裝配式復合外墻板技術性能與經濟性應用分析

張廣平，趙 輝

（吉林建筑大學建筑與規劃學院，吉林 長春 130021）

0 引言

隨著我國城鎮化進程不斷加快，城鎮住宅建設量逐年遞增，并在未來也將呈現出較高增長趨勢。建筑業的快速發展促使其生產方式亟待變革，此外，我國建筑業也正處于轉型升級和創新發展的關鍵節點，推進裝配式建筑對促進建筑產業轉型升級具有重要意義。一方面，建筑外墻裝配化程度作為考核建筑工業化發展水平的關鍵性指標；另一方面，裝配式復合外墻板的推廣與應用對于建筑行業的可持續發展具有十分重要的意義，也符合我國當前節能減排及綠色發展的產業政策。

1 國內外發展現狀

1.1 國外裝配式復合外墻板研究現狀

歐美一些發達國家的裝配式復合外墻板發展相對較早，其中，美國的復合墻板主要以石膏板為主，種類多、規格較全、機械化程度高，年產量可達20億m2，處于世界領先水平；英國則以無石棉桂韓板為主；芬蘭和德國則以空心輕質混凝土板為主；日本主要采用玻璃纖維增強水泥板（GRC板）、石棉水泥板、蒸壓桂韓板等。經過多年發展，在國外主要形成了法國的FCIS墻體系統、意大利的BSAIS建筑外墻體系、日本高層鋼結構住宅PCA墻板體系。

1.2 國內裝配式復合墻板發展現狀和技術性能

在裝配式復合外墻板發展方面，我國對于綠色建材的發展給予高度重視，大力推廣各種新型材料及輕型、大尺寸墻板，同時對于綠色環保的外墻保溫材料發展給予大力支持，以期提高其生產率。

目前，我國常用的復合板且可作為裝配式外墻板使用的材料主要包括：承重混凝土巖棉復合外墻板、真空擠壓成型纖維水泥板（簡稱ECP）、混凝土聚苯乙烯復合外墻板、加氣混凝土外墻板、薄壁混凝土巖棉復合外墻板、SP預應力空心板、混凝土珍珠巖復合外墻板、鋼絲網水泥保溫材料夾芯板等。不同建筑材料的復合墻體具有不同的性能特征，具體如表1所示。

根據已有研究分析表明，真空擠壓成型纖維水泥板（ECP）墻板和加氣混凝土（ALC）墻板是當前我國技術較為成熟的2種復合墻板。

ECP板雖然強度高，但制作工藝相對復雜。在成本價格方面，日本原產板材價格300～400 元／m2，成本較高。限于我國當前工藝水平，供應量嚴重不足。在我國，對于一些制作工藝相對簡單的板材生產較多，如輕質加氣或芯材使用含聚苯乙烯類多孔材料的多層復合預制板。雖然其保溫隔熱性能較好，但由于材料之間存在膨脹系數的差別，在長期使用過程中會產生變形或裂縫的問題。

綜合各種影響因素，目前在我國ALC板體系技術相對較為成熟。針對給不同氣候區給予以下參考建議：①夏熱冬暖、夏熱冬冷地區采用150～200mm的加氣混凝土外墻板；②寒冷地區采用250～275mm的加氣混凝土外墻板；③嚴寒地區采用300～350mm厚加氣混凝外土板。

表1 不同建筑材料的復合墻體性能特征

2 裝配式復合外墻板經濟性分析

新型裝配式復合墻體具有工藝技術復雜、技術含量高的特點，這也直接導致其制作成本增加，因此只從成本造價方面考慮，裝配式復合墻體難以從價格方面戰勝傳統墻體。部分材料物理性能參數如表2所示。

通常使用的經濟性分析方法僅從單位面積下墻體的造價評判墻體是否經濟，對于墻體自身的功能因素及節能效果往往忽略不計，這樣的做法并不符合經濟規律。人們在選購墻體材料時更多關注墻體本身功能，而不是體積和重量。所以本文認為對于新型復合墻體材料應該以墻體功能價格定義其真正價值。“技術經濟特征量”首先是由重慶大學教授陳啟高提出的，現將其引入墻體材料的經濟性評價中，其中，技術經濟特征量為單位體積墻體售價和墻體材料導熱系數的乘積。

式中，S為墻體材料的售價，元／m3；λ為墻體材料的導熱系數，W／（m·K）；A為墻體材料的技術經濟特征量（功能價格），元·W／（m4·K）。其中A的單位［元·W／（m4·K）］可轉變為［元／（m2·（K·m2／W））］，可理解為墻體材料的技術經濟特征量A表示為1m厚的墻板，每單位面積墻體的單位熱阻為m2·（K·m2／W）的售價。公式可轉化為：售價（元）＝A·m3／λ。

由公式（1）可看出，A值越小，墻體價格越低，表示墻體經濟性越好。表3列出了部分傳統墻體材料及符合墻體材料的指標，并計算比較功能價格。

表2 部分絕熱與保溫材料物理性能參數

表3 部分墻體材料指標比較數據

雖然功能價格并不能完全替代墻體材料的實際價格，但在某種程度上可從表3看出，新型墻體材料的價格并不完全比傳統墻體要高，有些新型墻體材料甚至比傳統墻體材料更有價格優勢。因此在選擇墻體材料時不能只關注其單位體積的實際售價，應更多地考慮其功能及節能因素。

3 結語

當前我國建筑工業化水平不斷提高，對于裝配式復合外墻板的研發設計及生產應用已取得一定成果，應該在此基礎上對裝配式復合墻板做進一步深入研究，逐步完善墻板設計理論，優化墻板節點形式，這對于降低裝配式復合墻體經濟成本有至關重要的意義，也會推動其在實際工程中的應用。