裝配式建筑夾芯保溫板一體化施工技術(shù)分析

摘 要：本文旨在分析裝配式建筑中夾芯保溫板一體化施工技術(shù)的應(yīng)用。通過闡述夾芯保溫板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能優(yōu)勢(shì)，解析一體化施工的基本原理，重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與裝配、精準(zhǔn)安裝定位與密封、保溫性能保障、整體質(zhì)量監(jiān)控等方面，系統(tǒng)分析了該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及具體施工工藝。研究表明，夾芯保溫板一體化施工技術(shù)可顯著提高裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工效率、保溫隔熱性能和建筑品質(zhì)，代表了建筑業(yè)未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；夾芯保溫板；一體化施工；建筑節(jié)能

1 前言

隨著建筑工業(yè)化、綠色化發(fā)展理念的不斷深入，裝配式建筑日益受到行業(yè)重視。相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式，裝配式建筑具有施工速度快、材料利用率高、施工污染小等優(yōu)勢(shì)，代表了建筑業(yè)未來的發(fā)展方向[1]。在裝配式建筑體系中，外墻作為建筑物的重要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其保溫隔熱性能對(duì)于改善室內(nèi)熱環(huán)境、降低建筑能耗具有至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的外墻外保溫做法存在施工繁瑣、易脫落開裂等問題，已難以滿足裝配式建筑的高效建造和高性能要求。將夾芯保溫板應(yīng)用于裝配式建筑，可實(shí)現(xiàn)外墻保溫與主體結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)施工，有效解決傳統(tǒng)外保溫做法存在的問題。本文將圍繞裝配式建筑夾芯保溫板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工要求，重點(diǎn)分析生產(chǎn)、連接、安裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工技術(shù)，旨在為相關(guān)工程提供借鑒和指導(dǎo)。

2裝配式建筑夾芯保溫板一體化施工技術(shù)概述

2.1夾芯保溫板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能優(yōu)勢(shì)

夾芯保溫板是由面板和芯材通過粘結(jié)劑或連接件組合而成的復(fù)合墻板，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢(shì)。從結(jié)構(gòu)組成來看，夾芯保溫板一般采用金屬面板或水泥基面板作為內(nèi)外蒙皮，中間填充發(fā)泡聚氨酯、巖棉等高效保溫材料作為芯層。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，芯材的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)小于0.048 W/（m·K），面板與芯材的粘結(jié)強(qiáng)度不低于0.10 MPa，確保整個(gè)夾芯板具有可靠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的保溫隔熱性能[2]。

以某項(xiàng)目使用的巖棉夾芯板為例，150 mm厚的夾芯板傳熱系數(shù)僅為0.21 W/（m2·K），相當(dāng)于370 mm厚加氣混凝土塊的保溫效果，而重量降低了80%以上。與傳統(tǒng)墻體相比，夾芯保溫板的熱工性能提升了1.5～2倍，在相同保溫效果下可有效減小墻體厚度，從而顯著提高了建筑的使用面積。此外，夾芯板內(nèi)外蒙皮的防水抗?jié)B性能有效避免保溫層因受潮而導(dǎo)致的熱性能衰減問題，據(jù)測試，采用夾芯保溫板的墻體抗?jié)B等級(jí)可達(dá)P6級(jí)，使用年限超過50年[3]。同時(shí)，規(guī)范化生產(chǎn)的夾芯保溫板還具備防火、隔音等多重性能，其阻燃等級(jí)可達(dá)A級(jí)，隔聲量可達(dá)40 dB，能夠全面提升建筑的綜合品質(zhì)。

2.2一體化施工技術(shù)的基本原理

裝配式建筑夾芯保溫板一體化施工技術(shù)是一種將夾芯保溫板與建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)、制作和安裝，實(shí)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫與承重的有機(jī)統(tǒng)一，提高施工效率和質(zhì)量的新型建造方式[4]。其基本原理是通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和連接方式，將預(yù)制好的夾芯保溫板固定在主體結(jié)構(gòu)上，形成穩(wěn)定的、高效保溫的一體化墻體。

