第6-章-裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)

第6章

外圍護(hù)系統(tǒng)

6.1裝配式建筑外圍護(hù)系統(tǒng)綜述

6.1.1外維護(hù)系統(tǒng)概念人類對建筑的需求，是需要一個遮風(fēng)擋雨防曬御寒的空間，這個空間首先是由外圍護(hù)系統(tǒng)屋蓋和墻體“圍成”的。基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)都是為外圍護(hù)系統(tǒng)提供支撐，為外圍護(hù)系統(tǒng)而存在的。外圍護(hù)墻用以抵御風(fēng)雨、溫度變化、太陽輻射等，應(yīng)具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火、耐久等性能。根據(jù)裝配式建筑國家標(biāo)準(zhǔn)，外圍護(hù)系統(tǒng)是指由建筑外墻、屋面、外門窗及其他部品部件等組合而成，用于分隔建筑室內(nèi)外環(huán)境的部品部件的整體。6.1.2外維護(hù)系統(tǒng)類型凡是可用于現(xiàn)澆混凝土建筑和其他非裝配式建筑的外圍護(hù)系統(tǒng)都可用于裝配式建筑。

不過裝配式建筑強調(diào)外維護(hù)系統(tǒng)的集成化和預(yù)制化，故不應(yīng)簡單的照搬其他外圍護(hù)系統(tǒng)的常規(guī)做法。裝配式建筑的外圍護(hù)系統(tǒng)可按照集成方式、建筑部位等分類。

1、按照集成方式分類（1）門窗一體化。剪力墻外墻板、混凝土外掛墻板、GRC墻板（GRC是指玻璃纖維增強水泥混合材料）木結(jié)構(gòu)墻板等整間墻板可實現(xiàn)門窗一體化。（2）保溫一體化。包括混凝土夾心保溫板、混凝土夾心保溫梁柱，GRC墻板內(nèi)保溫和保溫一體化木結(jié)構(gòu)墻板等。（3）裝飾一體化1）剪力墻外墻板、兼做外圍護(hù)的混凝土柱梁、混凝土外掛墻板等可以采用清水混凝土、裝飾混凝土、石材反打、瓷磚反打、表面涂裝等方式實現(xiàn)裝飾一體化。2）彩色壓型鋼板裝飾一體化。3）木結(jié)構(gòu)墻板裝飾一體化。5）單元式幕墻裝飾一體化。（4）多功能一體化。即為以上圍護(hù)、保溫、裝飾功能一體化組合。石材反打是將建筑外墻用飾面石材在工廠事先打到混凝土里，形成一體的建筑預(yù)制構(gòu)件（柱梁墻等），優(yōu)點是石材位置精準(zhǔn)，表面規(guī)整，附著牢固，當(dāng)然最重要的是整體裝配大大提高施工進(jìn)度。所謂“反打”就是在平臺座或平鋼模的底模上預(yù)鋪各種花紋的襯模,使墻板的外皮在下面,內(nèi)皮在上面,與“正打”正好向反。這種工藝可以在澆注外墻混凝土墻體的同時一次將外飾面的各種線型及質(zhì)感帶出來,其建筑效果與墻板質(zhì)量都是“正打”所不能比擬的。2.按照建筑部位分類（1）屋蓋圍護(hù)系統(tǒng)

大多數(shù)裝配整體式混凝土建筑的屋蓋采用現(xiàn)澆混凝土，即使用疊合屋蓋，疊合層也是現(xiàn)澆的，因此與現(xiàn)澆混凝土建筑的屋蓋基本沒有區(qū)別。

全裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式組合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)的屋蓋系統(tǒng)會用到裝配式構(gòu)件，包括預(yù)制混凝土屋面板。、預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力雙T板、壓型保溫復(fù)合鋼板。（2）墻體圍護(hù)系統(tǒng)

裝配式建筑的墻體圍護(hù)系統(tǒng)或由結(jié)構(gòu)柱、梁（剪力墻板）構(gòu)成；或由非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如外掛墻板、玻璃纖維增強水泥墻板構(gòu)成；或由單元式幕墻構(gòu)成。

