多层板式复合结构装配式隔墙技术

徐正东，李楠，李昂，党连军

（北新集团建材股份有限公司，北京 100000）

多层板式复合结构装配式隔墙技术

徐正东，李楠，李昂，党连军

（北新集团建材股份有限公司，北京 100000）

随着经济的发展、社会的进步，因建筑导致的能源资源的消耗和浪费、环境的污染和破坏、耕地的大量占用等问题日益突出，传统建筑材料的缺点也暴露无遗；由于地震、建筑非正常倒塌上演的一幕幕惨剧更是触目惊心，建筑结构的安全性和建筑装饰装修材料使用的安全性需要引起我们进一步的重视。随着劳动力的减少及人力成本的增加，传统建筑的建造方式已经不再符合时代发展的需要。而多层板式复合结构具有安全轻质、节能环保、功能多元、快速施工等优势，是未来墙体改革及发展的趋势，具有广阔的发展前景。

多层板式复合结构；节能环保；技术

1 多层板式复合结构的定义和目前概况

1.1 多层板式复合结构的定义

多层板式复合结构系统，区别于传统的砖砌或现浇墙体系统，它是以轻型板（如石膏板、岩棉板、OSB板、外墙挂板等）为主要材料，金属龙骨或木龙骨为结构材料，通过不同材质面板的组合，达到轻质、抗震、隔声、耐火、环保、节能等综合性能优于传统砌筑墙体的复合墙体结构。

1.2 多层板式复合结构目前的概况

随着国家节能减排相关政策的落实，为实现新型墙体材料发展的“十一五”目标，达到调整行业结构、节约土地资源和能源、保护环境的目的，国家在2005年底全面实现禁用实心黏土砖，“禁实用板”标志着我国墙材改革进入了一个新的阶段。

2012年9月25日，发改委发布了“关于开展‘十二五'城市城区限制使用粘土制品、县城禁止使用实心粘土砖工作的通知”，总体思路为在巩固全国城市城区“禁实”成果基础上，开展“城市限粘、县城禁实”工作，推广应用节能利废的新型墙体材料新技术、新产品，推动新型墙体材料行业节能降耗。

因此，新型墙体材料应运而生，我国“十二五”规划预计到2015年新型墙体材料应用比重将升至65%。全国30%以上的城市实现“限粘”、50%以上县城实现“禁实”，有序推进乡镇、农村“禁实”工作。在“十一五”期间，新型墙体材料的年均增长率为4.9%，消费习惯的改变将使民用市场对新型墙体材料的使用率上升。

目前市场上有各种墙体材料，如石膏板、水泥板、空心板、菱镁板、硅钙板等，每类产品都有各自特点，且在市场上都有各自的领域空间。但随着行业的发展、社会的进步，市场更需要一种能将以上各类材料各自性能特点综合在一起的新型墙体材料或新型复合墙体结构，在这种环境下，多层板式复合结构诞生。

统计资料显示，使用轻质墙板材料可以节省建筑总造价成本的30%左右，板材墙体比砌块墙体至少可以提高施工效率3倍以上。世界发达国家和地区墙板占墙体的比例为：日本72%、欧美国家69%、香港60%、中东及东南亚各国也达46%，而在中国，新型墙板的使用比例仅占10%左右。

从需求端看，目前中国的多层板式复合结构墙体的消费基本仍以公共建筑为主，如酒店、写字楼、办公场所、医院、机场、工厂等用量约占70%，其中又以写字楼的消费量最大，其次是酒店、影剧院和医院等细分市场。因此，未来中国多层板式复合结构墙体的需求增长一方面来自传统公共建筑需求的增长，另一更重要方面将是在国家产业政策的支持与鼓励下，逐步拓展至装修、保障性住房、农村住房、普通商品房等更为广泛的民用建筑领域。未来行业需求更多来源于结构性变化，即相对于传统砖瓦/混凝土结构，普通住宅包括初次建造和二次装修对多层板式复合结构（如石膏板墙体）用量的上升，是未来5～10年推动行业需求的决定性因素。

由于中国房地产行业仍然处于较快的发展周期，与发达国家相比，中国的人均多层板式复合结构墙体用量还有很大差距，因此市场需求量还有巨大的发展空间，“十二五”期间，中国多层板式复合结构墙体产量增速仍将维持在较高水平。

从技术角度来看，多层板式复合结构墙体的轻质、隔声、防火等性能，完全能满足建筑本身的设计要求，施工技术也相对成熟，有相应的标准、规范、图集等，且与传统建筑材料比较社会能耗更低，且完全可以循环再利用，产品环保性能更强。

2 多层板式复合结构的性能优势

从安全、节能、环保、功能多元、施工快捷等方面说明多层板式复合结构的优势。

2.1 安全轻质优势

在安全方面，多层板式复合结构有着不可替代的优势，与传统块状墙体材料及体系相比，该体系全部采用柔性连接，可有效提高建筑的抗震能力，使建筑不会大面积垮塌，能够留出生命通道，争取更多的逃生时间和空间。

