建筑工業(yè)化裝配式復合外墻板的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
當前我國正處于城鎮(zhèn)化的快速進程中,到2020年實現(xiàn)“全面小康”,城鎮(zhèn)化水平達到60%左右,城鎮(zhèn)人口約增加3億,城鎮(zhèn)化住宅建設數(shù)量將在較長時間內(nèi)保持較高水平。遺憾的是,當前這些建設成就大部分是以傳統(tǒng)的高投入、高能耗、高污染為代價取得的。推進建筑工業(yè)化、住宅建筑產(chǎn)業(yè)化,是實現(xiàn)住宅建設方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變、提高住宅質(zhì)量和節(jié)約住宅能耗的重大舉措,是保證建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑,對我國經(jīng)濟及社會發(fā)展有著極其深遠的意義。
2013年1月1日,國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了發(fā)展改革委和住房城鄉(xiāng)建設部的枟綠色建筑行動方案枠,明確提出將“推廣建筑工業(yè)化,發(fā)展綠色建筑”列為十大重大任務。建筑工業(yè)化和住宅產(chǎn)業(yè)化以及城鎮(zhèn)化建設要求積極推廣裝配化施工。圍護結(jié)構(gòu)中,考核建筑工業(yè)化水平的關鍵指標就是外墻的裝配化程度。推廣應用裝配式輕質(zhì)混凝土外墻板符合國家綠色建筑和建筑節(jié)能的產(chǎn)業(yè)政策,是建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。
國外裝配式復合墻板研究現(xiàn)狀
國外的裝配式復合墻板主要是在70年以后發(fā)展起來的,美國的輕質(zhì)墻板以各種石膏板為主,以品種多、規(guī)格全、生產(chǎn)機械化程度高而著稱,年產(chǎn)量20億平方米,居世界首位;日本石棉水泥板、蒸壓桂韓板、玻璃纖維增強水泥板(GRC板)的生產(chǎn)居世界領先水平;英國以無石棉桂韓板為主;德國、芬蘭以空心輕質(zhì)混凝土墻板生產(chǎn)為主。長期以來國外主要形成了法國地戎CsatelEiffle住宅群的FCIS墻體系統(tǒng)、意大利BSAIS工業(yè)化建筑外墻體系、日本高層鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體采用的PCa墻板體系。
國內(nèi)裝配式外墻板的發(fā)展現(xiàn)狀和性能比較
建筑外墻是建筑的主要組成部分,其構(gòu)造以及所使用的材料影響著建筑能耗指標和室內(nèi)居住舒適度。在住宅建筑中,圍護結(jié)構(gòu)能耗中:外墻可以占到34%,樓梯間隔墻約11%。發(fā)展高質(zhì)量外墻復合保溫墻板是實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化和推廣節(jié)能建筑的重要捷徑。一些發(fā)達國家的墻板墻體材料的生產(chǎn)在其國家墻體材料總產(chǎn)量中所占比例已高達60%,而我國僅占3%。在建筑物的外墻結(jié)構(gòu)方面,我國正在大力鼓勵發(fā)展綠色建材,大力推廣各種非粘土磚的、輕型、大尺寸的墻材,同時進一步提高廣泛使用的綠色外墻保溫材料的生產(chǎn)率。
目前國內(nèi)可作為裝配式外墻板使用的主要墻板種類有:承重混凝土巖棉復合外墻板、薄壁混凝土巖棉復合外墻板、混凝土聚苯乙烯復合外墻板、混凝土珍珠巖復合外墻板、鋼絲網(wǎng)水泥保溫材料夾芯板、SP預應力空心板、加氣混凝土外墻板與真空擠壓成型纖維水泥板(簡稱ECP)。
(1)承重混凝土巖棉復合外墻板
承重混凝土巖棉復合外墻板是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重層、巖棉保溫層和飾面層復合而成。承重混凝土巖棉復合外墻板厚度為250mm,其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重層厚度150mm、巖棉保溫層厚度50mm、飾面層厚度50mm。與傳統(tǒng)的磚混墻體或膨珠、浮石、陶粒混凝土外墻板相比,該種復合外墻板除了具有適應承重要求的力學性能外,還符合枟民用建筑節(jié)能設計標準枠對其保溫、隔熱性能的要求,具有強度高、保溫隔熱性能好、施工方便等特點,冬季保溫效果相當于厚度為490mm的磚墻,熱穩(wěn)定性也優(yōu)于厚度為370mm的磚墻。但面密度較大,安裝效率較低,不利于推廣應用。