整體飄窗、陽臺板等也屬于圍護(hù)系統(tǒng)構(gòu)件。（3）屋蓋墻體一體化圍護(hù)系統(tǒng)

有的裝配式建筑的屋蓋和墻體是一體的，沒有明顯界限，如下圖所示：圖6-8基督城紙結(jié)構(gòu)3.按照材料分類（1）水泥基圍護(hù)系統(tǒng)；（2）木結(jié)構(gòu)圍護(hù)系統(tǒng)；（3）金屬圍護(hù)系統(tǒng)；（4）玻璃單元式幕墻。4.按照結(jié)構(gòu)功能分類（1）承重外維護(hù)系統(tǒng)包括：預(yù)制混凝土剪力墻外墻板、兼有圍護(hù)功能的預(yù)制混凝土梁柱、木結(jié)構(gòu)承重組合結(jié)構(gòu)等。（2）非承重外維護(hù)系統(tǒng)包括：預(yù)制混凝土外掛墻板(PC墻板)、玻璃纖維增強水泥墻板(CRC墻板)、超高性能混凝土墻板(UHPC墻板、蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土墻板(ALC板)、蒸壓加氣輕質(zhì)纖維水泥板、壓型保溫復(fù)合鋼板、木結(jié)構(gòu)墻板。6.2裝配式建筑外墻保溫裝配式外墻保溫構(gòu)造主要有三種類形：外墻外保溫、外墻內(nèi)保溫和填充保溫。6.2.1外墻外保溫外墻外保溫是是在外圍護(hù)墻體外敷設(shè)保溫層，也就是把保溫層放置在主體墻材外面的保溫做法，不影響內(nèi)部裝修，同時主體墻板溫度應(yīng)力變形小，是應(yīng)用最廣泛的保溫做法，見圖6-9。圖6-9外墻外保溫1.外墻外保溫的優(yōu)點：適用范圍廣泛、有利于建筑物冬暖夏涼，節(jié)能效果好、冷橋少，墻體可以蓄熱、不影響室內(nèi)裝修等。2.外墻外保溫的缺點：（1）保護(hù)層施工相對嚴(yán)格，易發(fā)生脫落。（2）水蒸氣滲透阻過大，墻體內(nèi)的濕遷移水分無法排除，易導(dǎo)致保溫層受潮膨脹而剝落。（3）建筑表皮的藝術(shù)表達(dá)受到很大的限制。6.2.2外墻內(nèi)保溫外墻內(nèi)保溫體系是在外圍護(hù)墻體內(nèi)敷設(shè)保溫層，也是一種傳統(tǒng)的保溫方式，目前在歐洲一些國家應(yīng)用較多。它本身做法簡單，造價較低，但是在熱橋的處理上很容易出現(xiàn)問題，近年來由于外保溫的飛速發(fā)展和國家的政策導(dǎo)向在我國的應(yīng)用有所減少。

但在我國的夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，還是有很大的應(yīng)用空間和潛力，見圖6-10。圖6-10外墻內(nèi)保溫1.外墻內(nèi)保溫的優(yōu)點：（1）居住舒適感好。（2）有利于防火。（3）造價低、耐久性好。2.外墻內(nèi)保溫的缺點：（1）占用一定的建筑面積，不便住戶的二次裝飾和重物吊掛。（2）梁柱和墻板連接處，保溫層被斷開，影響室內(nèi)保溫隔熱。（3）不宜在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)使用，內(nèi)表面易出現(xiàn)結(jié)露、發(fā)霉等問題。3.填充保溫：是指外圍護(hù)墻體由內(nèi)外二層組成，保溫層填充其間，如壓型復(fù)合保溫鋼板、木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)外墻龍骨間敷設(shè)保溫層、夾心保溫板等。6.2.3夾心保溫板夾心保溫板是雙層混凝土板之間夾著保溫層，圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻板或承重外墻板為內(nèi)葉板，保溫層外的板為外葉板，內(nèi)葉板和外葉板之間用拉結(jié)件連接。外葉板既是保溫層的保護(hù)板，也可作為外裝飾板。如此，夾心保溫板實現(xiàn)了圍護(hù)、保溫、裝飾一體化。剪力墻夾心保溫板則實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、圍護(hù)、保溫、裝飾一體化。夾心保溫板是預(yù)制構(gòu)件中技術(shù)含量最高、工藝簡化率最高的構(gòu)件，與傳統(tǒng)施工工藝相比，夾心保溫外墻板具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，所謂預(yù)制夾心保溫外墻板(又稱三明治墻板)，即是集承重、圍護(hù)、保溫、防水、防火等功能為一體的重要裝配式預(yù)制構(gòu)件，由外墻板、擠塑板、和內(nèi)墻板通過鏈結(jié)構(gòu)件預(yù)制而成，并且通過局部現(xiàn)澆及鋼筋套筒連接等有效的連接方式組裝，使之形成裝配整體式住宅的。1.夾心保溫板的優(yōu)點（1）由于有了至少50mm厚的外葉板保護(hù)，防火性能大大提高。（2）外葉板不會像薄層灰漿那樣容易裂縫或脫落。（3）外葉板用拉結(jié)件與內(nèi)葉構(gòu)件連接，如果選用正確、制作正確，保溫層不會脫落。（4）外葉板可以直接做成裝飾層或作為裝飾面層的基層。

