淺談保溫?？A(yù)制墻的加工設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造

吳琦

（上海?？ńㄖこ炭萍及l(fā)展有限公司，上海 200062）

0 引言

近年以來(lái)，我國(guó)各省都在努力推進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，很多省份由于發(fā)展較好，還被評(píng)為示范城市。在眾多省份中，上海市走在了推廣裝配式建筑的前列。根據(jù)《滬建建材〔2019〕97號(hào)關(guān)于進(jìn)一步明確裝配式建筑實(shí)施范圍和相關(guān)工作要求的通知》，地上建筑面積大于10000平方以上的新建建筑100%實(shí)施裝配式建筑要求。目前，上海新建建筑的預(yù)制率已經(jīng)不小于40%，遙遙領(lǐng)先其他省市。

為適應(yīng)上海市裝配式建筑發(fā)展需要，切實(shí)做好上海市裝配式建筑推進(jìn)工作，進(jìn)一步規(guī)范裝配式建筑單體預(yù)制率和裝配率的計(jì)算口徑，上海市住建委印發(fā)了《滬建建材〔2019〕765號(hào)上海市裝配式建筑單體預(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則》，修訂了裝配式建筑單體預(yù)制率和裝配率計(jì)算方式，鼓勵(lì)外圍護(hù)非承重墻體的預(yù)制和工藝集成，積極推廣墻體與窗框、結(jié)構(gòu)與保溫一體化，集成式墻體、樓板等節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用[1]。

目前，外圍護(hù)非承重墻體已成為上海裝配式建筑預(yù)制方案的重要組成部分之一。

1 上海裝配式建筑非承重外圍護(hù)預(yù)制墻體

在《滬建建材〔2019〕765號(hào)上海市裝配式建筑單體預(yù)制率和裝配率計(jì)算細(xì)則》中將非承重外圍護(hù)預(yù)制墻體定義為三類：整體式預(yù)制墻體、組裝式預(yù)制墻、標(biāo)準(zhǔn)化成品板材。

整體式預(yù)制墻又稱外墻掛板，有夾心保溫、內(nèi)保溫、外保溫三種類型的墻體保溫集成方式，可集成飾面，清水/彩色凝土飾面、面磚、石材飾面采用反打一次成型工藝制作。整體式預(yù)制墻工業(yè)化預(yù)制程度較高，由于生產(chǎn)過(guò)程中需要制作模具，目前適用于預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的建筑，如剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅。

組裝式預(yù)制墻是由小尺寸部件在工廠組裝形成高度和寬度均不小于1800mm（獨(dú)立的窗下墻高度不受此限制），除構(gòu)件間連接節(jié)點(diǎn)區(qū)域外，整體在工廠預(yù)先制作完成的混凝土預(yù)制墻體。組裝式預(yù)制墻可采用夾心保溫的墻體集成方式，采用先安裝法施工，與現(xiàn)澆框架柱和構(gòu)造柱整體無(wú)縫連接，施工縫處具備一定的自防水性能，墻體防滲水性能較好。組裝式預(yù)制墻生產(chǎn)過(guò)程中不需要模具，適用于外墻標(biāo)準(zhǔn)化程度不高的建筑，如框架結(jié)構(gòu)學(xué)校醫(yī)院[2]。

標(biāo)準(zhǔn)化成品板材是指高度不小于1800mm且寬度不小于600mm的整體在工廠預(yù)先制作完成的工業(yè)化部品。其產(chǎn)品無(wú)模具制作成本，自重較輕，滿足標(biāo)準(zhǔn)化基本要求，適用于層高較高的建筑，如工業(yè)廠房。

保溫?？A(yù)制墻符合其中組裝式預(yù)制墻的產(chǎn)品定義，其修正系數(shù)0.4+集成保溫0.1+免抹灰0.1=0.6。

1.1 保溫?？A(yù)制墻產(chǎn)品構(gòu)成

自保溫模卡砌塊是以砂石為骨料，水泥為膠結(jié)料，摻加一定的工業(yè)廢料和其它添加劑，加水?dāng)嚢?、振?dòng)，機(jī)器加壓強(qiáng)制成型，經(jīng)養(yǎng)護(hù)而成的一種具有特殊外觀形狀的全新概念的新型綠色建筑環(huán)保墻體材料。以絕熱用模塑或擠塑聚苯乙烯為主要保溫隔熱材料，將其置于砌塊內(nèi)部，與砌塊構(gòu)成一個(gè)完整體的生產(chǎn)工藝創(chuàng)新，砌成墻體以后，由砌塊的混凝土材料對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，其使用壽命等同墻體乃至建筑物的使用壽命，提高了墻體的整體性與安全性。保溫模卡砌塊干密度910kg/m3。