在設(shè)計(jì)階段，需要綜合考慮夾芯板的受力特性、保溫性能與建筑立面效果，優(yōu)化板材的規(guī)格尺寸、芯材厚度、面板材質(zhì)等參數(shù)。一般情況下，夾芯保溫板的尺寸以 3m×6 m為宜，芯材厚度應(yīng)根據(jù)節(jié)能目標(biāo)確定，如在嚴(yán)寒地區(qū)，200 mm厚巖棉芯材的傳熱系數(shù)可低至0.15 W/（m2·K）。在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)對(duì)夾芯板進(jìn)行定制化生產(chǎn)，運(yùn)用自動(dòng)化流水線實(shí)現(xiàn)面板切割、芯材填充、膠粘壓合等工序，生產(chǎn)效率可達(dá)到傳統(tǒng)手工方式的5倍。在安裝施工階段，采用專用吊裝設(shè)備使夾芯板準(zhǔn)確就位，利用預(yù)留的連接件與主體結(jié)構(gòu)可靠連接。通過一體化施工，夾芯保溫板與主體結(jié)構(gòu)融為一體，避免了常規(guī)施工中保溫層脫落、開裂等問題，且顯著提高了施工速度。由此可見，夾芯保溫板一體化施工徹底改變了傳統(tǒng)墻體分離式施工模式，實(shí)現(xiàn)了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的集成化建造，是裝配式建筑實(shí)現(xiàn)高性能、高效率發(fā)展的必由之路。

3裝配式建筑夾芯保溫板一體化施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)

夾芯保溫板與主體結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)是保證一體化墻體安全可靠的關(guān)鍵，需要進(jìn)行專門的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和裝配施工。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮受力傳遞、保溫隔熱、防水密封等多重性能要求，采用“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱連接”的設(shè)計(jì)理念，在確保節(jié)點(diǎn)連接可靠的同時(shí)，降低節(jié)點(diǎn)部位的熱橋影響[5]。

常見的節(jié)點(diǎn)連接方式有預(yù)埋螺栓連接、套筒灌漿連接、焊接連接等。采用預(yù)埋螺栓連接時(shí)，應(yīng)優(yōu)選不銹鋼材質(zhì)，螺栓直徑不小于12 mm，預(yù)埋深度不小于80 mm，并采用隔熱墊片降低螺栓處的傳熱系數(shù)；采用套筒灌漿連接時(shí)，套筒直徑不小于50 mm，埋置長度不小于150 mm，并在套筒內(nèi)填充保溫材料，以減小熱橋效應(yīng)；采用焊接連接時(shí)，應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測，焊縫強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到母材強(qiáng)度等級(jí)。在墻板與樓面的交接部位，應(yīng)設(shè)置滑動(dòng)支座以適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，并在支座處填充發(fā)泡橡塑等柔性保溫材料，降低結(jié)構(gòu)熱橋的影響。在門窗洞口處，應(yīng)在洞口邊緣預(yù)留連接件，確保門窗框與墻板的可靠連接。

除滿足結(jié)構(gòu)承載要求外，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造還應(yīng)具有良好的防水、防潮性能。在節(jié)點(diǎn)防水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在面板交接縫處設(shè)置橡膠密封條，并涂刷聚氨酯防水涂料，與主體結(jié)構(gòu)交接處則采用柔性防水卷材等材料做好收頭處理。通過合理的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，夾芯保溫板與主體結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度可提高2倍以上，傳熱系數(shù)降低50%，有效保證了節(jié)點(diǎn)的安全性和保溫性。在節(jié)點(diǎn)裝配施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定位放線，采用專用工具進(jìn)行就位安裝。如在進(jìn)行螺栓連接施工時(shí)，應(yīng)采用高精度激光投線儀對(duì)孔位進(jìn)行精確定位，孔位偏差控制在3 mm以內(nèi)，并采用扭矩扳手控制螺栓的緊固力矩，確保受力均勻可靠。

