不規(guī)則建筑鋁合金模板體系與永久外保溫一體化技術(shù)研究

鄭亞剛 王仁東 葛曉東 董國(guó)男

（中國(guó)建筑第五工程局有限公司煙威分公司，山東 威海 264200）

根據(jù)目前全世界建筑行業(yè)發(fā)展情況，外國(guó)發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家、尤其是美國(guó)和英國(guó)、德國(guó)，這些國(guó)家對(duì)建筑鋁合金模板的技術(shù)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(shù)和鋁合金模板體系得到很快的發(fā)展和推廣應(yīng)用，這些國(guó)家的施工技術(shù)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水準(zhǔn)。以這些國(guó)家為代表，建筑新型模板都體現(xiàn)出了極其優(yōu)良的品質(zhì)，這些材料耐久性和抗壓抗折性較好，應(yīng)用模數(shù)化設(shè)備、工業(yè)化生產(chǎn)、加工的產(chǎn)品早已實(shí)現(xiàn)流水化，加工精度已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，成套模具已經(jīng)能夠順利產(chǎn)量化，鋁合金模板和支撐桿件、配件等全部是采用數(shù)字化和工廠流水化，模板加工可由具有相應(yīng)資質(zhì)的承接單位進(jìn)行，安裝則可以選擇具有一定施工水平的專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行，從工廠加工到施工現(xiàn)場(chǎng)，全部按照標(biāo)準(zhǔn)化模塊運(yùn)輸制造，廠企聯(lián)合，按照?qǐng)D紙深化集中、加工集中、運(yùn)輸集中和施工集中的特點(diǎn)，將整條產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合起來，全過程采用精細(xì)化管理理念，模板再次從施工現(xiàn)場(chǎng)退卻以后回爐，又一次能夠成為全新的模板體系，循環(huán)利用。

在我們國(guó)家，工程在建設(shè)過程中，絕大部分還是采用木模板，周轉(zhuǎn)次數(shù)低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，材料經(jīng)過最多周轉(zhuǎn)后幾乎作廢，不能回收且充分利用。我們主席習(xí)近平提出的“綠水青山，就是金山銀山的”，生態(tài)保護(hù)刻不容緩，想要實(shí)現(xiàn)我們?nèi)祟惷\(yùn)共同體的理念，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)新的發(fā)展，就需要以低碳、低能源、低消耗投入，節(jié)約我們的施工成本和社會(huì)共同資源，在建筑行業(yè)，我們國(guó)家人們把目光投向了歐美一些國(guó)家，吸取他們?cè)诮ㄖ袠I(yè)的突出貢獻(xiàn)，引進(jìn)新型材料和節(jié)能環(huán)保材料建設(shè)我國(guó)房屋，從目前應(yīng)用情況來分析，鋁合金模板發(fā)展前景相當(dāng)可觀，如鋼模板和鋁合金模板等。鋼模板相對(duì)預(yù)傳統(tǒng)木模板的損耗來說較少，并相對(duì)于木模板能夠提前施工進(jìn)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(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)塔吊等垂直運(yùn)輸設(shè)備的應(yīng)用程度大，占用大部分吊裝時(shí)間，更甚至于工人操作起來不夠靈活不夠安全，這些缺點(diǎn)直接影響了它的推廣，漸漸的在市場(chǎng)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(shè)備時(shí)間和施工相對(duì)安全的問題，因?yàn)殇X合金模板自重輕，拼裝簡(jiǎn)單，板塊能夠靈活運(yùn)用裝配，周轉(zhuǎn)非常方便，使用后成活質(zhì)量效果顯著，避免了其他質(zhì)量通病問題，進(jìn)而被一些一線城市和重要工程推廣應(yīng)用。同時(shí)我們國(guó)家也重視節(jié)能，在設(shè)計(jì)強(qiáng)條中明確規(guī)范外墻保溫的設(shè)計(jì)參數(shù)和要求。建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)重要組成部分之一則為外墻保溫，它為整個(gè)建筑的節(jié)能起到至關(guān)重要的作用。在一些歐洲國(guó)家，外墻保溫系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用將近半個(gè)世紀(jì)。西方國(guó)家，在外墻保溫應(yīng)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(tǒng)的耐久性以及不同材質(zhì)的外保溫系統(tǒng)抗外部沖擊反應(yīng)、導(dǎo)熱性能系數(shù)以及不同環(huán)境下，外保溫系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)溫度變化的不同反應(yīng)和適應(yīng)效果，研究不同材料在外墻節(jié)能方面的應(yīng)用。一些標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)參數(shù)已經(jīng)被一些歐洲國(guó)家制定標(biāo)準(zhǔn)。

