第7章 裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)

第七章裝配式建筑外圍護(hù)系統(tǒng)27.1外圍護(hù)系統(tǒng)概述7.2外圍護(hù)系統(tǒng)的分類目錄7.3外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)、難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)本章重、難點(diǎn)重點(diǎn)掌握裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)的分類以及適用范圍。學(xué)習(xí)并了解裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)及當(dāng)前存在的技術(shù)難題。71PART.概述7.1.1概念7.1.2分類裝配式建筑的外圍護(hù)系統(tǒng)主要包括建筑外墻、屋面、外門窗及其它與外部環(huán)境直接接觸的部品部件等，主要用于分隔建筑室內(nèi)外環(huán)境。建筑最基本最重要的功能是由外圍護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，建筑的藝術(shù)魅力很大程度上也依靠外圍護(hù)系統(tǒng)來展現(xiàn)。7.1.1外圍護(hù)系統(tǒng)的概念1、勞動(dòng)生產(chǎn)率高2、資源利用率高3、施工人員安全性好4、建筑壽命長7.1.2外圍護(hù)系統(tǒng)的特點(diǎn)為了抵御風(fēng)雨、溫度變化、太陽輻射等，外圍護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火、耐久等性能。除上述功能外，外圍護(hù)系統(tǒng)還應(yīng)滿足建筑藝術(shù)裝飾的要求。對比傳統(tǒng)外墻與裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)72PART.外圍護(hù)系統(tǒng)的分類7.2.1預(yù)制墻板類7.2.2骨架組裝類7.2.3幕墻類7.2.1預(yù)制墻板類（1）預(yù)制混凝土外掛墻板預(yù)制外掛墻板是指安裝在主體結(jié)構(gòu)上，發(fā)揮圍護(hù)和裝飾作用的非承重預(yù)制混凝土外墻板。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板按照建筑立面特征的不同，圍護(hù)板系統(tǒng)可細(xì)分為豎條板體系、橫條板體系和整間板體系三類。橫條板體系將立面設(shè)計(jì)變現(xiàn)為橫向線條，以樓層為單位劃分若干開間的墻板作為一個(gè)預(yù)制構(gòu)件。豎條板體系以豎向線條為主，以開間為單位劃分豎向樓層的墻板作為一個(gè)預(yù)制構(gòu)件。7.2.1預(yù)制墻板類（1）預(yù)制混凝土外掛墻板整間板體系當(dāng)外墻板預(yù)留窗洞口，每個(gè)開間是一塊標(biāo)準(zhǔn)單元的外墻板。窗間墻板體系當(dāng)外墻板與窗洞分開時(shí)，可以將橫向的上下側(cè)窗臺(tái)板或豎向的左右側(cè)窗間板作為標(biāo)準(zhǔn)單元的外墻板。7.2.1預(yù)制墻板類外墻外保溫系統(tǒng)將保溫層置于主體墻材外側(cè)的保溫做法。優(yōu)點(diǎn)：不影響內(nèi)部裝修、適用范圍廣泛、節(jié)能效果好、墻體可以蓄熱、建筑耐久性好缺點(diǎn)：保護(hù)層施工相對嚴(yán)格，易發(fā)生脫落；水蒸氣滲透阻過大，墻體內(nèi)的水分無法排除，易導(dǎo)致保溫層受潮膨脹而剝落；建筑表皮的藝術(shù)表達(dá)受到很大的限制。按保溫類型分類，可分為外墻外保溫系統(tǒng)、外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)、夾心保溫系統(tǒng)。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)外圍護(hù)墻體內(nèi)預(yù)設(shè)保溫層的做法。優(yōu)點(diǎn)：做法簡單、施工方便、造價(jià)較低安全性高、防火性能好缺點(diǎn)：占用室內(nèi)空間、室內(nèi)裝飾受限、墻體易出現(xiàn)變形、裂縫、建筑的耐久性差（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類夾心保溫系統(tǒng)由外圍護(hù)墻內(nèi)外兩層板組成，保溫層填充中間，并通過局部現(xiàn)澆及鋼筋套筒連接等有效的連接方式組裝。