王 軍，王鑫琦

（甘肅建投住宅產(chǎn)業(yè)新型材料有限公司，甘肅 蘭州 730300）

0 引言

以裝配式建筑及綠色建筑為主要發(fā)展方向的建筑業(yè)新業(yè)態(tài)迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)粗放式和勞動密集型的手工建造方式已不能適應國家“低碳經(jīng)濟”“綠色環(huán)保”的建筑發(fā)展理念［1］。隨著 2017 年住房城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《“十三五”裝配式建筑行動方案》，各地政府加大投入力度和政策支持，鼓勵行業(yè)內(nèi)設計、施工、部品部件制造等上下游企業(yè)發(fā)展裝配式建筑，探索產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化的新工藝、新技術、新材料和新業(yè)態(tài)［2］。以各類裝配式建筑體系為主要抓手，將建筑業(yè)“搬進工廠”，促進轉(zhuǎn)型、開拓新產(chǎn)業(yè)，是新時代建筑行業(yè)發(fā)展的必由之路［3］。作為一種重要的裝配式建筑建造體系，甘肅建投結(jié)合本省鋼材產(chǎn)能充裕、鋼結(jié)構技術成熟等特點，在蘭州新區(qū)以 EPC 的模式，投資建設 10 萬 m2以裝配式鋼結(jié)構為主要主體結(jié)構形式的裝配式鋼結(jié)構保障房項目，其內(nèi)隔墻體全部使用新型綠色墻材－水泥基復合夾芯墻板，在高強、輕質(zhì)、自保溫的基礎性能上，以非砌筑的形式形成裝配式板材，裝配率高，應用效果突出［4-5］。同時在項目建設過程中，公司對墻板裝配構配件使用功能的集成化、生產(chǎn)方式的標準化、工業(yè)化、機械化、信息化等方面進行了相關探索和應用，但在此過程中同樣暴露出諸多問題和不足。本文結(jié)合水泥基復合夾芯墻板（簡稱“墻板”）在甘肅建投蘭州新區(qū)裝配式保障房項目中的具體應用實踐，介紹墻板構配件在裝配式住宅中標準化應用的相關研究。

1 工程概況

該項目是“國家重點研發(fā)計劃綠色建筑及建筑工業(yè)化重點專項科技示范工程”，采用“裝配式鋼結(jié)構+三板體系”的全裝配式住宅小區(qū)。項目總用地面積 84.306 畝。項目由 10 棟裝配式鋼結(jié)構住宅樓、附屬商鋪和車庫組成，建筑總面積約 101 316 m2。

2 項目墻板構配件安裝關鍵技術應用

2.1 墻板構配件生產(chǎn)設計深化及編碼設計

能夠匹配并適應裝配式鋼結(jié)構體系的墻體板材，必須滿足非砌筑的要求［6］。因此墻板構配件需要尺寸模塊化、功能集成化。但目前裝配式建筑設計依然處于探索階段，各個專業(yè)間缺乏能夠共同協(xié)調(diào)工作的設計平臺，導致裝配式住宅設計缺乏集成化思考，并且對裝配式建筑構配件的相關研究較少。為解決現(xiàn)場施工與墻板生產(chǎn)制造過程的配合銜接，在甘肅建投蘭州新區(qū)裝配式保障房項目中根據(jù)建設方“墻板構配件生產(chǎn)階段預埋電氣管線”的建設要求，墻板構配件在生產(chǎn)前對墻板進行了相應的深化設計。根據(jù)工程設計圖紙中不同戶型及樓層高度、梁高以及電氣管線盒位置，采用 BIM 等相關技術設計出墻板深化設計圖；確定墻板的平面位置、安裝方向、卡件位置、墻板接縫位置、標準板及線盒板的排布位置等信息。同時墻板構配件除了需要控制高度、寬度等幾何尺寸外，還需在生產(chǎn)階段提前預置線管、插座、開關盒。因此預埋線盒墻板除規(guī)格尺寸外，還要將線盒的詳細信息標注清楚。因為墻板生產(chǎn)需要同時考慮幾何規(guī)格尺寸和預埋線盒位置，造成墻板規(guī)格較多，為避免由于規(guī)格繁多造成墻板生產(chǎn)后發(fā)生的錯漏碰缺等問題，在深化設計階段，翻樣圖中需要標注清楚墻板編號、墻板高度、墻板榫槽方向、線盒縱橫向位置及正反方向、管線盒的長短及數(shù)量、與墻板邊緣的位置關系等，通過 BIM 技術建模實現(xiàn)模型化可視化，對墻板在施工圖的基礎上建立參數(shù)化設計模型，形成構件庫，并以此為基礎對墻體進行生產(chǎn)構件排板配板（見圖 1）。