且多层板式复合结构重量较轻，如采用纸面石膏板作为隔墙材料组成石膏板多层板式复合结构，结构为75轻钢龙骨+双面单层石膏板+50厚100容重岩棉的墙体，其重量仅为240 mm厚红机砖墙（含双面抹灰）的1/15、200 mm厚加气块隔墙（含双面抹灰）的1/4～1/5.5，不仅不会对生命造成威胁，还可有效降低基础要求、减少基础及结构造价，有利于高层化发展。

2.2 节能环保优势

经住建部统计，中国建筑相关能耗（包括建造能耗、运行能耗、建筑相关材料生产能耗等）约占社会总能耗的近49.5%。由于整个建筑主要是由墙体（包括外墙、内墙、隔墙）围合而成的，墙体能耗（包括墙体材料生产能耗、建造能耗、房屋使用运用能耗）占建筑能耗的1/3左右，所以节能减排关键在建筑节能，建筑节能关键在墙体节能。

我国30年墙体改革的方向为“禁止使用实心粘土砖”，但一直没有明确主导实施方案，“ 禁实用板”可以作为中国墙体节能和墙体改革的解决方案，“多层复合板式墙体”的推广和使用能够有效降低墙体能耗。与其他类型墙体相比，这种墙体目前在保温、隔音等方面的性能最好。

多层板式复合结构在原料、生产、产品、运输、建造、应用、回收等全生命周期内都符合节能环保的要求。以石膏板多层板式复合结构系统为例，以工业废弃物脱硫石膏板作为生产原料实现工业副产品循环利用的同时，可有效降低自然资源和能源的消耗、有害气体的排放、减少烧制粘土砖带来的耕地破坏等。

脱硫石膏板的各项影响值都比天然石膏板低，其中人体健康损害效应比天然石膏板低72%左右，不可再生资源消耗效应低76%，使用脱硫石膏生产纸面石膏板反映了利用废物原料节约不可再生资源的优势，脱硫石膏一般是就近使用，且石膏板多层板式复合结构重量相对较轻，还大大节省了运输能耗，进而减少了运输过程对人体健康损害效应的贡献。

表1 以北新建材为例说明石膏板产业对节能环保的贡献

在建造过程中，多层板式复合结构一般采用干法施工，甚至工厂制造、现场吊装，省时、省工、省料，大大减少废水、废气、固体废弃物、噪音等污染，使用过程中防火、防水、保温隔热、隔声性能更佳，且几乎百分之百可以回收再利用，可以说是用绿色的生产方式生产绿色建材，用绿色的施工方法建造绿色建筑，符合国家环保标准要求，是一项优秀的绿色环保新型产业生产项目。

2.3 功能多元优势

通过多层板式复合结构，可以将多种不同功能的材料进行复合，使墙体具有各种材料的综合功能，满足建筑对墙体各种性能的要求。

如根据石膏板种类的不同，石膏板具有防火、耐水、保温隔热、隔声吸声、质轻高强、自装饰、调温调湿甚至抗菌除味、自洁净、防辐射、除甲醛等功能，通过不同种类石膏板及大芯板、水泥压力板、硅酸钙板、岩棉、轻钢龙骨等材料进行组合，使石膏板多层板式复合结构具有耐水、防火、隔声、保温隔热等各方面性能，并且可以根据设计要求，将不同功能的石膏板材或其他种类墙材进行任意组合及搭配，方便调整复合结构具有的各种性能及等级，使墙体具有更多更强的功能，实现石膏板多层板式复合体系的功能多元。

2.4 快速施工优势

多层板式复合结构一般都是采用干法施工、柔性连接，施工方便快捷，如经过实际测算，结构为双面单层12厚纸面石膏板+岩棉+轻钢龙骨的石膏板多层板式复合结构墙体的施工速度是结构为水泥砂浆+加气块及水泥砂浆+空心砌块墙体施工速度的3.75倍及5倍，施工效率优势非常明显，随着劳动力日益短缺、人力成本日益提高，这种优势会更加明显。

多层板式复合结构墙体还可以实现工厂化生产、现场吊装的安装方式，可进一步提高墙体的生产、制造、安装的效率，同时有利于墙体向着标准化、规范化、集成化方向发展，进一步规范建材市场及建筑质量，且大大减少施工现场用水量、水污染、固体废弃物污染、噪声污染等，方便现场管理。

因此，多层板式复合结构是未来墙体改革及发展的方向，随着新型建筑多层板式复合结构的不断出现，应用的不断推广及深入，必将受到用户的青睐，具有广阔的发展空间。

3 轻钢龙骨石膏板装配式隔墙技术和性能测试

3.1 轻钢龙骨石膏板装配式隔墙

轻钢龙骨石膏板装配式隔墙是具有代表性的“多层板式复合结构”，以下简称“装配式隔墙”，是适用于建筑室内空间的非承重可拆装式隔断墙。

传统隔墙由施工人员现场进行加工和组装，龙骨与石膏板都需要在现场进行裁切，施工复杂、时间长，隔墙质量容易受施工人员和环境的影响，此过程中会产生较多的废料、废渣，并伴有噪声、粉尘的污染。此外，当隔墙位置需要改动时，原有的隔墙必须进行破坏性拆除，不能重复利用、造成极大的资源浪费。