裝配式保溫?？A(yù)制墻是在工廠事先根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，采用混凝土?？ㄆ鰤K按照一定模數(shù)進(jìn)行榫接、疊砌，并按照結(jié)構(gòu)需求進(jìn)行配筋、灌漿等工序工業(yè)化拼裝而成的灌筑預(yù)制墻體。保溫?？ㄆ鰤K干密度1360kg/m3。

保溫?？A(yù)制墻是對(duì)傳統(tǒng)砌塊轉(zhuǎn)型到預(yù)制墻體的產(chǎn)品創(chuàng)新，是建筑工業(yè)化升級(jí)的創(chuàng)新。

1.2 保溫?？A(yù)制墻的深化設(shè)計(jì)

?？A(yù)制墻作為裝配式預(yù)制構(gòu)件，在設(shè)計(jì)方案階段就應(yīng)進(jìn)行預(yù)制方案策劃方面的考慮。

熱工性能：混凝土?？A(yù)制墻的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.162-0.221W/（m.K）?？蓾M足綠色三星建筑節(jié)能計(jì)算要求。

防火性能：混凝土?？ㄆ鰤K預(yù)制墻滿足耐火極限4小時(shí)以上的不燃性墻體。滿足國(guó)家防火消防規(guī)范要求。

抗震性能：混凝土?？ㄆ鰤K預(yù)制墻可用于抗震要求低于8級(jí)的地區(qū)。對(duì)于承重砌體結(jié)構(gòu)，模卡砌塊預(yù)制墻的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU10；對(duì)于填充墻，?？ㄆ鰤K預(yù)制墻的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU7.5。

預(yù)制工業(yè)化：?？A(yù)制墻可實(shí)現(xiàn)集成保溫、免抹灰，預(yù)制率貢獻(xiàn)13～15%，在框架結(jié)構(gòu)中可實(shí)現(xiàn)豎向柱子全部現(xiàn)澆，增加結(jié)構(gòu)安全性，降低建造成本。

?？A(yù)制墻在生產(chǎn)加工前需由專業(yè)PC設(shè)計(jì)人員加工圖深化設(shè)計(jì)。深化設(shè)計(jì)人員需與現(xiàn)場(chǎng)總包單位確認(rèn)塔吊位置，起吊重量等性能數(shù)據(jù)。根據(jù)吊車起吊能力劃分墻體長(zhǎng)度以控制單片墻在吊車允許吊裝能力范圍內(nèi)；與總包單位確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)施工電梯，卸料口等布置范圍。確認(rèn)此范圍內(nèi)?？▔轭A(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)后砌筑，以免造成此塊區(qū)域墻體應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)施工服務(wù)而后砌筑，預(yù)制墻阻擋施工現(xiàn)場(chǎng)布置的局面。

臨近框架柱處?？▔Γ捎诳蛑诨炷翝仓?，澆搗產(chǎn)生的側(cè)向力對(duì)臨近?？▔τ幸欢_擊力，可能造成墻體水平偏位。需與施工單位確認(rèn)是否在預(yù)制墻側(cè)預(yù)留模板預(yù)留孔進(jìn)行加固。預(yù)制墻內(nèi)預(yù)留與構(gòu)造柱，盡量將框柱的預(yù)留插筋形式設(shè)計(jì)為直錨，彎錨可能會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)鋼筋碰撞。與總包確認(rèn)在樓層何處預(yù)留腳手架洞口。若墻體上部有預(yù)制梁，需結(jié)合?？▔?gòu)造圖集，墻體頂部預(yù)留埋件增強(qiáng)墻體與預(yù)制梁的連接，對(duì)墻體穩(wěn)定形成約束[3]。