圖1 墻板參數(shù)化設計

在生產(chǎn)階段利用深化設計結(jié)果對墻板進行編號，標識清楚樓號、樓層、戶型、墻號、板號等信息。生產(chǎn)完成的墻板構件，每塊墻板對應一個出廠二維碼及編碼，使用噴碼設備噴涂在墻板表面（見圖 2）。該二維碼將包含墻體基本規(guī)格參數(shù)、安裝樓號、樓層、戶型、墻體部位及技術交底、安全交底等安裝信息，還包含了墻板生產(chǎn)日期、生產(chǎn)班次、出廠檢測信息、檢驗報告、合格證等生產(chǎn)制造信息，實現(xiàn)了從深化設計、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品質(zhì)檢、施工安裝信息等全流程信息回溯，每塊墻板在安裝完成后都有自己的“身份證”，實現(xiàn)全過程質(zhì)量可追溯。

圖2 二維碼及編碼噴涂設備

2.2 墻板內(nèi)預埋管線生產(chǎn)技術

為了有效提高建筑墻體與電氣一體化裝配率，根據(jù)墻板深化設計圖紙，在墻板生產(chǎn)階段進行電氣管線預埋。按照前期深化設計所標注的編號，提取相應墻板規(guī)格信息，嚴格定尺生產(chǎn)，在墻板模具上預埋固定電氣管線，墻板內(nèi)預埋管線主體結(jié)構對接部位放置擠塑板，當墻板生產(chǎn)完成后拆除預留接線位置的擠塑板作為管線對接空間（墻板生產(chǎn)工藝詳見圖 3）。

圖3 預埋管線墻板生產(chǎn)工藝

2.3 墻板內(nèi)預埋管線連接技術

該技術是將墻板上的電氣管線盒在工廠提前預置，墻板在現(xiàn)場安裝時只需將梁板等預留的管線接口與墻板內(nèi)的管線接口用套管連接，并對接口處進行處理，就達到了管、線連接的目的。硬質(zhì)和半硬質(zhì)阻燃型塑料電氣管，可采用套管粘接法或端頭連接，接頭處應固定牢固（節(jié)點做法詳見圖 4、5）。

圖5 插座預留管線側(cè)面連接節(jié)點圖

3 項目實踐過程中遇到的問題

以該項目為依托，對墻板構配件功能集成化、生產(chǎn)標準化方面進行大量嘗試，遇到了諸多實際問題。例如墻體門邊板由于寬度過小，導致墻板形狀類似于細長桿件，受力性能較差，構配件易發(fā)生破損；預埋線盒墻板規(guī)格繁多，線盒位置不規(guī)律等。這些問題給后續(xù)的生產(chǎn)和安裝工作造成了較大壓力，易出現(xiàn)生產(chǎn)和安裝失誤，增加了工程質(zhì)量管理難度。

4 水泥基復合夾芯墻板標準化應用的相關研究

裝配式住宅建筑作為工業(yè)化集成產(chǎn)品，應體現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化制造、裝配式建造的建筑優(yōu)勢，因此墻板構配件應充分考慮工業(yè)化、標準化、通用化、多樣化的原則，將傳統(tǒng)的現(xiàn)場建造模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閺S家制造模式。實現(xiàn)建筑構配件工業(yè)化生產(chǎn)的首要條件便是降低生產(chǎn)難度，滿足構配件標準化、模塊化的生產(chǎn)要求，減少構配件規(guī)格種類，減少裝配難度，加快安裝進度，減少施工成本。為達到上述目的，公司基于在甘肅建投蘭州新區(qū)裝配式保障房項目墻板安裝工程中遇到的生產(chǎn)、安裝痛點，進行以下墻板構配件標準化相關研究。

4.1 空間單元標準化模數(shù)組合設計

目前裝配式建筑設計缺乏模塊化考慮，廚衛(wèi)空間尺寸主要考慮使用功能要求，未充分考量裝配式住宅拼接式的建造方式，設計階段未能做到將墻板構配件模數(shù)尺寸和使用功能相結(jié)合進行空間設計。由于墻體尺寸與墻板標準模數(shù)不協(xié)調(diào)，造成墻板安裝過程中補板和非標準板較多，導致墻板大面積裁切、補板，未能充分體現(xiàn)出裝配式建筑減少現(xiàn)場作業(yè)，保護環(huán)境，減少能源浪費的優(yōu)點。裝配式住宅構配件作為裝配式住宅最基礎的拼接單元，是裝配式住宅工業(yè)化生產(chǎn)的最基本部分，要想提高建筑工業(yè)化程度，真正實現(xiàn)墻板構件的標準化、通用化工業(yè)生產(chǎn)，因此通常選用構配件標準尺寸作為尺寸協(xié)調(diào)中的增值單位。在裝配式住宅前期設計階段，便應進行逆向設計。以墻板構配件為例，設計初期應首先考慮將墻板構配件模數(shù)尺寸與空間設計尺寸相結(jié)合，盡量使墻板構配件標準模數(shù)拼接尺寸與墻體空間尺寸相吻合，從源頭上減少補板和非標準板的產(chǎn)生。

