裝配式架空地面體系研究

劉 勃,杜麗娟,王 鵬（.北京市住宅建筑設計研究院有限公司， 北京 00005；.天津安其居建筑科技有限公司，天津 30804）

裝配式架空地面作為裝配式裝修中的重要組成部分，最需要解決的是地面架空和地暖鋪設兩大問題。雖然目前市場上也呈現了不少方案，但兩大問題并未得到徹底解決，尤其是地暖問題更是刻不容緩。裝配式干式地暖是將基板、加熱管道等部件進行整合形成模塊，現場直接裝配，具有施工工期短、自重荷載小、易于改造維護等優點。因此，需要一套快速調平、安裝便捷、傳熱速度快的裝配式架空地面技術來滿足未來裝配式裝修行業中的需求。

1 概念及特點

1.1 裝配式架空地面系統概念

裝配式架空地面系統是指主要采用干式工法工廠生產、現場組合安裝而成的集成化地面，由可調節支撐構造和面層構成。通過調節支撐地腳使地面達到統一高度，然后在其上安裝刨花板、硅酸鈣板等結構受力板，并鋪設地面飾面材料，架空空腔內可以敷設排水、采暖、電氣等管線設備。

1.2 裝配式架空地面系統特點

裝配式架空地面通過配構件實現地面架空，主要具備 4 個特點。① 便于調平。通過不同規格的調節支腳可以對地面進行快速調平。② 全干法作業、高效快捷。所有部品部件均為工廠化生產，現場直接裝配，無須二次裁切，無粉塵、無建筑垃圾，安裝簡單快捷，可以快速地提高施工效率。③ 架空層內可敷設地面管線。管線敷設無須剔槽或占用額外空間，可以提高空間利用率。④ 便于檢修。所有部品均為標準化生產，可進行單獨拆卸。此外，安裝時還設置了檢修口，有利于后期產品維修和更換。

2 裝配式架空地面現狀分析

目前市場上常見的架空地面按照支撐方式、采暖方式、飾面材料、受力結構 4 種標準分類，如表1 所示。

表1 裝配式架空地面分類

本文將主要從型鋼復合模塊架空地面和復合板模塊架空地面對現有裝配式架空地面進行詳細分析。

2.1 型鋼復合模塊架空地面

型鋼復合模塊架空地面是由型鋼架空地面模塊、地面 PVC（Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯） 調整腳、自飾面硅酸鈣板復合地板和連接部件等構成，主要是以型鋼和高密度硅酸鈣板為基層定制加工的模塊。根據適配應用空間的不同，可以將型鋼地面模塊分為型鋼復合架空模塊、超薄型鋼架空模塊和型鋼復合地暖模塊，還可以根據空間厚度需要，定制 20 mm、30 mm、40 mm 不同高度的模塊。

2.1.1 采暖式型鋼復合模塊架空地面

采暖式型鋼復合模塊架空地面主要由型鋼復合地暖模塊、地暖管、平衡板等共同構成，適用于客廳、臥室、廚房等房間的架空采暖地面，具有“架空-調平-采暖-保護”四合一復合構造。該體系采用專用構造、集成化部品，完成替代傳統的濕作業施工，具有裝配快捷、承載力高、散熱均衡、蓄熱持久等優點。

2.1.2 非采暖式型鋼復合模塊架空地面

非采暖式型鋼復合模塊架空地面是集架空層、調平層、飾面層于一體的三合一功能構造。架空層為沿地面敷設管線預留空腔，調平層具有自適應能力，徹底取代抹灰找平。所有部品均來自工廠化精密制造，現場無須二次裁切。各個部件之間為物理連接，可實現快速裝配、快速調平、完全拆卸。全過程干法作業，無噪聲、無粉塵、無垃圾。

2.2 復合板模塊架空地面

復合板架空模塊地面，從采暖方式上可以分為采暖式復合板模塊架空地面和非采暖式復合板模塊架空地面，主要由支撐及調節層、受力結構層、采暖模塊層和飾面層組成。復合板模塊中的采暖模塊是指由聚苯乙烯一體化而成的干式低溫熱水采暖系統，其組成是厚度為 30～50 mm 的聚苯乙烯墊板。墊板底部是平整、上部為米字型溝槽的正方形單元體，各單元體之間的溝槽是可以相互連通的。溝槽是供采暖管線鋪設所用，墊板頂部鋪設有金屬板片封閉溝槽，可以更高效地將熱量向上傳送出去，使散熱更為均勻。采暖式復合板模塊架空地面如圖 1 所示。

