不規則建筑鋁合金模板體系與永久外保溫一體化技術研究

鄭亞剛 王仁東 葛曉東 董國男

（中國建筑第五工程局有限公司煙威分公司，山東 威海 264200）

根據目前全世界建筑行業發展情況，外國發達的歐美國家、尤其是美國和英國、德國，這些國家對建筑鋁合金模板的技術和外墻一體化保溫施工要求非常的重視，比較新型的建筑一體化施工技術和鋁合金模板體系得到很快的發展和推廣應用，這些國家的施工技術和相關行業標準的制定已經達到了相當高的水準。以這些國家為代表，建筑新型模板都體現出了極其優良的品質，這些材料耐久性和抗壓抗折性較好，應用模數化設備、工業化生產、加工的產品早已實現流水化，加工精度已經達到了很高的水平，成套模具已經能夠順利產量化，鋁合金模板和支撐桿件、配件等全部是采用數字化和工廠流水化，模板加工可由具有相應資質的承接單位進行，安裝則可以選擇具有一定施工水平的專業隊伍進行，從工廠加工到施工現場，全部按照標準化模塊運輸制造，廠企聯合，按照圖紙深化集中、加工集中、運輸集中和施工集中的特點，將整條產業鏈結合起來，全過程采用精細化管理理念，模板再次從施工現場退卻以后回爐，又一次能夠成為全新的模板體系，循環利用。

在我們國家，工程在建設過程中，絕大部分還是采用木模板，周轉次數低，資源浪費嚴重，材料經過最多周轉后幾乎作廢，不能回收且充分利用。我們主席習近平提出的“綠水青山，就是金山銀山的”，生態保護刻不容緩，想要實現我們人類命運共同體的理念，推動我國建筑行業新的發展，就需要以低碳、低能源、低消耗投入，節約我們的施工成本和社會共同資源，在建筑行業，我們國家人們把目光投向了歐美一些國家，吸取他們在建筑行業的突出貢獻，引進新型材料和節能環保材料建設我國房屋，從目前應用情況來分析，鋁合金模板發展前景相當可觀，如鋼模板和鋁合金模板等。鋼模板相對預傳統木模板的損耗來說較少，并相對于木模板能夠提前施工進度，但是全鋼模板的問題是，它的自重跟木材模板相比較重量極大、對施工現場塔吊等垂直運輸設備的應用程度大，占用大部分吊裝時間，更甚至于工人操作起來不夠靈活不夠安全，這些缺點直接影響了它的推廣，漸漸的在市場上失去了份額，取而代之的就是鋁合金模板體系，它能夠合理避開自重大、占用設備時間和施工相對安全的問題，因為鋁合金模板自重輕，拼裝簡單，板塊能夠靈活運用裝配，周轉非常方便，使用后成活質量效果顯著，避免了其他質量通病問題，進而被一些一線城市和重要工程推廣應用。同時我們國家也重視節能，在設計強條中明確規范外墻保溫的設計參數和要求。建筑維護結構重要組成部分之一則為外墻保溫，它為整個建筑的節能起到至關重要的作用。在一些歐洲國家，外墻保溫系統已經應用將近半個世紀。西方國家，在外墻保溫應用中，做了很多階段性的富有成果的研究和探索，例如研究薄抹灰外保溫系統的耐久性以及不同材質的外保溫系統抗外部沖擊反應、導熱性能系數以及不同環境下，外保溫系統對室內溫度變化的不同反應和適應效果，研究不同材料在外墻節能方面的應用。一些標準及技術參數已經被一些歐洲國家制定標準。

1 建筑鋁模體系與保溫一體化應用技術分析

1.1 鋁模體系與保溫一體化工藝原理

1）鋁模體系工藝原理：建筑鋁模體系包含模板支設系統、支撐搭設系統、緊固加固系統及附件，需要先在專業化工廠根據工程特點進行加工，之后要使用支撐體系、模板體系和緊固體系和附件連接成為一體，起到與傳統木模板相同的作用。鋁合金模板工藝流程如下圖：

