他說,未來五年政府將採用10萬噸國產的高強鋼,節省四五十億的成本;澳門澳氹四橋亦將加入高強鋼建造。他說,不少發展項目鋼材很早就選定,之後再沒有時間和機會修改,須在標凖制訂和作業守規下工夫,國產高強鋼有才機會被採用。
等效研究排除障礙
鍾國輝參與編寫校對多份技術文件及成立國際專家委員會,推動出版《歐盟標準等效鋼材設計應用》,制訂等效鋼材設計原理及方法,建立國際標準鋼材數據庫,作為國產鋼材的等效設計及外國鋼材互換提供了技術參考;最近協助香港屋宇署,修訂鋼結構的作業守則,首次加入了高強鋼設計,為建築業提供指引。
「私人樓宇及一般建築;包括機場、數碼港、理大學生宿舍正考慮利用高強鋼節省開支,香港有機會變成高強鋼最有應用經驗的城市。」
香港具國際化優勢;不少承建商、建築師、顧問工程、工程諮詢,項目早已走出香港,服務亞洲中東地區。香港的應用故事,可以不脛而走,倚靠軟實力,助力中國鋼鐵事業,無遠弗屆,走得更遠。