圖 1 采暖式復合板模塊架空地面

2.3 架空地面主要材料性能分析

2.3.1 支撐及調節層

支撐及調節層為點式支撐腳，一般按照一定間距進行排布。支撐上部設受力結構板，然后在其上鋪設干式地板采暖模塊和地面裝飾板。支撐及調節層主要有金屬和塑料 2 種，金屬類支腳也稱“C 型支撐腳”，塑料類支腳也稱“M 系列點龍骨”和“樹脂螺栓調節支腳”。塑料類支腳具有較大的柔性，因此更有利于減震降噪，同時塑料類支腳采用了可再生材料，成本更低也更加環保。

（1）塑料類。樹脂螺栓調節支腳由塑料制成，外觀呈圓柱體，可以通過旋轉調節高度。架空凈高度為 18～110 mm ，可以有效解決地面、樓板表面高低不平的問題，地面無須找平。

（2）金屬類。C 型支撐腳主要由方形和中心圓柱體組成，整體呈“C 字型”。適用于新建或者原有建筑樓地面，調節高度范圍為 13 ～78 mm，可以滿足于厚度為 18 mm 和 25 mm 的受力結構板材的使用。

2.3.2 受力結構層

受力結構層主要有歐松板、水泥壓力板和硅酸鈣板。① 歐松板也叫定向刨花板，是一種新型結構的安全環保綠色材料，具有高環保功能、防水性能好、承載力高、內部構造穩定、防火等級高、握定力強等優點。② 水泥壓力板是以天然纖維和水泥為原料所生產的板材，具有強度高、防水防潮、防腐、防火、規格多、加工性能好、施工效率高、堅固耐用等特點。③ 硅酸鈣板是以硅、鈣為主要原材料，經過輥壓、加壓、蒸養、表面磨光等處理后形成的建筑板材，具有質量輕、強度高、防火隔熱、不發煙、防水防潮、防霉、隔音、干縮濕脹及撓曲變形小等優點。此外，纖維增強硅酸鈣板的加工性也很好，可釘、可鋸、可鉆、可黏結。

2.3.3 采暖模塊層

干式采暖模塊主要是由保溫層和導熱層組成。其中，保溫層有擠塑板（XPS）和聚苯板（EPS）2 種；導熱層指采暖模塊中的反射膜，主要有鋁箔和碳晶硅。

（1）保溫板。保溫板的作用是阻止熱量向下傳遞，降低結構層的無效熱損耗，從而也要求保溫層要具備良好的保溫絕熱效果，此外，隔熱材料還應采用導熱系數小、吸水率低、難燃或不燃、具備一定的承載能力的材料。滿足上述條件的地暖保溫板有擠塑板（XPS）和聚苯板（EPS）兩種。保溫板性能對比分析如表2 所示。

表2 保溫板性能對比分析

（2）反射膜。反射膜的作用是將熱量向上反射，降低向下的熱量損失。反射膜置于發熱體和絕熱體中間，作為一種熱反射材料，能夠有效降低熱能的散失，并且能夠起到快速升溫的作用。反射率是衡量反射膜的主要指標之一，反射率越高發射熱量的效果就越好，相反就越差。① 鋁箔膜。新型的鋁箔鏡面由多層 PET （Polyethylene Glycol Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯）保護層和鋁箔反射層構成，正反面的 PET 保護層能夠有效地隔絕氧氣和水分，反射熱量為 95% 左右，具有耐高溫蒸煮、耐冷凍、無毒無味、健康環保等優點。② 碳晶硅超導熱膜。碳晶硅超導熱膜為均熱層，耐高溫、耐堿、耐酸、耐有機溶劑，可貼在預制溝槽保溫板表面。由于本身具有橫向導熱能力，所以導熱速率要比鋁快 6 倍。可以讓地暖管中的熱量均勻、快速地傳導至整個模塊表面，從而形成面散熱效應，大大地提高了熱量的散發速度。

裝配式架空地面需要解決地面架空和地暖鋪設 2 大問題。首先，就地面架空而言，現有做法是通過支撐腳實現。其中，螺栓調節支撐腳雖然解決了地面架空，但是安裝時需要對調節支腳進行一一調試，安裝效率較低；如果鋪裝受力結構板后發現地面不平，還需要拆除后再對調節支撐腳進行重新調試，工期和效率較低。因此，不適用于真正的內裝工業化裝修。其次，地暖鋪設的做法是需要在調節支撐腳上鋪設一層受力結構板，然后再鋪設地暖模塊，施工步驟較為繁瑣，沒有做到真正的省工省料。