3.2精準(zhǔn)安裝定位與高效密封技術(shù)

夾芯保溫板的安裝定位精度和接縫密封質(zhì)量直接關(guān)系到裝配式建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能，需要采用專門的施工技術(shù)予以保證。在安裝定位環(huán)節(jié)，應(yīng)采用BIM技術(shù)對(duì)夾芯板的安裝位置進(jìn)行三維可視化模擬，提前發(fā)現(xiàn)并解決空間碰撞等問題，確保施工圖紙的可行性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際安裝過程中，宜采用全站儀、激光投線儀等測量設(shè)備，對(duì)預(yù)留件和夾芯板進(jìn)行精確定位，板縫位置偏差控制在±2mm以內(nèi)，確保板縫寬度的均勻一致。同時(shí)，應(yīng)采用專用吊裝工具，配合塔式起重機(jī)進(jìn)行夾芯板的起吊和就位，提高安裝效率和安全性。在夾芯板安裝的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)板縫等部位進(jìn)行密封處理，采用高彈性密封膠進(jìn)行嵌縫填充，以提高墻體的氣密性和水密性。密封膠的選擇應(yīng)考慮其與面板材料的相容性，與金屬面板搭配時(shí)宜選用硅酮類密封膠，與水泥基面板搭配時(shí)宜選用聚氨酯類密封膠，確保密封膠與面板牢固粘結(jié)。在密封膠涂布時(shí)，應(yīng)采用氣動(dòng)膠槍等工具，膠縫厚度控制在3 mm～5 mm，寬度在10 mm～15 mm，確保膠縫飽滿均勻、無漏涂、無氣泡。對(duì)于面板接縫較長或變形縫較大的部位，還應(yīng)輔以背襯材料，如聚乙烯棒，以提高密封膠的變形能力。對(duì)密封后的板縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外觀檢查，并采用專用檢測工具進(jìn)行氣密性能檢測。檢測時(shí)，在門窗洞口處設(shè)置封堵裝置，在墻體內(nèi)部施加正壓，測定單位時(shí)間內(nèi)的空氣滲透率。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7107-2002《建筑外窗氣密性能分級(jí)及檢測方法》，當(dāng)空氣滲透量小于2.5 m3/（m2·h）時(shí)，可判定為合格。可見，規(guī)范化的施工工藝是發(fā)揮夾芯保溫板性能優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在，對(duì)于提升裝配式建筑的品質(zhì)具有重要作用。

3.3施工過程中的保溫性能保障策略

夾芯保溫板雖然在出廠時(shí)就具備優(yōu)異的保溫隔熱性能，但在運(yùn)輸、存儲(chǔ)、安裝等施工環(huán)節(jié)中，如果保護(hù)不當(dāng)，極易造成保溫層損壞、熱橋增加等問題，導(dǎo)致保溫性能大打折扣。為確保夾芯保溫板在施工全過程中的保溫性能，應(yīng)采取針對(duì)性的保障策略。

首先，在進(jìn)行夾芯板的運(yùn)輸和堆放時(shí)，應(yīng)采用專用包裝材料，對(duì)板材表面進(jìn)行防護(hù)，避免劃傷、擠壓等機(jī)械損傷。垂直堆放時(shí)，應(yīng)控制疊加層數(shù)不超過6層，并在相鄰板材間設(shè)置軟質(zhì)墊塊；水平堆放時(shí)，應(yīng)采用支架支撐，防止板材變形。

其次，在板材吊裝和安裝過程中，應(yīng)采用專用吊裝工具，如真空吸盤，避免機(jī)械擠壓和局部受力，確保保溫芯材的完整性。在面板連接處，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接溫度，避免焊接區(qū)域保溫材料的燒蝕，必要時(shí)可在焊接區(qū)域附加巖棉等耐高溫保溫材料，降低熱橋的影響。