装配式隔墙系统将轻钢龙骨石膏板隔墙标准化、模块化，工厂或制作车间提前组装制作，运送到施工现场即可直接安装。施工过程更加标准规范，墙体质量有了可靠保证，施工现场基本不会产生废料、废渣。墙体可二次拆装分解再利用，节能环保、省工省料、资源利用率大幅度提高。

3.2 装配式隔墙用轻钢龙骨及配件

图1 装配式隔墙专用龙骨效果展示图

图2 装配式隔墙专用龙骨实物展示图

图3 专利固定连接件

装配式隔墙用轻钢龙骨采用特殊加工形式，天、地龙骨和竖龙骨与普通龙骨的外形与安装方式均有所不同，如图1及图2所示，装配式隔墙所需龙骨分别是：M型定位龙骨、U型槽体凹形天龙骨、U型槽体凸形地龙骨、C型槽体凹形竖龙骨、C型竖龙骨加M型定位龙骨组。装配式隔墙所需的配件为专利固定连接件，如图3所示。整个装配式墙体最终采用专利固定连接件与定位龙骨墙体链接。

3.3 装配式墙体的制备及安装

装配式墙体采用工厂预制成型，现场模块安装的形式。装配式墙体的宽度为1 200 mm，高度为2 400～3 000 mm。

安装过程中首先放线定位安装M型定位龙骨→将工厂预制完成的装配式墙体卡入底部M型定位龙骨定位槽中→用特质超薄螺母扳拧紧专利固定连接件的螺母使其与顶部M型定位龙骨固定→通过与M型定位龙骨上下连接将第一块装配式墙体固定于墙洞之间→顺次安装其他装配式墙体，如图4所示。

图4 施工现场安装过程

图5 冲击试验龙骨排布图

图6 冲击试验板材排布图

3.4 轻钢龙骨石膏板装配式隔墙抗冲击性能测试

3.4.1 软体冲击测试

（1） 材料：石膏板3 000 mm×1 200 mm×12 mm （10.17 kg/m2）、U型特种轻钢龙骨75 mm×40 mm× 0.6 mm、C型特种轻钢龙骨75 mm×50 mm×0.6 mm （600 mm间距开孔）、M定位龙骨。试验的龙骨及板材的排布图如图5及图6所示。

（2）冲击力：50 kg砂袋（120 N·M/次、3次）。

（3）实验结果：板材无破坏，无变形。

3.4.2 硬体冲击测试

（1）材料：石膏板3 000×1 200×12 mm（10.17 kg/m2）、U型特种轻钢龙骨75×40×0.6 mm、C型特种轻钢龙骨75×50×0.6 mm（600 mm间距开孔）、M定位龙骨。

（2）冲击力：50 kg砂袋（200N·M/次、1次）。

（3）实验结果：板材冲击点有微小凹陷、左侧轻钢龙骨开口面向内弹性变形，冲击点右侧轻钢龙骨变形（位于开孔处）、撞击点龙骨变形量25 mm，板材背部有400 mm横向裂纹。

3.5 装配式隔墙耐火极限及隔声量评估

以99厚装配式隔墙（结构为：1×12 mm普通纸面石膏板+C75龙骨+50 mm厚80容重岩棉+1×12 mm普通纸面石膏板）为例进行评估，如图7所示。

图7 99mm厚装配式隔墙示意图

3.5.1 耐火极限评估

根据国家建筑材料测试中心出具的编号为“20131C02264” 的99厚石膏板隔墙检测报告，其耐火极限为55分钟，报告中石膏板隔墙的结构为“1×12 mm普通纸面石膏板+C75龙骨+50 mm厚80容重岩棉+1×12 mm普通纸面石膏板”，与上诉装配式隔墙结构基本相同，只是墙体与原结构连接方式变为专利固定连接件连接，若连接处防火措施到位，对防火无影响，综合评估上诉方案满足隔墙55分钟的要求。

3.5.2 隔声（RW）评估

根据清华大学建筑物理环境监测中心出具的编号“89004”的99厚隔墙检测报告，其隔声量为43 dB，报告中石膏板隔墙的结构为“1×12 mm普通纸面石膏板+C75龙骨+50 mm厚80容重岩棉+1×12 mm普通纸面石膏板”，与上诉装配式隔墙结构基本相同，只是与原结构连接方式变为专利固定连接件连接，若连接处隔声密封措施到位，对隔声无影响，综合评估上诉方案的实验室隔声量（RW）可达43 dB。

［1］ 张立改.浅析新材料在建筑节能减排中的应用. 建筑与装饰，2015，（25）.

Multilayer composite structure fabricated partition wall technology

TU35

1009-797X （2015） 20-0163-05

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.20.055

徐正东，男，硕士学历，助理工程师，毕业于北京林业大学，主要从事墙体及吊顶系统解决方案工作。

2015-09-01