裝配式內裝修墻面系統(tǒng)技術體系與技術要點研究?

董國群，姜 涌，劉 嘉，馮柄森，張成英，朱 寧，何一川，趙曉明

（1.中建玖合發(fā)展集團有限公司，北京 101100； 2.清華大學，北京 100084；3.臨沂城市建設投資集團有限公司，山東 臨沂 276000）

1 裝配式內裝修主要技術體系

裝配式內裝修又稱為工業(yè)化裝修，是遵循管線與結構分離的原則，運用集成化設計方法，統(tǒng)籌隔墻和墻面系統(tǒng)、吊頂系統(tǒng)、樓地面系統(tǒng)、廚房系統(tǒng)、衛(wèi)生間系統(tǒng)、收納系統(tǒng)、內門窗系統(tǒng)、設備和管線系統(tǒng)等，將工廠化生產(chǎn)的部品部件以干式工法為主進行施工安裝的裝修建造模式。 裝配式內裝修與傳統(tǒng)裝修的區(qū)別在于標準化設計、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化協(xié)同的工業(yè)化建筑生產(chǎn)方式，可以有效減少浪費和環(huán)境污染、提升品質與效率［1-2］。

裝配式內裝修系統(tǒng)主要包括墻、頂、地3 個主要建筑內表面的做法，其中，墻面做法面積最大，是傳統(tǒng)裝修濕法作業(yè)用戶最關心的部分，也是解決管線與結構分離、部品集成化工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場干式工法裝配的關鍵，目前是各裝配式裝修廠商的技術核心。 本研究以此為核心，通過對墻面系統(tǒng)進行技術解析，分解各廠商的技術路線，為新型裝配式墻體工法的研究提供基礎（見圖1）。

圖1 裝配式裝修體系的主要系統(tǒng)Fig.1 The main system of prefabricated decoration system

2 裝配式內裝修墻面系統(tǒng)技術體系

傳統(tǒng)的墻面裝修工法采用分層逐步調平的方式，以濕法作業(yè)完成基層墻面的調平及裝飾面層的粘貼，能較好地適應建筑主體結構的施工誤差，但裝飾面層的效果依賴現(xiàn)場作業(yè)，質量和效率難以提升。 裝配式內裝修的墻體采用工業(yè)化的部品體系和干法施工，一般可以分為骨架或實體內墻、設備管道及保溫隔聲功能層、連接固定層、裝飾面層、收邊收角構件等。 裝配式墻面系統(tǒng)的核心是工廠化生產(chǎn)的復合裝飾面層的面板如何克服土建結構的施工誤差、固定調平形成連續(xù)的高精度裝飾面層。因此，復合裝飾面板的選擇及其調平固定工法是裝配式墻體技術體系的核心，如圖2 所示［3-4］。

圖2 墻面系統(tǒng)功能分層Fig.2 Functional stratification of wall system

在此基礎上，可以進一步細化為飾面復合墻體面板的選擇、墻板固定、墻體龍骨調平、墻體的固定與板面對平、墻板支撐、上下左右收口等，通過調研國內現(xiàn)有的主要裝配式裝修廠家，并結合自身的裝配式裝修實踐，在分析各個構件功能和反復試驗的基礎上，提出墻面系統(tǒng)的技術體系和工法要點，如圖3 所示［5-6］。

圖3 裝配式墻體主要技術要點Fig.3 Main technical points of prefabricated wall

2.1 裝配式墻體裝飾面板

為了保證墻面的整體裝配和品質，消除現(xiàn)場手工濕作業(yè)，需要將裝飾面層和基層板復合成裝飾面板，并在工廠生產(chǎn)加工、在現(xiàn)場拼裝完成。 目前市場上常用的裝配式飾面復合板主要包括水泥基（硅酸鈣板）、鎂基（玻鎂板、硫氧鎂板）、石膏基（硫酸鈣）、有機復合基（竹木纖維板、石塑板、發(fā)泡PVC板）、金屬基（彩鋼板、鋁蜂窩板）等。 比較常用的為硅酸鈣板、改性石膏板、竹木纖維板、鋁蜂窩板這4種板材。 由于飾面復合面板的特性各異，生產(chǎn)廠家分布不均，因此形成多種材料混用的場景。

