预制混凝土夹心保温外墙板性价比分析

郑东华 Rk Pradhan

(长沙远大住工海外建设有限公司，湖南 长沙 410000)



预制混凝土夹心保温外墙板性价比分析

郑东华 Rk Pradhan

(长沙远大住工海外建设有限公司，湖南 长沙 410000)

介绍了预制混凝土夹心保温外墙板的制作工艺，从性能和造价两方面，对预制混凝土夹心保温外墙板与传统砌筑墙体进行了对比，从而体现出预制混凝土夹心保温外墙板具有良好的社会经济效益。

预制混凝土，夹心保温墙板，砌筑墙体，性价比

预制混凝土夹心保温外墙板(又称三明治墙板)，是围护、保温、隔音、防火、防水、装饰等功能为一体的重要装配式预制构件，通过局部现浇或采用钢筋套筒连接等有效的连接方式，而成为工业化住宅的外墙体。把保温材料夹在两层不可燃烧的建筑材料之间，形成三明治墙板，就可以有效解决外墙保温及保温材料抗老化问题，不但价格便宜，安装效率高，且可以使保温材料与建筑同寿命。经过40多年的不断进化，目前预制混凝土的三明治墙板技术逐渐成熟，随着混凝土预制建筑成为主流建筑工业化的发展，以及国内建筑对外墙保温节能的要求不断提高，三明治墙板技术在国内工程的应用数量不断上升，有必要对三明治墙板的真实性价比深入分析，使得三明治墙板可以在建筑行业中获得更加有力的推广。

1 三明治墙板的制作工艺

根据DG/T J008—2158—2015,J13019—2015预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程的定义：由内、外叶混凝土墙板、夹心保温层和连接件组成的预制混凝土外墙板，简称预制夹心外墙板。

以在平台模上制作三明治墙板(见图1，图2)为例：

需要先制作外叶钢筋混凝土墙板，然后设置夹心保温层，最后浇筑内叶钢筋混凝土墙板成型(见图3～图5)。

在进行三明治墙板设计时需要考虑：由于三层材料之间没有相容性，必须使用拉结件穿透保温层并锚入两层混凝土之中，才能使三层不同材料可靠地连结在一起，在受力荷载作用下整体受力协调变形，同时又满足节能保温的要求，还能使保温材料避免出现老化问题。

三明治墙板的拉结件经过几代的发展，从金属拉结件、非金属拉结件发展到目前的高强复核材料拉结件。最初采用单片的钢筋焊架作为拉结件，具有一定的导热性，又形成冷热桥而造成热损失，进而改用不锈钢制作的拉结件，其导热系数远低于普通碳钢，减少了拉结件的热损失，同时提高了拉结件的耐久性。为了更有效地减少拉结件产生的热损失，又升级为用非金属材料来制作拉结件，如高强尼龙、高强塑料等，但这类拉结件一般存在易老化和塑性疲劳的问题，甚至出现过严重的质量安全问题，已经逐渐被市场淘汰。随着高强复合材料技术开始兴起，如GFRP(玻璃纤维复合)、BFRP(玄武岩纤维复合)、CFRP(碳纤维复合)等材料，由于复合材料强度高、导热系数低、弹性和韧性好，目前被认为是制造保温拉结件的理想材料。《预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程》认可的连结件是FRP和不锈钢连结件，当有可靠依据时也可以采用其他类型连结件(见图6，图7)。

2 三明治外墙板与传统材料墙体的性能对比

三明治墙板的混凝土等级一般不低于C30，与建筑物主体结构现浇连接部分的混凝土强度等级不低于预制部分设计混凝土强度等级。钢筋的选用及性能指标和要求应符合现行国家标准GB 50010混凝土结构设计规范的规定。夹心保温层材料可采用有机类保温板和无机类保温板，有机类保温板燃烧性能不低于B1级，无机类保温板燃烧性能不应低于A级。三明治墙板是集墙体制造、铝合金窗口安装、墙体节能保温、管线预埋、外围防护和外墙装饰等多道工艺于一体的复合型综合性技术墙体，与传统墙体比较，具有得天独厚的性能优势。

2.1 三明治外墙板与传统砌筑墙体的性能对比

传统砌筑墙体全部采用人工湿作业砌筑而成，主要起外墙围护、隔音和防火等作用，由于人工操作水平的差异和质量不稳定等因素的影响，容易出现错缝、透光、漏风、渗水等质量缺陷，为满足保温要求，需要在砌筑墙体的内侧或外侧另外施作保温层。尤其是墙体外侧，由于是高空作业，往往施工质量控制难度较大，很难做到质量可靠均衡。