2.夾心保溫板的缺點（1）增加了外葉板重量，給結(jié)構(gòu)增加了負(fù)擔(dān)。（2）增加了無效的建筑面積。(按照建筑面積算樓面地價和房價，就會增加購房者的支出)。（3）成本增加較多。(這也是國外尚未大面積推廣的主要原因)。（4）內(nèi)外葉板之間的拉結(jié)件的錯固需要嚴(yán)格監(jiān)督與管理。（5）建筑表皮的造型受到限制。6.3裝配式建筑外墻主要類型

6.3.1混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)外墻裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)外墻圍護(hù)系統(tǒng)由剪力墻、連梁、窗戶、窗下墻和陽臺等構(gòu)件構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)拆分有三種方式：整間板方式、窗間墻板方式和三維墻板方式。（1）整間板方式門窗洞口兩側(cè)的剪力墻與連梁、窗下墻-體化制作整間板，縱橫墻交接處采用后澆混凝土連接，見圖6-12。圖6-12整間板（2）窗間墻板方式剪力墻外墻窗間墻采取預(yù)制方式，與門窗洞口上部預(yù)制疊合連梁后澆連接，窗下墻為輕質(zhì)墻板。窗間墻、連梁與窗下墻板圍合門窗洞口。窗間墻與橫墻連接為后澆混凝土，設(shè)置在橫墻端部，見圖6-13。圖6-13窗間板（3）三維墻板方式剪力墻外墻窗間墻連同部分橫墻一起預(yù)制成T形或L形三維構(gòu)件，與門窗洞口上部預(yù)制疊合梁后澆連接，窗下墻為輕質(zhì)墻板，三維墻板與橫墻的連接為后澆混凝土，設(shè)置在橫墻邊緣構(gòu)件以外位置，見圖6-14。圖6-14三維墻板6.3.2預(yù)制混凝土外掛墻板預(yù)制外掛墻板，也叫PC墻板，是安裝在主體結(jié)構(gòu)(一般為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu))上起圍護(hù)、裝飾作用的非承重預(yù)制混凝土外墻板，按裝配式結(jié)構(gòu)的裝配程序分類應(yīng)該屬于“后安裝法”，見圖6-15。圖6-15預(yù)制混凝土外掛墻板6.3.3GRC墻板GRC是指的是玻璃纖維增強水泥混合材料。GRC外墻板是以低堿度水泥砂漿為基材，耐堿玻璃纖維做增強材料，制成板材面層，內(nèi)置鋼筋混凝土肋，并填充絕熱材料內(nèi)芯，以臺座法一次制成的新型輕質(zhì)復(fù)合墻板。由于有玻璃纖維增強，GRC抗彎強度可達(dá)到18N/mm2，是普通混凝土的3倍，因此可做成薄壁構(gòu)件，一般厚度為15mm，板表面可以附著5～10mm厚的彩色砂漿面層。墻板采用了GRC面層和高熱阻芯材的復(fù)合結(jié)構(gòu)，因此GRC復(fù)合墻板具有高強度、高韌性、高抗?jié)B性、