綜上，現有的地面技術雖然基本解決了地面架空和干式地暖，但是在工藝做法、安裝效率上仍存在著問題，需要再進一步進行改良設計。

3 裝配式架空集成地暖設計

3.1 組成要素

裝配式架空集成地暖結構由飾面層、地暖層、支撐件組成。地暖層設于飾面層下方，地暖層上表面設有嵌裝地暖管的安裝槽。安裝槽包括沿保溫橫向及縱向等間距設置的橫向槽和縱向槽，橫向槽和縱向槽相互連通形成網格狀。支撐件由連接件、支撐頂座和固定底座組成，其連接件的頂端與支撐頂座的底端固定連接，并通過軸向調節結構與固定底座連接。新型集成地暖架空地面如圖 2 所示。

圖 2 新型集成地暖架空地面

3.1.1 支撐件

支撐件是包括了支撐調節和調平 2 種功能的構件。支撐件是由連接件、支撐頂座和固定底座組成的樹脂螺栓構件。其中，連接頂座上表面設置有十字形凹槽，連接件為軸向螺紋調節結構，通過旋轉螺紋桿可以調節支撐頂座與固定底座之間的距離，實現在裝配過程中對地面基層進行快速找平，達到調裝飾面層表面平整度的目的。此外，在支撐件上方還設置了格柵框架的調平龍骨，直接卡接于支撐件頂座上的十字形凹槽內，并與支撐件頂座齊平。如此，能夠快速地調整各個支撐件的高度，從而保證支撐件整體的平整度，便于后續地暖層的鋪設。

3.1.2 地暖層

地暖層包括保溫層和鋪設于保溫板上的反射膜。保溫板由硅酸鈣板和擠塑板復合而成，其中擠塑板上設有安裝槽，槽口呈橫縱等間距分布，橫向槽和縱向槽互相連通形成網格狀。其可內嵌地暖管線，不僅可以節省地面空間，而且還能避免地暖管線受到破壞。此外，擠塑板上表面覆有一層碳晶硅反射膜，可以快速地將熱量向上傳遞。

3.2 技術特點

（1）快速調平，高效裝配。首先，通過調平龍骨將支撐件固定為整體，對其進行統一調平。在不占用多余空間的情況下能夠快速地提高地面調平效率，保證安裝質量，避免了像傳統調平方式那樣要對支腳進行逐一調平。其次，地暖層中的保溫板是由硅酸鈣板和擠塑板在工廠進行工業化復合而成，現場直接裝配，可以減少安裝步驟，提高安裝效率。

（2）超薄地暖，高速傳熱。地暖層采用擠塑板保溫板和碳晶硅反射膜，表面均具備散熱功能。地面升溫僅需 20～30 min，導熱速度是普通金屬板的 6 倍，縮短導熱時間，有效地減少熱損，達到節能 50% 的目標。

（3）高度集成，便于檢修。支撐件和地暖層均為工廠化生產，現場無須再二次加工。各部件之間連接牢固，可實現快速裝配、快速調平、完全拆卸，全過程干法作業，無噪聲、無粉塵、無垃圾。地暖層與地面之間形成的架空空腔，可以敷設地面水電管線，在后期維護中，只需要拆除飾面層即可對地暖管進行更換維修，整體操作簡便快捷。

（4）綠色環保，安全健康。所有部品均為綠色環保建材，零甲醛、零污染。地暖管線直接鋪設在地暖層的槽口內，不僅能夠節省地面空間，而且還可以利用安裝槽將地暖管周邊進行支撐保護，避免地暖管損壞。此外，地面無須再做回填處理，施工安全，易于找到檢修位置。

3.3 適用范圍

裝配式架空集成地暖地面不僅適用于住宅建筑中的起居室、臥室、廚房、公共區域等空間，而且也適用于辦公建筑中的辦公室、會議室等區域。就飾面材料而言，可以使用實木地板、實木復合地板、強化復合地板瓷磚、復合瓷磚、石材及彈性地板（卷材）等材料。此外，還可以根據不同地面高度選用不同規格的地面支撐件，使用范圍廣、適應性強。

4 結 語

裝配式架空集成地暖設計是基于目前市場上的裝配式架空地面技術存在的問題進行的改良設計。其不僅解決了地面的快速調平，而且還針對采暖地面給出了更為便捷的解決方案。因此，為裝配式裝修技術的發展奠定基礎，切實提高建筑的安全性、耐久性和舒適性，滿足人們對建筑品質的更高需求，促進新型建筑工業化和可持續發展。