(2)薄壁混凝土巖棉復合外墻板
薄壁混凝土巖棉復合外墻板是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層(里層)、巖棉保溫層(中層)和混凝土飾面層(外層)復合而成的非承重型復合外墻板,墻板厚度為150mm。它主要用作框架結(jié)構(gòu)輕板建筑體系的非承重外墻。薄壁混凝土巖棉復合外墻板不但具有優(yōu)良的保溫、隔熱性能,其冬季保溫相當于370mm的磚墻,而且比傳統(tǒng)材料的外墻板重量輕得多。但制作工藝較復雜,不利于推廣應用。
(3)混凝土聚苯乙烯復合外墻板
混凝土聚苯乙烯復合外墻板是由70mm厚鋼筋混凝土承重層(里層)、60mm或80mm厚聚苯乙烯板保溫層(中層)和70mm厚鋼筋混凝土飾面層(外層)復合而成。這種復合外墻板可用作鋼或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、框架—抗震墻結(jié)構(gòu)的圍護外墻,也可應用于其他需要圍護外墻的結(jié)構(gòu)。它的平均傳熱系數(shù)僅為0.58W/(㎡·K),約相當于1m厚塊的保溫效果。但面密度較大,需要專用吊機安裝,不利于推廣應用當前的建筑工業(yè)化。
(4)混凝土膨脹珍珠巖復合外墻板
混凝土膨脹珍珠巖復合外墻板是由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重層、膨脹珍珠巖保溫層和飾面層復合而成?;炷僚蛎浾渲閹r復合外墻板厚度為300mm,其中承重層厚度150mm,保溫層厚度100mm,飾面層厚度50mm。該種復合外墻板除了具有適應承重要求的力學性能外,還能滿足枟民用建筑節(jié)能設計標準枠對其的要求?;炷僚蛎浾渲閹r復合外墻板的隔熱、保溫性能大大優(yōu)于以往的輕混凝土外墻板,稍遜于混凝土巖棉復合外墻板,其冬季保溫效果相當于厚度為490mm的磚墻。但面密度大,需要專用吊機安裝,不利于當前建筑工業(yè)化的推廣應用。
(5)鋼絲網(wǎng)水泥保溫材料夾芯板
鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板是在工廠內(nèi)將低碳冷拔鋼絲焊成三維空間網(wǎng)架,中間填充輕質(zhì)保溫芯材(主要用阻燃的聚苯乙烯泡沫板)而制成的半成品,在施工現(xiàn)場再在夾芯板的兩側(cè)噴抹水泥砂漿或直接在工廠內(nèi)全部預制完成。該種夾芯板具有重量輕、強度高、防震、保溫和隔熱、隔聲性能好、防火性能好、抗?jié)?、抗凍融性好、運輸方便、損耗極少、施工方便經(jīng)濟、提供建筑使用面積。能根據(jù)設計上的要求組裝成各種形式的墻體,甚至可在板內(nèi)預先設置管道、電氣設備、門窗框等,然后在生產(chǎn)廠內(nèi)或施工現(xiàn)場,再于板的鋼絲上鋪抹水泥砂漿,施工簡便、快速,加快施工進度。但制作工藝復雜,質(zhì)量參差不齊,不符合工業(yè)化推廣應用。
(6)SP預應力空心板
SP預應力空心板生產(chǎn)技術是采用美國SPANCRETE公司技術與設備生產(chǎn)的一種新型預應力混凝土構(gòu)件。該板采取高強低松弛鋼絞線為預應力主筋,用特殊擠壓成型機,在長線臺座上將特殊配合比的干硬性混凝土進行沖壓和擠壓一次成型,可生產(chǎn)各種規(guī)格的預應力混凝土板材。該產(chǎn)品具有表面平整光滑、尺寸靈活、跨度大、高荷載、耐火極限高、抗震性能好等優(yōu)點及生產(chǎn)效率高、節(jié)省模板、無需蒸汽養(yǎng)護、可疊合生產(chǎn)等特點。但價格較高。
(7)加氣混凝土外墻板
加氣混凝土外墻板是以水泥、石灰、硅砂等為主要原料再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求配置添加不同數(shù)量經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)?