硅酸鈣板材料價格較低、硬度高、加工精度高、飾面涂層涂裝或包覆效果精美、防火性能優(yōu)秀，但板材自身不宜現(xiàn)場加工、握釘力差，需要加工面板側面卡槽用于安裝，在北京地區(qū)大力推廣的裝配式建筑的保障性住房及高標準住宅中是主流產(chǎn)品，生產(chǎn)量大，成為華北、華東地區(qū)裝配式墻體的主要材料。 改性石膏板性價比較高、易于加工，但防潮性能差、尺寸精度差且硬度較低，是傳統(tǒng)雙面墻體中常用的基層板材料，單板應用較少。 竹木纖維板也被稱為木塑板，與石塑板類似，加工、握釘、防潮性好且為通體材料，可定制各種凹凸形態(tài)，自帶企口、安裝方便，但因有機材料防火性能、尺寸穩(wěn)定性、環(huán)保性能不佳，在商業(yè)店鋪及快捷酒店中被大量應用。 鋁蜂窩板質量輕、強度高，防火防潮及耐久性均較好，表面可做各種處理并可復合巖板、防火板、石材、木皮、彩鋼板等多種材料，包邊可定制企口等安裝方式，但價格較貴，目前主要用在吊頂、背景墻、衛(wèi)浴家具等領域［7-10］。

裝飾面板的效果很大程度取決于板材表面的涂裝或貼膜。 采用PVC、PP、壁紙等柔韌材料可對板面進行三面包覆，形成材料通體的感覺，裝飾面板可外露側面做明縫或密縫安裝。 采用光固化涂層涂裝或三聚氰胺、PET 膜、防火板等較硬膜層時只能做面板正面裝飾，需要用金屬線腳壓邊或做密縫拼接，限制了室內設計的手法，但涂層涂裝的耐久性和效果極佳。 上述兩種飾面方法都能很好地保證飾面層的平整和牢固，并可通過面層的圖案對石材、木材、涂料進行高精度、低成本仿真，極大豐富了室內設計效果。

2.2 裝配式墻體調平

為了控制建筑結構施工誤差，達到室內裝修的高平整度要求，就需要通過1 個龍骨或墊塊等媒介進行調平。 目前常見的裝配式墻體調平工法根據(jù)施工所用的調平構件形式，可分為點狀調平和龍骨（線狀）調平兩類。

1）點狀調平包括膠團調平和樹脂螺栓調平。膠團調平一般用于石膏板墻體，在實體墻上粘貼石膏膠團進行調平定型。 但在實際工程應用中，石膏膠團膠的用量、膠團形態(tài)、施工環(huán)境難以控制，膠團自身厚度不均也容易導致膠團內外干燥不均而粘接力不足，目前應用較少。 樹脂螺栓調平是將獨立的樹脂螺栓部件通過膨脹螺栓或膠粘固定在墻體上，每個樹脂螺栓通過旋轉可獨立進行20 ～40mm以內的高度調節(jié)，但因調節(jié)點過多導致現(xiàn)場調平工作量大，效率較低。

2）線狀調平也被稱為龍骨調平，采用調平螺栓和固定龍骨相配合的調平方法，在墻板安裝前通過從側面調節(jié)固定龍骨用的膨脹螺栓的固定螺母位置來調節(jié)墻板表面位置。 由于有龍骨作為調平依據(jù)，可先從側面調平龍骨兩端的固定點膨脹螺栓，在測量平整后再固定中間的膨脹螺栓，調平效率得以提升。

為提高裝配式墻體調平的精確性和穩(wěn)定性，改進了調平螺栓的結構，改進的調平螺栓主要由底板、調節(jié)絲桿組成，固定的底板用自攻螺釘固定在墻體上，調節(jié)絲桿與底板套環(huán)連接，靠近底板的連接端空轉，可通過旋轉調節(jié)絲桿來控制外露長度進而對龍骨進行10 ～20mm 范圍的調平，調節(jié)絲桿外端開一字螺絲刀口，通過孔洞進行垂直墻面方向的旋轉，調節(jié)垂直于墻面的高度，實現(xiàn)龍骨的正向調節(jié)。 在建造實踐中，通過改進兩代調平螺栓，從方形地板調整為圓形并加長了固定絲桿的套環(huán)，以簡化固定方式，提高穩(wěn)定性，取得了很好的效果（見圖4）。