優(yōu)點(diǎn)：預(yù)制程度高、保溫-裝飾-防水功能一體化缺點(diǎn)：熱橋多、建筑壽命短、抗震性能差（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類右圖為我國首棟預(yù)制夾心保溫外掛墻板鋼結(jié)構(gòu)住宅，采用鋼結(jié)構(gòu)為框架，結(jié)合預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將內(nèi)外葉墻板厚度控制到60mm，提高了住宅得房率。按結(jié)構(gòu)形式分類，可分為預(yù)制鋼筋混凝土復(fù)合保溫外掛墻板系列、預(yù)制鋼框架混凝土復(fù)合保溫外掛墻板系列。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類按混凝土形式分類，可分為預(yù)制普通混凝土外掛墻板、預(yù)制輕質(zhì)混凝土外掛墻板。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類按外立面效果分類，可分為預(yù)制清水混凝土外掛墻板、預(yù)制彩裝混凝土外掛墻板。預(yù)制清水混凝土外掛墻板是直接保留混凝土本身的肌理顏色，呈現(xiàn)出自然質(zhì)樸的感覺。預(yù)制彩裝混凝土外掛墻板是在混凝土板外刷彩色涂料或?qū)⒒炷僚c色料相混合制作出彩色混凝土，從而形成豐富的立面效果。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類正打工藝預(yù)制板的里面向下接觸平模的底膜，在板的外面用印花或壓花的方法，將砂漿通過有圖案的模板印出或壓出所需要的圖案花飾。反打工藝建筑外墻用飾面、石材等在工廠事先打到混凝土中，從而形成一體化的預(yù)制構(gòu)件。按生產(chǎn)工藝分類，可分為正打外掛墻板與反打外掛墻板。（1）預(yù)制混凝土外掛墻板7.2.1預(yù)制墻板類（2）預(yù)制混凝土三明治夾心外墻板預(yù)制混凝土三明治夾心外墻板是一種“三明治”結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)葉板、外葉板、夾心保溫層，通過連接件拉結(jié)。7.2.1預(yù)制墻板類（3）蒸壓加氣混凝土條板7.2.1預(yù)制墻板類蒸壓加氣混凝土條板是以水泥、石灰、硅砂為主要原料，再根據(jù)結(jié)構(gòu)要求加入不同數(shù)量的防腐鋼筋網(wǎng)，經(jīng)過高溫高壓下蒸養(yǎng)而成。特點(diǎn)：輕質(zhì)高強(qiáng)

耐火性能好隔音吸聲經(jīng)濟(jì)性好（4）復(fù)合夾心條板

概念復(fù)合夾心輕質(zhì)條板包含面板和填充材料，面板有纖維增強(qiáng)硅鈣板、水泥硅鈣板等，填充材料有水泥、粉煤灰等，廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型建筑的非承重內(nèi)墻、分戶墻、節(jié)能保溫外墻等。7.2.1預(yù)制墻板類

分類預(yù)制復(fù)合型墻板按材質(zhì)分類，可分為鋼筋混凝土絕熱材料復(fù)合墻板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合板、鋼絲網(wǎng)架水泥夾心板等。（4）復(fù)合夾心條板鋼筋混凝土絕熱材料復(fù)合墻板鋼筋混凝土絕熱材料復(fù)合墻板采用鋼筋混凝土作為承重層，飾面層采用混凝土，中間內(nèi)置夾心保溫板，保溫板材料一般為巖棉或聚苯板，保溫層的厚度可以根據(jù)氣候條件和建筑要求進(jìn)行調(diào)整。該板材容重較大、熱惰性好，施工方便、有利于抗震處理。但在接縫處易形成熱橋。7.2.1預(yù)制墻板類（4）復(fù)合夾心條板鋼絲網(wǎng)架水泥夾心板鋼絲網(wǎng)架水泥夾心板包括鋼絲網(wǎng)片、保溫板、兩側(cè)混凝土層，采用多條冷拔斜插鋼絲連接兩側(cè)的鋼絲網(wǎng)片，通過焊接形成縱橫交錯(cuò)的三維空間網(wǎng)架，保溫芯材通常采用聚苯乙烯泡沫塑料、巖棉、玻璃棉條等阻燃型絕熱材料。板材兩側(cè)經(jīng)過鋪抹或噴涂水泥砂漿處理，構(gòu)成完整的鋼絲網(wǎng)架水泥夾心板。7.2.1預(yù)制墻板類（4）復(fù)合夾心條板GRC墻板采用低堿度的水泥砂漿作為基材，耐堿玻璃纖維作為面層的增強(qiáng)材料，中間鋪設(shè)鋼筋混凝土加固，再與保溫隔熱材料復(fù)合而成的新型墻體。