墻體上預(yù)留洞口不得打斷吊筋，否則會(huì)影響墻體整體剛度，若有大洞則后期現(xiàn)場(chǎng)處理。

避免尺寸零星的預(yù)制墻體出現(xiàn)，建筑圖中尺寸零碎的小墻及折角L型墻等設(shè)計(jì)為后期現(xiàn)場(chǎng)砌筑處理。門(mén)窗洞口邊加有輔強(qiáng)型鋼件（如角鋼）；樓梯間，電梯間周側(cè)墻體設(shè)計(jì)為后期現(xiàn)場(chǎng)砌筑處理。樓梯間考慮到休息平臺(tái)處后做以及梯梁，梯柱的設(shè)置。預(yù)制?？▔κ┕ぢ闊?，樓梯間靠休息平臺(tái)處及踏步段對(duì)應(yīng)墻體均現(xiàn)場(chǎng)砌筑，電梯間兩側(cè)墻體亦現(xiàn)場(chǎng)砌筑。

預(yù)制墻高須控制在4m內(nèi)，墻長(zhǎng)控制在3.5m左右；墻體拆分需考慮運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)塔吊起吊能力；單片墻體重量宜控制在3~3.5噸內(nèi)；否則需提前聯(lián)系總包動(dòng)用汽車吊；一般的外墻線槽深度在50mm內(nèi)；為避免運(yùn)輸過(guò)程中墻體強(qiáng)度削弱，預(yù)留現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)槽。注意墻體支撐的布置，一般支撐點(diǎn)不得少于4個(gè)，且墻身支撐點(diǎn)被框架柱擋住時(shí)需注意避讓調(diào)整支撐位置。

1.3 保溫?？A(yù)制墻的生產(chǎn)制造

?？A(yù)制墻生產(chǎn)包括預(yù)制墻深化圖設(shè)計(jì)、?？ㄆ鰤K壘磚、鋼筋綁扎安裝、預(yù)埋件安裝、墻體內(nèi)混凝土灌注、吊點(diǎn)預(yù)埋、成品保護(hù)、線盒線管預(yù)埋等預(yù)制構(gòu)件加工制作及養(yǎng)護(hù)相關(guān)的一切工作。清潔、包裝、運(yùn)輸至指定地點(diǎn)、成品保護(hù)、因質(zhì)量問(wèn)題引起的維修和更換等。

保溫模卡預(yù)制墻生產(chǎn)是基于模卡砌塊結(jié)構(gòu)衍生而來(lái)，在砌塊體系中已根據(jù)位置對(duì)砌塊進(jìn)行了詳細(xì)劃分，包括主砌塊、左端砌塊、右端砌塊、半砌塊、左端半砌塊、右端半砌塊、分隔墻主砌塊、分隔墻左端砌塊、分隔墻右端砌塊、分隔墻半砌塊、分隔墻左端半砌塊、分隔墻右端半砌塊、分隔墻右端半砌塊等多種形式，且對(duì)應(yīng)的各種規(guī)格又有多種尺寸規(guī)則。

加工圖技術(shù)交底：工廠拿到深化圖紙后需做項(xiàng)目整體規(guī)劃，包含項(xiàng)目單體數(shù)量，各單體層數(shù)，各層的預(yù)制墻片數(shù)，從而規(guī)劃出生產(chǎn)場(chǎng)地的布置大小。

場(chǎng)地平整：將場(chǎng)地地面清理干凈后用細(xì)石混凝土澆筑30mm并找平，生產(chǎn)人員依據(jù)墻體排塊圖放出砌塊的長(zhǎng)度及高度并在地坪上彈墨線，設(shè)立皮數(shù)桿，控制?？A(yù)制墻的砌筑高度。找平層應(yīng)平整密實(shí)，它是控制?？A(yù)制墻生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟之一。

生產(chǎn)材料準(zhǔn)備：需提前準(zhǔn)備至少一個(gè)星期的材料用量。包括鋼筋量及混凝土灌漿料的具體使用定額等。

人工安排：鋼筋工每天需預(yù)備好后三天的加工用量；需注意鋼筋加工工人及焊工為特殊工種操作工人，需持證上崗且做好三級(jí)安全教育。砌筑前做好場(chǎng)地規(guī)劃布置，地面設(shè)置好水平及豎向彈線，將場(chǎng)地清理打掃完畢后再開(kāi)始砌墻。

