绿色施工——节材型低碳化模板体系

◎ 本刊记者 陈 忻

建设节约型社会、发展低碳经济是我国立足今天、面向未来的大政方针，发展低碳节材降耗产品是顺应政策要求，市场前景大为客观。建筑施工行业由于自身的特点，一直以来就属于高耗碳、耗材量大的行业，使用节材型低碳化的新技术、新材料、新产品是建筑施工行业未来的发展趋势。

我国政府于2006年颁布了《绿色建筑评价标准》，继而发布了《绿色施工导则》，旨在积极推行绿色建筑施工。在现有的建筑施工中，脚手架与模板的成本大约占总造价的20%-30%，而模板的脚手架搭设及拆除占总用时的35%-50%。所以，一套好的模架体系，除了在安全上的追求外，还要追求高效、节能、低碳、节材、环保等目标。

因此，在水平模板体系上选取“低碳化胶合板的模板体系”进行研究，竖向模版体系选取“节材型模板体系”进行研究。在建筑工程结构施工总工期计划中，水平顶板结构的施工属于关键路线，其施工工期占总工期的80%-90%；竖向墙柱结构施工占用总工期非常少或不占总工期。此外，水平顶板结构施工中的劳动力占结构施工总劳动力的60%-75%，而水平顶板结构模板体系所用的人工远远大于竖向墙柱结构模板体系。

在目前的形势下，农民工基本上都是80后、90后青年，他们的受教育程度相比以前的农民工群体有很大的提高，对工作环境、工作的技术含量等要求也逐步提高。在我国的人口红利基本快消耗完的情况下，建筑业从业人员已经比过去大大减少，人员工资也相较于之前增加了两到三倍。更为重要的是，我国现阶段的顶板模板体系技术含量偏低，大量的使用人工，体系配套不完善、使用效率低下、过程浪费严重，这些弊端与目前提倡的绿色建造、节能减排相距甚远。因此，建筑行业期待着使用效率高、综合成本低的平板模板体系的出现。

通过检索国外先进的顶板模板体系，同时综合《建筑业10项新技术》推广的“钢（铝）框胶合板模板技术”、“早拆模板施工技术”以及节能减排低碳化的要求，研究出“低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系”。

低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系由各种规格的铝框胶合板模板、早拆柱头、早拆横梁、可调钢支撑、支撑连接件等组成。铝框胶合板模板作为低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系的重要组件之一，由挤压成型的铝型材焊接成骨架，上封木胶合板而成，厚度150mm，与混凝土面接触；一块标准的1800mm×900mm模板单块重量为26kg，单人就可以搬运。组件早拆柱头是连接早拆横梁，并用螺栓固定在可调钢支撑上，能使早拆横梁沿高度方向下落。另一重要组件早拆横梁则是由冷弯型钢组焊的桁架结构，承担铝框胶合板模板上的混凝土重量，支撑在早拆柱头上；单根标准件重量为22kg，单人即可搬运。此外，可调钢支撑组件能在一定范围内沿高度方向调整高度，施工操作简单、快捷、受力合理，比普通钢管脚手架或碗扣架搭设时节省时间20%到30%。支撑件连件组件用于连接固定可调钢支撑，与可调钢支撑组成一稳定整体，操作简单、快捷。

低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系的主要特点是重量较轻，各种部件都能够搬运。在安装过程中，把早拆柱头与可调钢支撑的上顶版用螺拴连接固定，调整好支撑高度，安装好早拆柱头。将已安装早拆柱头的可调钢支撑用支撑连接件连接起来，构成一个2米×1米8的矩形支撑框架，将早拆横梁放在早拆柱头上，形成固定支撑。同时，将两块铝框胶合板模板放在早拆横梁上，并安装晚拆带板，再依次安装支撑、早拆横梁和模板，直至整层顶板安装完毕。

低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系的拆卸相对来说也比较简单。用锤子敲击早拆柱头的支撑板，使支撑版沿着柱头向下滑移，早拆横梁也随之向下移动，铝框胶合板模板也随之下移，随后，连续敲击四个早拆柱头，将模板和早拆横梁拆下，形成一个拆卸循环。支撑原位不动，继续支撑顶板，拆除支撑连接件和其他材料周转到上一层使用。