圖4 改進的正向調平螺栓及調平方法Fig.4 Forward leveling bolt and leveling method

2.3 裝配式墻體的固定與對平

在傳統(tǒng)的輕鋼龍骨石膏板工法中，利用石膏板成本低廉的特點，一般采用雙板工法，即將底層紙面石膏板當作基層板，從正面使用自攻螺釘將其固定在輕鋼龍骨上，之后再在基層石膏板上現(xiàn)場完成第2 層飾面層的濕法粘貼。 由于涉及現(xiàn)場濕法作業(yè)，受環(huán)境影響大且質量難以控制。 目前為了提升裝配式墻體的品質，一般采用工廠生產(chǎn)的自帶飾面層的裝飾面板在現(xiàn)場進行裝配式安裝，其正面裝飾面不能破壞，壓條等正面固定方式對外觀影響大，較難采用，因此目前一般從裝飾面板的背面、側面固定到調平龍骨上。 目前裝配式墻體常用的固定方式主要有以下幾種。

1）改性石膏板為雙板安裝工法，與傳統(tǒng)的輕鋼龍骨石膏板的固定工法類似，從正面使用自攻螺絲固定紙面石膏板基層板，再在基層板上粘貼改性石膏板飾面板，多采用壁紙或PVC 覆面，使用石膏膠粘貼固定在紙面石膏板基板上。 裝飾面板可以是改性石膏板、防火板、飾面硅鈣板等多種材質。 這種方法從本質上說是傳統(tǒng)粘貼工藝的改進，也面臨現(xiàn)場施工粘貼的質量控制問題。

2）硅酸鈣板、竹木纖維板、鋁蜂窩板采用單板安裝工法，使用的板材是在工廠生產(chǎn)的帶飾面層的裝飾面板，為保護正面裝飾效果，一般采用裝飾面板的側面或背面固定方式。 一般是在工廠中對硅酸鈣板等進行飾面和側邊高精度開槽，施工安裝時在面板的側邊插入豎向土字形或工字形金屬卡條以輔助固定墻板。 施工時先在實體墻上固定調平龍骨，將工字形沖筋條較短的一邊放置在第1 塊墻板的邊槽里，較長的一端使用十字平頭燕尾螺絲固定在橫龍骨上，再將第2 塊板的邊槽側接在工字形鋁型材的另一端，并在墻板邊槽中注入硅酮膠來固定墻板。 在處理陽角、陰角處相鄰硅酸鈣板的連接固定時，采用特定型材的卡條以同種工法進行收邊固定。

3）竹木纖維板在出廠時自帶企口，無需在側邊開槽，在固定時也無需插入沖筋條，直接通過兩板間的企口咬合，用螺釘將企口固定在調平龍骨沉釘槽內固定。 但是由于竹木纖維板的企口加工精度不高，為了保證板間緊密固定一般還要采用注膠粘貼的方法固定。 也有企業(yè)采用類似硅酸鈣板的側面固定工法，在竹木纖維板兩側定制生產(chǎn)具有實芯側邊的竹木纖維板，通過工廠高精度開槽，利用工字形或土字形金屬卡條固定。

4）鋁蜂窩板的固定工法可采用背栓固定或側面封邊條企口固定2 種方式。 采用背栓固定時，可在調平龍骨上安裝母扣、在墻板背面相應位置用自攻螺絲安裝背栓公扣，從正面壓緊保證公母扣一一卡扣固定，或者采用板背自攻螺絲固定插件、卡扣到母扣中的方式，也可采用定制的封邊條形成企口，按照竹木纖維板的企口安裝方式固定。