①墻、柱模板施工流程

②梁模板與支架施工流程

③板模板與支架施工流程

2）保溫一體化工藝原理：建筑外墻保溫一體化免拆除技術按照工藝要求，根據目前各施工技術規范和設計要求，增大施工立桿間距，建立快拆體系，山東省標準化協會頒布的《LS外模板現澆混凝土復合保溫系統》應用技術規程中包括LS-1型、LS-2型和LS-3型，其中LS-1型作為本工程采用的材料，LS-1型一體化保溫板其構成主要為保溫漸變層、加強層、鋼絲網、耐堿網格布、保溫芯材、拉結栓等組成，外墻模板以復合保溫板作為混凝土澆筑時的支撐，將現澆混凝土結構與其連接成為一個整體，通過主、次龍骨、對拉螺桿連接等加固措施，起將內外體系連接起來，支撐整體。保溫一體化板工藝流程如下圖：

對施工中，采用鋁合金模板安裝和保溫一體化技術，就要檢查各個施工環節，增加對質量的管理，需要建立質量管理小組，以主控項目為主，對各道工序進行必要的檢查和驗收，符合現行規范規定和設計要求才可以進行最后的混凝土澆筑工程施工。

1.2 技術優勢

工程鋁合金模板在工廠加工時，采用厚度適宜的鋁板，根據工程特點，制定滿足工程需要的剛性強的模板，配合工廠機械化、流水化和模數化加工，以標準板加上局部非標準板的配置板，并在非標準板上編號，按照編號和施工部位，將材料分類在工廠進行預拼裝，其中標準板的混用，使拼裝速度提升；鋁模板廠家按照施工圖紙深化后的圖進行加工預拼裝后，施工方派專業技術人員和操作人員至工廠，進行編號和拆卸打包，按照工程平米數確定拆卸人員，保障施工進度。鋁合金模板按照預拼裝和圖紙施工部位，將材料運輸到施工現場，專業人員跟進現場，對操作工人進行二次交底，通過銷釘固定模板等，安裝也方便。在拼裝之前，做好基層處理，模板按照精度要求高，且采用了早拆頭，在模板周轉方面提升了周轉速度，降低了模板平米指標和施工成本，也大大提升了水平向桿件的拆除速度。

鋁合金模板正常情況下，一個單體工程按照三套獨立支撐立桿（冬季施工除外），兩套水平桿，一套墻板，一套頂板，數套配件配置，鋁合金模板施工周轉次數高，周轉次數是傳統木模板的4-9倍，且不易變形。在不規則建筑上利用鋁合金模板，不僅能夠改變木模板出現的例如拼縫不達標、漲模等質量通病，還能夠根據外墻的外造型改變鋁模板的設計尺寸，合理利用鋁模板將外墻線條優化帶出，減少不規則外形所帶來的木模板一次性投入而不能循環周轉的情況，減少施工成本的同時，提高了施工質量。節約工期方面，鋁合金模板減少人工的翻模時間，降低了設備的租賃時間，以及工人操作的時間，經統計，本項目24層建筑鋁合金模板的應用可節約總工期為42天，平均為1.75天。

通過二次深化設計，鋁合金模板可將窗間墻、構造柱，反沿等部位優化后一次澆筑完成，并且在后期室內抹灰上，可以達到免抹灰的效果，抹灰材料及人工成本雙重降低。節約了成品砂漿等原材料耗消耗以及抹灰使用的人工費，同時減少了周轉材的投入利用，現場的管理費等均會隨之降低。鋁合金模板施工需要配備專業的安全員和質檢員，督導施工。施工作業人員需要專項培訓和交底，將施工技術要點，降低施工風險和降低操作安全因素。

在復合保溫板施工過程中，工廠模數化加工程度較高，將人為因素降低到最低，提高了保溫施工質量。同時使用一體化保溫板能夠大大節約施工時間，一體化安裝以后，免除二次吊籃等設備進場，減除了設備租賃費的同時也消除了機械設備所帶來的安全隱患。另外一方面，一體化保溫板具有能夠在不同地區，不同環境下使用，耐久性強和適用范圍廣的特點。

鋁模體系與保溫一體化在本工程中應用，極力推進了項目的快速建設，同時也為工程環保節能方面可做出貢獻，研究兩者在本工程不規則建筑外圍及內部支撐體系使用，在細部節點處的處理和優化做深入研究，進一步實踐兩項工序的應用并進一步探索新的技術成果。