4.2 墻體連接節(jié)點標準化設計

根據(jù)墻板安裝實際經(jīng)驗，墻板間的 L 型、T 型連接節(jié)點、門窗洞口邊墻板等部位，易出現(xiàn)墻板裂縫和缺棱掉角，并且維修較為復雜，是質(zhì)量問題的高發(fā)部位。為解決此問題，采用新型異形轉(zhuǎn)角板，將墻板薄弱連接節(jié)點轉(zhuǎn)變成在工廠預制完成的可靠、簡單、防水性能好的標準化連接節(jié)點，避免了墻板安裝過程中的 L 型、T 型節(jié)點連接施工，使墻板之間的連接簡化為“一字型”連接；同時該類異形轉(zhuǎn)角板還可以作為門邊板使用，能夠有效增強門邊節(jié)點的整體穩(wěn)定性，提高門邊板強度，避免安裝施工對其造成破壞；異形板的使用可有效降低施工難度、節(jié)約成本、提高效率，提高墻板構配件標準化程度（預制 L 型、T 型異形板詳見圖 6、7）。

4.3 墻板構配件功能集成的標準化應用

圖6 預埋 L 型連接節(jié)點（單位：mm）

圖7 預埋 T 型連接節(jié)點（單位：mm）

裝配式建筑拼接式的建造方式，決定了原本在施工現(xiàn)場完成的大量工作，由工廠化的作業(yè)所替代。因此建筑構配件種類越統(tǒng)一，構配件功能集成化程度越高，所使用的配件數(shù)量就越少，生產(chǎn)效率就越高，施工工藝就越簡單，施工速度也隨之加快。建筑構配件的標準化、功能集成化是裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化的發(fā)展趨勢。在甘肅建投蘭州新區(qū)裝配式保障房項目中，墻板作為內(nèi)隔墻體配件材料，在構配件標準化、功能集成化方面做了大量相關工作［7-8］。公司在項目中，首次應用內(nèi)隔墻板電氣管線預埋技術，該技術有效地提高了墻板構配件的功能集成化水平，取得了較好的社會效益。但是在實踐過程中，也發(fā)現(xiàn)了諸多問題和不足。例如前期電氣設計并未考慮墻板構配件的裝配使用，造成電氣管線布置與墻板拼接排板不能吻合，最終導致墻板內(nèi)電氣管線位置不規(guī)則；預埋線盒墻板規(guī)格過多，給后續(xù)的生產(chǎn)和安裝工作造成較大壓力。

針對該問題，首先在設計階段，便應引入集成化設計的工作理念。裝配式建筑集成化設計的核心是集成，信息化是集成的手段。建筑、結(jié)構、電氣、室內(nèi)設計、墻板構配件生產(chǎn)廠家應互相緊密配合。利用 BIM 技術等信息化手段組建各專業(yè)綜合設計平臺，進行綜合設計。在設計過程中應考慮設備及管線的尺寸、位置、數(shù)量等因素，并與其他設計專業(yè)及時溝通，密切配合，做到電氣設備定位準確，管線預留不多不漏，路由通暢，就能有效避免在后續(xù)的構配件拼裝過程中出現(xiàn)問題。室內(nèi)設計應與電氣管線布置與排板設計綜合考慮，電氣管線位置按照墻板標準尺寸模數(shù)布置，盡量將管線位置設計在墻板正中位置，避免出現(xiàn)不規(guī)則尺寸管線預埋墻板，簡化墻板規(guī)格數(shù)量，提高墻板構配件標準化、通用化程度。

在預埋管線墻板構造設計方面，墻板預留管線與主體結(jié)構管線對接處預留位置尺寸應適當放大，接線盒的預留需充分考慮出線位置，留出容錯空間，避免因為施工誤差使電氣管線預埋位置錯位，造成主體結(jié)構內(nèi)管線與墻體內(nèi)管線相銜接處無法對接準確，順利貫通問題。當墻板中需要預留電氣箱體時，可在保證墻板構配件材料安全的前提下，將預留安裝尺寸在實際箱體尺寸的基礎上適當放大，便于箱體的安裝及固定。

5 結(jié)語

內(nèi)隔墻板構配件作為裝配式住宅的重要組成部分，構配件的功能集成化和規(guī)格標準化是提高生產(chǎn)效率、簡化施工流程必要前提。如何使墻板構配件在保證功能集成的前提下，盡可能控制構配件的規(guī)格數(shù)量，以標準化構配件規(guī)格保證規(guī)模化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，則成為一個重要的研究課題。本文以甘肅建投蘭州新區(qū)裝配式保障房項目為依托，從空間單元的標準化設計、連接節(jié)點的標準化應用、墻板構配件功能集成標準化應用幾個方面入手，研究提高裝配式住宅墻板標準化應用程度，從而提升內(nèi)隔墻板工程的裝配效率和墻板構配件的生產(chǎn)速度，為進一步推廣裝配式住宅產(chǎn)業(yè)化做出應有的貢獻。