5）彩鋼板、SMC 板等壓制成型的五面體空間板型以及可定制邊條的鋁蜂窩板，一般采用側邊卡扣到特制開孔的豎向龍骨中卡扣固定，類似吊頂三角龍骨或貨架卡扣固定方式，由于采用多點固定，一般要求龍骨和板材的加工精度較高（見圖5～7）。

圖5 飾面硅酸鈣板側面開槽Fig.5 Side slotting of calcium silicate board

圖6 竹木纖維板自帶企口Fig.6 The opening of bamboo fibreboard

圖7 鋁蜂窩板龍骨掛接、背栓扣接Fig.7 Connection between keel and back bolt of a luminum honeycomb plate

目前各廠商、各種材質的墻板固定工法各不相同，通用性不強，不利于表面裝飾材料的自由選擇。在裝配式裝修實踐中參考傳統(tǒng)石材幕墻的干掛工法發(fā)展出了背栓掛裝法，從墻板背面采用改性硅烷膠固定背栓，使其能掛裝在實體墻或調平龍骨上，從而實現(xiàn)不同飾面板材的通用連接方式，并可不限定板材邊緣的裁切、簡化面板加工工藝并有效改善板材的受力狀態(tài)。 同時，筆者通過試驗發(fā)現(xiàn)也可仿照手機、汽車等工業(yè)品生產(chǎn)的化學粘接方式，全面采用裝飾面板背面粘貼到龍骨上的方法，提高施工效率。 當然這也需要對膠體進行反復調試，以適應不同氣候條件、黏結強度及施工速度的要求（見圖8，表1）。

表1 裝配式墻板安裝固定工法Table 1 Installation and fixing method of fabricated wallboard

圖8 背栓安裝工法Fig.8 Installation method of back bolt

2.4 裝配式墻體墻板支撐

裝配式內裝修采用飾面復合單板體系時，為提高效率通常采用通高的大板安裝，同時為控制成本墻板厚度不可能太大，造成墻板的整體剛度不足，單板在垂直方向容易發(fā)生變形，特別是在人手觸碰的部位堅實感不足影響使用效果。 現(xiàn)有通行的裝配式墻體做法是通過背襯增強和背撐增強2 種方式，以及在裝配式實踐中研發(fā)的背襯加強筋方式。

1）背襯增強的方法是在墻板背面固定1 層低成本的石膏板或水泥纖維板作為基層板用作背襯支撐，裝飾面板通過膠粘在基層板上以加強墻板自身強度，類似于石膏板墻體的雙板安裝工法。 在此基礎上，可根據(jù)整體強度需要減少基層板的覆蓋面積，可從全面基層板背襯縮減到只在裝飾面板縫交接處保留局部背襯板條作為沖筋條使用。 改性石膏板、飾面硅鈣板均可采用背襯增強法，在石膏基層板上粘貼裝飾面板。 尤其是改性石膏板多延續(xù)傳統(tǒng)輕鋼龍骨石膏板的做法，采用了雙板安裝工法。 此外，彩鋼板也常用背襯金屬波紋板或背粘石膏板來增強，硅酸鈣板、水泥板、石板等材質的墻板常用纖維襯布背貼增強握釘效果，不過一般是在工廠里直接復合在裝飾面板上形成單板安裝體系。

2）背撐增強的方法是采用裝飾面板的單板體系，在板背提高固定支撐龍骨的密度或安裝獨立的點狀支撐墊，減小垂直方向板的跨度，用背撐的方式減小墻板在外力下的變形。

3）飾面硅酸鈣板的安裝一般通過天、地龍骨就可以固定住墻板，中間增加的龍骨或支撐點的實際作用是面板的背撐。 目前一般采用5 條橫向龍骨、間距小于600mm 的方式支撐墻板，或3 條橫向龍骨加局部點狀支撐的方式。 當然也可采用板材自身強度足夠大、在安裝時不易發(fā)生形變、可無需背板增強或背撐增強的墻板，如空心的竹木纖維板、鋁蜂窩板等。