1 建筑鋁模體系與保溫一體化應(yīng)用技術(shù)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(shè)系統(tǒng)、支撐搭設(shè)系統(tǒng)、緊固加固系統(tǒng)及附件，需要先在專業(yè)化工廠根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)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(tǒng)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(shù)按照工藝要求，根據(jù)目前各施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，增大施工立桿間距，建立快拆體系，山東省標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布的《LS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫系統(tǒng)》應(yīng)用技術(shù)規(guī)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(gòu)成主要為保溫漸變層、加強(qiáng)層、鋼絲網(wǎng)、耐堿網(wǎng)格布、保溫芯材、拉結(jié)栓等組成，外墻模板以復(fù)合保溫板作為混凝土澆筑時(shí)的支撐，將現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與其連接成為一個(gè)整體，通過主、次龍骨、對(duì)拉螺桿連接等加固措施，起將內(nèi)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(duì)施工中，采用鋁合金模板安裝和保溫一體化技術(shù)，就要檢查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，增加對(duì)質(zhì)量的管理，需要建立質(zhì)量管理小組，以主控項(xiàng)目為主，對(duì)各道工序進(jìn)行必要的檢查和驗(yàn)收，符合現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求才可以進(jìn)行最后的混凝土澆筑工程施工。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

工程鋁合金模板在工廠加工時(shí)，采用厚度適宜的鋁板，根據(jù)工程特點(diǎn)，制定滿足工程需要的剛性強(qiáng)的模板，配合工廠機(jī)械化、流水化和模數(shù)化加工，以標(biāo)準(zhǔn)板加上局部非標(biāo)準(zhǔn)板的配置板，并在非標(biāo)準(zhǔn)板上編號(hào)，按照編號(hào)和施工部位，將材料分類在工廠進(jìn)行預(yù)拼裝，其中標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行加工預(yù)拼裝后，施工方派專業(yè)技術(shù)人員和操作人員至工廠，進(jìn)行編號(hào)和拆卸打包，按照工程平米數(shù)確定拆卸人員，保障施工進(jìn)度。鋁合金模板按照預(yù)拼裝和圖紙施工部位，將材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，專業(yè)人員跟進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)操作工人進(jìn)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(zhuǎn)方面提升了周轉(zhuǎn)速度，降低了模板平米指標(biāo)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(gè)單體工程按照三套獨(dú)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(shù)套配件配置，鋁合金模板施工周轉(zhuǎn)次數(shù)高，周轉(zhuǎn)次數(shù)是傳統(tǒng)木模板的4-9倍，且不易變形。在不規(guī)則建筑上利用鋁合金模板，不僅能夠改變木模板出現(xiàn)的例如拼縫不達(dá)標(biāo)、漲模等質(zhì)量通病，還能夠根據(jù)外墻的外造型改變鋁模板的設(shè)計(jì)尺寸，合理利用鋁模板將外墻線條優(yōu)化帶出，減少不規(guī)則外形所帶來的木模板一次性投入而不能循環(huán)周轉(zhuǎn)的情況，減少施工成本的同時(shí)，提高了施工質(zhì)量。節(jié)約工期方面，鋁合金模板減少人工的翻模時(shí)間，降低了設(shè)備的租賃時(shí)間，以及工人操作的時(shí)間，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本項(xiàng)目24層建筑鋁合金模板的應(yīng)用可節(jié)約總工期為42天，平均為1.75天。