2 不規則建筑鋁模體系與外保溫一體化技術在房屋建筑施工中的具體應用

2.1 工程概況

本工程為高層公建項目，有24層，地下2層。工程為框架剪力墻結構，一體化保溫板及鋁模板體系是主體施工時候主要的運用材料，鋁合金模板連接質量和連接速度會給工程的質量和工期很大的影響，而且一體化保溫板施工對主體鋁合金模板也起到減少投入的作用，主體外形不規則，在局部采用鋁合金模板和傳統木模板相結合的方式施工。在保證質量和進度的條件下，采用鋁合金模板和一體化保溫板縮短工期，達到施工合同要求同時也達到工程管理的要求，主體內側采用鋁合金模板及支撐系統，外側采用一體化保溫板加背楞，統一采用對螺桿連接技術，具有操作簡單、施工方便快捷、鋁合金模板強度高、質量穩定、外保溫一次性成果等優點，混凝土澆筑完成后，其觀感質量上升一個臺階，為后續各項工程開展打下基礎。

2.2 關鍵技術

1）安裝前質量控制：在進行鋁合金模板和一體化保溫板安裝之前，要先進行圖紙優化設計和質量控制。第一，根據結構圖紙、建筑要求、電氣圖紙、通風空調圖紙、給排水圖紙等，建立REVT模型，根據三維模型和受力分析，確定最終的施工方案，達到數量準確、規格完整的目的。一體化保溫板按照結構圖紙、建筑圖紙和機電圖紙，建立BIM模型，繪制外墻保溫板3D圖，根據施工圖和施工條件確定外墻一體化保溫板的設計圖紙，最后根據設計圖紙。對操作人員必須是參加過技術培訓的人員，還要經過三級安全教育并考核合格的操作工人，保證不會出現因為人為因素導致質量事故；然后對于一體化保溫板，需要具有相應檢測資質的檢測部門檢查出具節能檢測報告，同時對鋁合金板和一體化保溫板說明書上的各種參數也要仔細核對；接下來檢查鋁合金模板尺寸和一體化保溫板是否符合圖紙要求，進場材料是否有破損和規格偏差等問題存在，保溫板芯材、鋁合金模板厚度、桿件直徑及規格等均需要進行仔細檢查。

鋁模板制作主要偏差

鋁模板安裝偏差

模板及配件修復后的主要質量標準

一體化保溫板復驗的主要項目

一體化保溫板錨固件的主要技術性能指標

一體化保溫板安裝后面層偏差

2）加工過程的質量控制：并且必須切料到位，不合格則需要進行二次切料或者重新下料；選材必須經過有資質的廠家加工的合格產品；要按照材料尺寸選擇加工機械設備和電腦加工操作系統，調整好各拼接部位的長度和寬度以及特殊部位的特殊下料尺寸，要隨時保證加工機械設備的生產流水作業和加工精細化，材料的尺寸變化要控制在允許誤差范圍之內。

3）安裝過程的質量控制：在搬運和吊裝一體化保溫板材料要避免摩擦和撞擊，保護好材料棱角。在搬運鋁合金模板時要做到標注清晰，打包分類，在吊裝和搬運過程中禁止碰撞和硬著地，安裝鋁合金模板和外墻一體化保溫板的時候，必須要保證保證一體化板和鋁合金板螺桿眼在同一位置，安裝時保證內外板材的拼縫達到要求，板材尺寸按照圖紙拼裝，且保證鋁合金板材板面干凈完好。

4）現場驗收：安裝完成之后，需要對對拉螺桿間距、主次龍骨間距、以及縱橫向水平桿間距等在內的外墻保溫板和鋁合金模板進行檢驗，現場驗收。除了對安裝偏差檢查外，還需要施工作業面中隨時檢查支撐系統桿件穩定性、墻體垂直度和一體化板、鋁合金板及配件的變形情況，最后需要對現場模板進行重新矯正定位，全部都合格才可以進行現場驗收。

3 結語

鋁模板體系和保溫一體化技術施工，給工程帶來了許多便利，也為我國經濟建設和提早進入綠色生態文明國家提供了可觀的價值和建設優勢。1）減少房屋建筑工程混凝土的質量通病發生，避免出現蜂窩麻面，振搗不到位，水平度和垂直度達不到規范要求的情況。2）控制混凝土的垂直平整及樓板厚度，提高混凝土的實體質量，達到優質結構的效果。3）縮短本工程施工進度，并且加快施工，按照統計進度計劃內容，將工程目標確定為減少總工期1月的目標設立，減少周轉材的投入，過程中根據建筑的進度情況，適時的增加和減少材料的投入，以及在工程中確定施工人數，減少人工成本。4）施工減少材料浪費，施工過程更加節能環保。這些優勢集中在一起，一定能夠使鋁合金模板和保溫一體化技術在建筑領域有更加長足的發展。