4）背襯加強筋方法是根據(jù)雙板體系原理，在工廠或現(xiàn)場在飾面復合板背面附加橫向或豎向的金屬加強筋作強度支撐，既減少了墻板變形，也可降低成本，同時將墻板的背栓安裝固定方式整合在一起，降低了調平、安裝的成本。

墻板剛度問題的解決實際上是墻板生產(chǎn)、安裝的成本和墻板厚度之間的取舍平衡。 根據(jù)測算2 個標準板面積（2 400mm×2 400mm）的板材、龍骨、連接構件的典型材料對比，可以發(fā)現(xiàn)：采用雙板安裝工法，即4mm 硅酸鈣板＋紙面石膏板時，成本最低；采用單板安裝工法時，薄板多背撐方式的成本低于采用厚板少背撐的方式。 由此可見，當硅酸鈣板厚度加厚時，成本增加快，而加背撐龍骨、螺栓支撐的成本增加慢。 而優(yōu)化的背襯加強筋工法在單板安裝體系中成本最低（見表2）。

表2 支撐方案比選Table 2 Comparison and selection of support schemes

2.5 裝配式墻頂?shù)叵到y(tǒng)關系

為了避免濕作業(yè)對完成面的污染，傳統(tǒng)裝修的順序是墻面系統(tǒng)、天花系統(tǒng)、地面系統(tǒng)。 而裝配式裝修中為了提高施工效率，允許多個系統(tǒng)同時施工。 為防止同時施工帶來的安裝誤差相互影響和墻頂?shù)孛姘宓膭傂耘鲎?，墻頂?shù)叵到y(tǒng)安裝應適當留出安裝和調節(jié)縫隙，形成了裝配式裝修的設計特色和精致線條。

墻板與地面之間的踢腳做法，除了保證墻面清潔和防止磕碰的功能之外，也為墻面、地面的安裝和調節(jié)留有操作空間和容錯空間，墻面和地面安裝完成后，最后安裝踢腳進行收邊找齊。 同理，可將踢腳反裝來處理墻板和天花頂角，強化墻體的獨立感并可加入線狀燈帶（見圖9）。

圖9 裝配式墻體的頂角線與踢腳線Fig.9 The top corner line and foot line of the prefabricated wall

踢腳線、頂角線選型時，需注意踢腳線和額頂角線均需有扣邊條壓住墻板，便于調節(jié)墻板的平整度和高度；墻板固定主要由墻板的背栓或側邊卡條來承擔，踢腳線可脫離墻體0.5 ～1mm 來克服墻板安裝的高度誤差和防止踢腳受力產(chǎn)生墻板變形；踢腳和頂角產(chǎn)品背面應有連接固定卡件，在安裝時背面需龍骨支撐加固，并為強弱電管線安裝提供安裝條件，可結合設備帶的安裝靈活布置電線插接口，也可結合燈帶的配置形成墻體漂浮的設計感［11］。

3 結語

主要介紹了目前市場中裝配式墻體的材料、施工工法，從墻體面板的選擇、墻體調平、固定、板面對平、墻板支撐、墻頂?shù)仃P系等多個角度分析了現(xiàn)有的裝配式工法的常用做法和優(yōu)化改進的可能，如表3 所示。

表3 裝配式墻體的常用工法與優(yōu)化工法對比Table 3 Comparison between common construction methods and optimization ones of prefabricated walls

由于裝配式內裝還在技術路線和工法的探索中，各廠商的主要墻體材料、工法各不相同，目前市場上飾面硅酸鈣板的材料和工法應用較廣，主要考慮成本和效果的均衡。 但是考慮未來業(yè)主和設計師對各種材料應用的可能和進一步提高效率、降低成本的要求，亟需研究一種通用的工法體系，適用于多種裝飾面板，便于現(xiàn)場調整和裝配施工。 在材料試驗和樣板間的實踐中，逐步形成了金屬薄型背栓、板背膠粘的裝飾面板背栓掛裝的固定方式，不要求裝飾面板的握釘性能，也不需要在工廠開槽加工，只要控制好粘貼材料，即可在現(xiàn)場進行背栓粘貼和上墻固定，可簡化施工、提升效率，可向各種板材開放并可現(xiàn)場加工調節(jié)。