7.2.1預(yù)制墻板類（4）復(fù)合夾心條板GRC墻板GRC墻板具有保溫隔熱、防水、隔音、抗裂特點(diǎn)，其物理性能如下表。7.2.1預(yù)制墻板類項(xiàng)目指標(biāo)體積密度/(kg/m3)≥2000抗折強(qiáng)度/MPa22～26抗沖擊強(qiáng)度/(kJ/m2)≥8～10吸水率/%≤9.3干縮性/%0.12根據(jù)墻體采用的建筑材料，骨架組裝類外墻主要包括單一材料墻板、復(fù)合材料墻板、玻璃幕墻三類。復(fù)合材料墻板通常有三層，包括外面層、填充層和內(nèi)面層。其中，骨架部分主要以輕型龍骨或木龍骨為主，外面層采用石膏板和石棉水泥板，填充層采用石膏漿料作為夾芯。7.2.2骨架組裝類幕墻作為建筑的外圍護(hù)墻體，具有獨(dú)特的裝飾效果，但不承重主要由骨架、面層、結(jié)構(gòu)連接材料和密封材料組成7.2.3幕墻類幕墻系統(tǒng)組成骨架面層結(jié)構(gòu)連接材料密封材料主要材質(zhì)鋼不銹鋼鋁合金—玻璃金屬石材人造板材玻璃膠雙面膠角鋼（鋁）螺栓密封膠條硅酮耐候膠密封襯墊材料7.2.3幕墻類（1）按材質(zhì)分類裝配式幕墻系統(tǒng)按材質(zhì)分類，可分為玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻和人造板材幕墻。7.2.3幕墻類（2）按構(gòu)件分類按構(gòu)件分類，可分為框架式（元件式）和單元式兩種?？蚣苁侥粔κ窃谠诠S生產(chǎn)構(gòu)件，到現(xiàn)場按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行組裝完成的幕墻。單元式幕墻是指由各種幕墻面板與支承框架在工廠制作構(gòu)成的一個(gè)完整的幕墻結(jié)構(gòu)基本單元，可以直接安裝在主體結(jié)構(gòu)上的建筑幕墻。7.2.3幕墻類（2）按構(gòu)件分類西雅圖中心圖書館，玻璃幕墻與鋼結(jié)構(gòu)骨架組合。紐約ONE57大廈波浪線幕墻單元式幕墻7.2.3幕墻類（3）按封閉類型分類按封閉類型可分為封閉式和開放式。開放式幕墻就是幕墻板縫不注密封膠。封閉式幕墻是指幕墻板塊之間采取密封措施處理的幕墻。73PART.外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)、難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)體系應(yīng)涵蓋以下內(nèi)容：1、確定外圍護(hù)系統(tǒng)的性能要求、模數(shù)協(xié)調(diào)要求。2、明確外墻圍護(hù)系統(tǒng)和屋面圍護(hù)系統(tǒng)內(nèi)各部品之間的連接做法，以及外圍護(hù)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間的連接做法。3、建立與外圍護(hù)系統(tǒng)各部品及其連接相匹配的計(jì)算模型、設(shè)計(jì)方法。4、協(xié)調(diào)外圍護(hù)系統(tǒng)與建筑空間布局、建筑外立面、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)之間關(guān)系，保證整體建筑的性能要求。5、制定標(biāo)準(zhǔn)化的成套生產(chǎn)工藝，關(guān)鍵工序應(yīng)可控；質(zhì)量控制點(diǎn)應(yīng)明確，過程檢驗(yàn)、例行檢驗(yàn)應(yīng)具有可操作性；部品的包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存不應(yīng)影響最終部品質(zhì)量。6、明確安裝施工的工藝、工序要求，配套安裝施工用設(shè)備設(shè)施機(jī)具，建立成套的施工技術(shù)方案與質(zhì)量控制要求。7.3.1外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)外墻作為建筑保溫的核心，不僅要滿足使用者的功能要求，而且要達(dá)到規(guī)范對其承載力、保溫隔熱、防火隔聲等性能的指標(biāo)要求。7.3.2外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)環(huán)節(jié)（1）外圍護(hù)系統(tǒng)的核心部分—外墻隨著建筑保溫、防水材料的多樣化，建筑屋面形式愈發(fā)豐富，其性能也得到提高。