通過二次深化設(shè)計(jì)，鋁合金模板可將窗間墻、構(gòu)造柱，反沿等部位優(yōu)化后一次澆筑完成，并且在后期室內(nèi)抹灰上，可以達(dá)到免抹灰的效果，抹灰材料及人工成本雙重降低。節(jié)約了成品砂漿等原材料耗消耗以及抹灰使用的人工費(fèi)，同時(shí)減少了周轉(zhuǎn)材的投入利用，現(xiàn)場(chǎng)的管理費(fèi)等均會(huì)隨之降低。鋁合金模板施工需要配備專業(yè)的安全員和質(zhì)檢員，督導(dǎo)施工。施工作業(yè)人員需要專項(xiàng)培訓(xùn)和交底，將施工技術(shù)要點(diǎn)，降低施工風(fēng)險(xiǎn)和降低操作安全因素。

在復(fù)合保溫板施工過程中，工廠模數(shù)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(zhì)量。同時(shí)使用一體化保溫板能夠大大節(jié)約施工時(shí)間，一體化安裝以后，免除二次吊籃等設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，減除了設(shè)備租賃費(fèi)的同時(shí)也消除了機(jī)械設(shè)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(qū)，不同環(huán)境下使用，耐久性強(qiáng)和適用范圍廣的特點(diǎn)。

鋁模體系與保溫一體化在本工程中應(yīng)用，極力推進(jìn)了項(xiàng)目的快速建設(shè)，同時(shí)也為工程環(huán)保節(jié)能方面可做出貢獻(xiàn)，研究?jī)烧咴诒竟こ滩灰?guī)則建筑外圍及內(nèi)部支撐體系使用，在細(xì)部節(jié)點(diǎn)處的處理和優(yōu)化做深入研究，進(jìn)一步實(shí)踐兩項(xiàng)工序的應(yīng)用并進(jìn)一步探索新的技術(shù)成果。

2 不規(guī)則建筑鋁模體系與外保溫一體化技術(shù)在房屋建筑施工中的具體應(yīng)用

2.1 工程概況

本工程為高層公建項(xiàng)目，有24層，地下2層。工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，一體化保溫板及鋁模板體系是主體施工時(shí)候主要的運(yùn)用材料，鋁合金模板連接質(zhì)量和連接速度會(huì)給工程的質(zhì)量和工期很大的影響，而且一體化保溫板施工對(duì)主體鋁合金模板也起到減少投入的作用，主體外形不規(guī)則，在局部采用鋁合金模板和傳統(tǒng)木模板相結(jié)合的方式施工。在保證質(zhì)量和進(jìn)度的條件下，采用鋁合金模板和一體化保溫板縮短工期，達(dá)到施工合同要求同時(shí)也達(dá)到工程管理的要求，主體內(nèi)側(cè)采用鋁合金模板及支撐系統(tǒng)，外側(cè)采用一體化保溫板加背楞，統(tǒng)一采用對(duì)螺桿連接技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、施工方便快捷、鋁合金模板強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定、外保溫一次性成果等優(yōu)點(diǎn)，混凝土澆筑完成后，其觀感質(zhì)量上升一個(gè)臺(tái)階，為后續(xù)各項(xiàng)工程開展打下基礎(chǔ)。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