預(yù)制墻的尺寸和平整度：上皮磚平整度和尺寸每天要把控，否則運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后會(huì)妨礙現(xiàn)場(chǎng)木工的預(yù)制梁模板搭接；同理鋼筋放置傾斜后也會(huì)影響到現(xiàn)場(chǎng)框架柱設(shè)置。預(yù)制墻完成應(yīng)橫平豎直，不能有表面裂縫；外墻粉刷需用油漆工進(jìn)行專門(mén)作業(yè)，用批不用粉，保證平整度，并減少原材料浪費(fèi)[4]。

關(guān)于拉結(jié)鋼筋及墻體過(guò)梁制作：仔細(xì)核對(duì)圖紙中伸出的拉結(jié)鋼筋的距離尺寸，這部分鋼筋和現(xiàn)澆支模有關(guān)系將導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)偏差。所有的構(gòu)造柱和圈梁是用混凝土不是灌漿料。制作時(shí)需放二三鏟石粉及瓜子片和黃砂，否則過(guò)梁會(huì)因?yàn)榧袅^(guò)大導(dǎo)致吊裝時(shí)斷裂，過(guò)梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)是C25。制作前用拌好的料做試塊以確定混凝土配合比。

預(yù)制墻內(nèi)鋼筋搭接：預(yù)制墻內(nèi)螺紋鋼筋搭接處需用鋼絲綁扎。吊點(diǎn)焊接完，同步完成養(yǎng)護(hù)。通縫處的墻體要用U型豎向鋼筋在底部連接貫通。

2 工程項(xiàng)目應(yīng)用舉例

2019年至今，上海市已有多個(gè)項(xiàng)目采用了保溫模卡預(yù)制墻，大多為框架結(jié)構(gòu)的學(xué)校、醫(yī)院、安置房基地等項(xiàng)目，應(yīng)用面積已超過(guò)100萬(wàn)平方米，如華為人才公寓、復(fù)旦蘭生青浦校區(qū)、松江茶壇學(xué)校、曙光醫(yī)院肝病中心等項(xiàng)目中應(yīng)用，正在逐漸被市場(chǎng)接受。

松江茶壇學(xué)校位于松江區(qū)車墩鎮(zhèn)，是上海地區(qū)較早采用?？ㄆ鰤K預(yù)制墻體作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的新建建筑。采用鋼筋混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)+預(yù)制自保溫墻板體系，基礎(chǔ)、框架柱采用現(xiàn)澆，框架梁、樓（屋）面板采用疊合梁、疊合板，樓梯為預(yù)制鋼筋混凝土樓梯，外圍護(hù)填充墻采用混凝土保溫?？A(yù)制墻。

該項(xiàng)目采用?？A(yù)制墻體結(jié)構(gòu)體系替代傳統(tǒng)混凝土PC預(yù)制構(gòu)件，既可滿足上海市對(duì)裝配式建筑達(dá)到40%預(yù)制率的要求，同時(shí)PC預(yù)制構(gòu)件成本可降低15-18%左右。（模卡砌塊預(yù)制墻體視同全預(yù)制集成保溫，市場(chǎng)上普通PC夾心保溫外墻板的價(jià)格4750元/立方，而采用模卡砌塊保溫預(yù)制墻體的價(jià)格在3800元/立方，每立方可節(jié)約1000元左右，綜合價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯）[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

保溫?？▔w在生產(chǎn)加工時(shí)，有別于其他預(yù)制墻體“平躺式”生產(chǎn)，而是“直立式”的砌筑生產(chǎn)，充分利用了空間范圍，極大的節(jié)省的生產(chǎn)用地。且在墻體生產(chǎn)完成后，只需平移到的場(chǎng)地進(jìn)行集中放置，又節(jié)省了脫模、起吊等過(guò)程，在生產(chǎn)時(shí)間上也有一定的節(jié)省。

保溫?？A(yù)制墻立足于自身自保溫結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)行裝配式預(yù)制工業(yè)化的要求，系統(tǒng)地解決了墻體的保溫性能和耐久性能，同時(shí)加快了施工速度，縮短工期，降低綜合成本。通過(guò)工程應(yīng)用實(shí)踐，已經(jīng)編制了上海市建設(shè)工程規(guī)范《混凝土?？ㄆ鰤K應(yīng)用技術(shù)編制》DG/TJ08-2087-2019。?？w系的推廣應(yīng)用必將會(huì)推動(dòng)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。