低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系拥有诸多特点。该体系模板承载力大、重量轻（每平重量大约在15-20公斤），与国内同类模板相比轻30%-40%，单块模板单人就可以搬运、安装。此外，该模板体系组件少且采用支撑连接件定位，操作简单、快捷，与采用传统方法散支散拆的顶板模板体系相比，可节省操作时间和操作工人数量，综合人工能节省30%-60%，并且模板的边框型材与早拆横梁配合使用受力更加合理。由于特殊轧制的边框型材，对胶合板面板能起到有效的保护，延长模板的使用寿命，提高了模板的周转使用率。低碳化铝框胶合板早拆顶板模板体系使用早拆技术，基本上配置一层就能满足使用要求，而传统施工方法需要投入4层的模板材料，因此减少了模板用量，降低施工成本，提高施工效率。同时，模板体系因其设计标准化、体系化、工具化等特点，具有很好的通用性和互换性；而模板型材是由铝锭挤压成型，可以在厂家定尺加工，因此加工制造时的材料浪费比较少。模板体系各配件之间配合紧密，整个体系结构稳固、刚度大，这种体系比较适合住宅公寓工程或板梁结构。

以昌平科技园区居住及配套工程为例，此项工程位于北京市昌平区南环路与创新路交叉口，地下四层，地上十二层，标准层层高2800mm，建筑面积为2800m²。工程的模板配置图显示模板的厚度是200厚，标准层顶板模板布置图可清晰的表现出在墙边或者是梁边距离比较大情况下的处理方式，以及距墙边或者两边空间比较小情况下的处理方式。

另一种节材型低碳模板体系是节材型冷弯型钢模板体系。冷弯型钢与热轧型钢相比较，在相同截面面积的情况下，回转半径可增大50%-60%，截面惯性矩可增大0.5-3.0倍，能较合理地利用材料强度，减少材料重量。冷弯型钢的特点一是截面经济合理，节省材料，是一种环保节材低碳化的新材料。冷弯型钢的截面形状可以根据需要设计、结构合理，单位重量的截面系数高于热轧型钢，在同样负荷下，可减轻构件重量，节约材料。冷弯型钢用于建筑结构可比热轧型钢节约材料35%—50%，用于农业机械和车辆可节约材料15%—60%。冷弯型钢第二个特点是品种繁多，一般热轧方法难以生产的壁厚均匀、截面形状复杂的型钢样式。第三个特点是产品表面光洁，外观好，尺寸精确，长度可以全部按照定尺或者倍尺供应，同时原材料还可以按定尺采购；材料的利用率理论上可以达到98%以上，是满足低碳节材降耗要求的新产品、新材料。

节材型冷弯型钢模板体系，是由各种规格的标准模板、标准角模、夹具，加强背楞，斜撑、挑架，专用吊钩、穿墙螺栓等组成。冷弯型钢标准模板面板为厚度4.5mm的钢板，边框由厚度3.0mm的Q345钢板冷弯而成、截面尺寸为100mm*60mm，竖肋为几字型、截面为100mm*30mm。整个模板的骨架结构形式简单、用钢量较少，钢模板平米重量在65-75kg/m²，远远低于普通钢模板的平米重量90-100kg/m²。

节材型冷弯型钢模板体系模板间采用夹具连接，淘汰了繁杂、效率低下的螺栓与U形卡的连接方式，只需一把榔头就可以完成组装作业，无需其他操作工具。夹具连接拆装方便快捷，受力更合理，解决了模板间的拼缝漏浆问题。该模板体系比同类型的模板体系重量轻20%—30%，安装操作时间及操作人员用量比普通大钢模板节省15%—25%，比小钢模或木模板节省20%—30%，显著降低了人工的综合使用。

同时，标准节材型冷弯型钢模板通过夹具连接可以组装成大型模板，实现整体吊装，解决了塔吊吊次多的问题。通过标准模板、标准角膜与调节板或木模板的配合，能实现一套模板满足不同工程使用，解决了模板的通用性问题。采用夹具连接，实现了钢木模板的有效连接，解决了钢木结合难的问题。由于模板背面无背楞，堆放占用场地少，解决了模板运输和摆放的问题；在此基础上，节材型冷弯型钢模板体系电梯井筒利用专用装置，实现井筒模板的整体装拆。模板刚度大，穿墙螺栓用量少，最大板（2400mm*2850mm）只用4根螺栓就可满足受力要求，节省了人工和材料。

在实际操作中，节材型冷弯型钢模板体系被运用到多项典型工程中，例如北京的华贸中心写字楼、锦州国际会议中心、山东省博物馆、上海东方轻工广场都采用了这个体系，并取得了良好的社会和经济效益。