1）安裝前質(zhì)量控制：在進(jìn)行鋁合金模板和一體化保溫板安裝之前，要先進(jìn)行圖紙優(yōu)化設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制。第一，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖紙、建筑要求、電氣圖紙、通風(fēng)空調(diào)圖紙、給排水圖紙等，建立REVT模型，根據(jù)三維模型和受力分析，確定最終的施工方案，達(dá)到數(shù)量準(zhǔn)確、規(guī)格完整的目的。一體化保溫板按照結(jié)構(gòu)圖紙、建筑圖紙和機(jī)電圖紙，建立BIM模型，繪制外墻保溫板3D圖，根據(jù)施工圖和施工條件確定外墻一體化保溫板的設(shè)計(jì)圖紙，最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙。對(duì)操作人員必須是參加過技術(shù)培訓(xùn)的人員，還要經(jīng)過三級(jí)安全教育并考核合格的操作工人，保證不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致質(zhì)量事故；然后對(duì)于一體化保溫板，需要具有相應(yīng)檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)部門檢查出具節(jié)能檢測(cè)報(bào)告，同時(shí)對(duì)鋁合金板和一體化保溫板說明書上的各種參數(shù)也要仔細(xì)核對(duì)；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(jìn)場(chǎng)材料是否有破損和規(guī)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(guī)格等均需要進(jìn)行仔細(xì)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(fù)后的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

一體化保溫板復(fù)驗(yàn)的主要項(xiàng)目

一體化保溫板錨固件的主要技術(shù)性能指標(biāo)

一體化保溫板安裝后面層偏差

2）加工過程的質(zhì)量控制：并且必須切料到位，不合格則需要進(jìn)行二次切料或者重新下料；選材必須經(jīng)過有資質(zhì)的廠家加工的合格產(chǎn)品；要按照材料尺寸選擇加工機(jī)械設(shè)備和電腦加工操作系統(tǒng)，調(diào)整好各拼接部位的長(zhǎng)度和寬度以及特殊部位的特殊下料尺寸，要隨時(shí)保證加工機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)流水作業(yè)和加工精細(xì)化，材料的尺寸變化要控制在允許誤差范圍之內(nèi)。

3）安裝過程的質(zhì)量控制：在搬運(yùn)和吊裝一體化保溫板材料要避免摩擦和撞擊，保護(hù)好材料棱角。在搬運(yùn)鋁合金模板時(shí)要做到標(biāo)注清晰，打包分類，在吊裝和搬運(yùn)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(shí)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(shí)保證內(nèi)外板材的拼縫達(dá)到要求，板材尺寸按照?qǐng)D紙拼裝，且保證鋁合金板材板面干凈完好。

4）現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收：安裝完成之后，需要對(duì)對(duì)拉螺桿間距、主次龍骨間距、以及縱橫向水平桿間距等在內(nèi)的外墻保溫板和鋁合金模板進(jìn)行檢驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。除了對(duì)安裝偏差檢查外，還需要施工作業(yè)面中隨時(shí)檢查支撐系統(tǒng)桿件穩(wěn)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)模板進(jìn)行重新矯正定位，全部都合格才可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。

3 結(jié)語

鋁模板體系和保溫一體化技術(shù)施工，給工程帶來了許多便利，也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和提早進(jìn)入綠色生態(tài)文明國(guó)家提供了可觀的價(jià)值和建設(shè)優(yōu)勢(shì)。1）減少房屋建筑工程混凝土的質(zhì)量通病發(fā)生，避免出現(xiàn)蜂窩麻面，振搗不到位，水平度和垂直度達(dá)不到規(guī)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(shí)體質(zhì)量，達(dá)到優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)的效果。3）縮短本工程施工進(jìn)度，并且加快施工，按照統(tǒng)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容，將工程目標(biāo)確定為減少總工期1月的目標(biāo)設(shè)立，減少周轉(zhuǎn)材的投入，過程中根據(jù)建筑的進(jìn)度情況，適時(shí)的增加和減少材料的投入，以及在工程中確定施工人數(shù)，減少人工成本。4）施工減少材料浪費(fèi)，施工過程更加節(jié)能環(huán)保。這些優(yōu)勢(shì)集中在一起，一定能夠使鋁合金模板和保溫一體化技術(shù)在建筑領(lǐng)域有更加長(zhǎng)足的發(fā)展。