對于有造型要求的建筑，屋頂常作為建筑的第五立面，需要考慮承載力、剛度和穩(wěn)定性等。7.3.2外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)環(huán)節(jié)（2）外圍護(hù)系統(tǒng)的重要部分—屋頂門窗是建筑不可或缺的組成部分，它聯(lián)系建筑和外部環(huán)境，是進(jìn)行熱交換和傳導(dǎo)的活躍部位。7.3.2外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)環(huán)節(jié)（3）外圍護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位—門窗保溫隔熱材料是實(shí)現(xiàn)外墻保溫技術(shù)的重要保證，因此加強(qiáng)保溫隔熱材料的研發(fā)是外圍護(hù)系統(tǒng)的一大技術(shù)環(huán)節(jié)。7.3.2外圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)環(huán)節(jié)（4）外圍護(hù)系統(tǒng)的組成要素——保溫絕熱材料外圍護(hù)系統(tǒng)的集成化裝配式外圍護(hù)系統(tǒng)突出集成化和預(yù)制化，不同于現(xiàn)澆混凝土及非裝配式建筑的常規(guī)做法裝配式建筑外圍護(hù)系統(tǒng)在裝配式建筑中承擔(dān)了多重功能，是裝配式建筑設(shè)計(jì)、制作、施工的難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。7.3.3外圍護(hù)系統(tǒng)難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)連接節(jié)點(diǎn)的處理選擇安全可靠的節(jié)點(diǎn)形式，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)既滿足結(jié)構(gòu)性能要求，又實(shí)現(xiàn)保溫隔熱功能，做到結(jié)構(gòu)、圍護(hù)、保溫一體化。7.3.3外圍護(hù)系統(tǒng)難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)陽臺(tái)連接件建筑美學(xué)的表達(dá)：裝配式建筑具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，而建筑外圍護(hù)呈現(xiàn)的藝術(shù)效果也是其重要功能之一。7.3.3外圍護(hù)系統(tǒng)難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不成熟目前，我國的裝配圖集和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，部品部件生產(chǎn)未成體系，構(gòu)件尺寸參差不齊，阻礙了裝配市場的發(fā)展，不利于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。近年來，國家開始倡導(dǎo)新型材料的研發(fā)，而此類建材價(jià)格偏高，短期內(nèi)大規(guī)模推廣困難。7.3.3外圍護(hù)系統(tǒng)難點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)夾心保溫板有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？2.裝配式外圍護(hù)集成設(shè)計(jì)有哪些要求？課后思考題優(yōu)點(diǎn)（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(huì)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(huì)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。缺點(diǎn)（1）增加了外葉板的重量，給結(jié)構(gòu)增加了負(fù)擔(dān)。（2）增加了無效的建筑面積。（3）成本增加較多。（4）內(nèi)外葉板之間的拉結(jié)件的錨固需要嚴(yán)格監(jiān)督與管理。（5）建筑表皮的造型受到限制。1.夾心保溫板優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)1.滿足功能要求。根據(jù)項(xiàng)