再次，在門窗等洞口處，應(yīng)在洞口預(yù)留厚度150 mm～200 mm的保溫層，洞口邊緣采用發(fā)泡聚氨酯等材料填充，減少洞口熱橋?qū)w傳熱系數(shù)的影響。經(jīng)測算，洞口保溫處理后，熱橋部位的傳熱系數(shù)可降低60%。同時(shí)，對(duì)于預(yù)留檢修口等薄弱部位，在使用階段也應(yīng)采用活動(dòng)蓋板等措施進(jìn)行保溫處理，必要時(shí)輔以真空絕熱板等高性能保溫材料，將薄弱部位的傳熱系數(shù)控制在0.3 W/（m2·K）以下。

最后，在工程竣工后，應(yīng)選取有代表性的部位進(jìn)行傳熱系數(shù)檢測，檢測點(diǎn)數(shù)量不少于外墻面積的0.1%，且不得少于3個(gè)，檢測結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于檢測不合格的部位，應(yīng)查明原因，采取增加保溫層厚度、更換保溫材料等措施進(jìn)行整改，確保修復(fù)后的傳熱系數(shù)滿足要求。

3.4整體工程質(zhì)量監(jiān)控與驗(yàn)收

裝配式建筑采用夾芯保溫板一體化施工，對(duì)工程質(zhì)量提出了更高的要求，需要建立起完善的質(zhì)量監(jiān)控和驗(yàn)收體系，以保證建筑的整體性能。在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)編制詳細(xì)的質(zhì)量控制計(jì)劃，明確各部位的質(zhì)量要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)施工人員進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵工序的旁站監(jiān)理，如夾芯板吊裝就位、節(jié)點(diǎn)連接等，確保施工操作符合規(guī)范要求。同時(shí)，應(yīng)做好施工現(xiàn)場的養(yǎng)護(hù)工作，在夾芯板安裝完成后，采用塑料薄膜或氈布覆蓋養(yǎng)護(hù)，避免日曬雨淋對(duì)板材性能的影響。在工程驗(yàn)收階段，應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求，對(duì)裝配式建筑的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，檢查數(shù)量應(yīng)滿足抽樣比例的規(guī)定，一般不少于總數(shù)的10%。對(duì)于檢查不合格的部位，應(yīng)要求施工單位進(jìn)行整改，直至滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求為止。在氣密性能檢測方面，應(yīng)采用專用的氣密性能檢測設(shè)備，在正壓50 Pa條件下，對(duì)建筑外門窗洞口進(jìn)行滲透量測定，檢測點(diǎn)數(shù)量不少于外墻面積的0.5%，且不得少于5個(gè)，所有檢測點(diǎn)的平均空氣滲透率應(yīng)小于2.5 m3/（m2·h）。在節(jié)能性能驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)對(duì)有代表性的夾芯保溫板進(jìn)行傳熱系數(shù)檢測，檢測結(jié)果應(yīng)滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4結(jié)論

通過對(duì)裝配式建筑夾芯保溫板一體化施工技術(shù)的系統(tǒng)分析，可以看出該技術(shù)在設(shè)計(jì)理念、安裝施工、質(zhì)量控制等方面都進(jìn)行了創(chuàng)新和優(yōu)化，有效解決了傳統(tǒng)外墻保溫存在的施工難度大、易脫落開裂等問題。夾芯保溫板憑借其突出的保溫隔熱性能、高強(qiáng)度輕質(zhì)化特點(diǎn)以及防水防火等優(yōu)勢(shì)，必將在裝配式建筑中得到更加廣泛的應(yīng)用。展望未來，隨著BIM、智能制造等技術(shù)的不斷發(fā)展，夾芯保溫板的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化，其性能和品質(zhì)也將不斷提升。同時(shí)，在大力發(fā)展裝配式建筑的背景下，一體化施工技術(shù)必將迎來更加廣闊的發(fā)展前景，為建筑業(yè)的綠色化、工業(yè)化轉(zhuǎn)型提供有力的技術(shù)支撐。

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作者簡介：王志勇（1987-），男，遼寧朝陽人，本科，講師、工程師，研究方向：裝配式建筑、建筑材料等。