相比之下，三明治外墙板具有以下性能优势：1)墙身为工厂预制混凝土构件内部配置钢筋桁架，强度等级不低于C30，成型规整，质量稳定，精准度高，平整度好，墙身无砌筑墙体通缝等缺陷，尺寸精度可控制在±2 mm以内；2)内叶墙、保温层及外叶墙通过可靠的连结件一次成型，无需另做外墙保温，保温层采用50 mm耐火等级B1级的挤塑板，外饰面层采用60 mm厚钢筋混凝土包裹，墙板整体防火性能可达到A级防火性能效果好，墙身保温层和结构同寿命安全可靠，兼具保温和防火功能于一身；3)墙身平整度好，基本无需采用抹灰找平来封闭砌筑缝隙以及顶砖塞砌，预埋线盒、线管均在工厂预制于墙体中，无需现场开槽和修补，无工艺时间等待要求，施工周期大幅缩短，三明治外墙板采用焊接钢丝网片整体成型工艺质量高度可控，抗弯抗裂性能优异且无外墙开裂和脱落风险；4)预制夹心外墙板现场只需拼装、连接即可，吊装过程中设置有效的临时防护工装可实现无外架施工，高效省时省力又节材；5)预留铝合金窗洞在工厂定型制作完成，成型精度高质量好，省去现场砌筑留设洞口工艺，且无需二次修补洞口，铝合金门窗工程可以严格按图纸提前下单排产，适当考虑穿插施工可以大幅缩短铝合金门窗工程施工周期，且安装完成后的防水性能优越，大幅降低客户的门窗漏水维权风险。

2.2 三明治外墙板与传统保温材料的性能对比

传统的墙体保温是额外在已完成的墙体内侧或外侧施作保温层以达到墙体节能保温性能要求的。常用的外墙保温材料按材质分为有机、无机和复合材料三类，按材料形态分为浆体和板材两类，常见的有膨胀珍珠岩、玻化微珠、聚苯颗粒等。浆体保温材料多数为松散性材料、价格较贵，存在受潮后保温性能下降等缺陷，而且易燃或者可燃，火灾隐患较大。目前在长沙已被淘汰，详见CSCR—2014—06012长沙市住房和城乡建设委员会关于民用建筑保温工程禁止使用建筑保温浆体材料的通知。常用的板材保温材料为聚苯板、EPS(模塑聚苯板)、XPS(挤塑聚苯板)、岩棉板等，其具有保温隔热性能好、整体性好、不易吸水、价格便宜等优点，但同时具有可燃、易老化等缺点，直接应用于墙体外皮容易老化，不能与建筑同寿命，由于安装方式的问题使用期间容易发生外墙面脱落，现有的有机保温材料的设计寿命通常为20年～25年，而建筑的设计寿命通常可达50年～100年，建筑寿命期限内需要多次翻修，工程量大，翻修成本高。

与传统保温材料相比，三明治外墙板具有以下特点：

1)三明治外墙板保温层能在结构接缝密封混凝土的保护下同时承受高低温度变化、阳光照射、冻融、酸碱雨水腐蚀、外力摩擦穿刺等各类条件交互作用下，仍能保持保温层与结构同寿命。2)保温层与结构层在工厂预制完成，在平台模制作过程中，质量可控性远远高于高空竖向采用人工施作，且保温层夹在内外叶混凝土墙板之间不会发生受热不均而起壳开裂，永不脱落。3)以60 mm+50 mm+50 mm三明治外墙板的耐火极限检测结果显示，三明治外墙板的耐火极限超3 h，且当火灾发生时，夹心保温层处于厌氧燃烧状态，每层墙板有防火隔离带，燃烧不蔓延。4)采用热工性能、力学性能、耐久性能优异的非金属复合纤维筋连结内外叶钢筋混凝土墙板，中间采用保温性能优异的闭孔保温材料。墙体整体热工性能指标优异，是全断桥夹心保温墙体，不会产生热桥问题。5)室外气候变化引起墙体较大温差时，主要发生在墙体夹心保温层内，由于混凝土的热惰性，内层混凝土成为一个蓄能体，中间的保温层成为一个热的绝缘层，延缓热量通过墙板在内外层之间的传递，从而使得室内温度变化较为缓慢，热应力减小，墙体温度应力产生的裂缝减少，避免雨、雪、冻融、干湿循环造成的主体结构破坏，故不易产生结露现象。6)根据稳态传湿理论进行冷凝分析，采用闭孔的不透气保温材料作为三明治外墙体保温层，由于内侧的实体热容量大，当室内受到不稳定的热作用，内叶墙体和中间的保温层能够吸收或释放部分能量，非常有利于室温保持稳定，因此三明治外墙板内部不会发生冷凝现象。

根据对160 mm(60 mm+50 mm+50 mm)，200 mm(60 mm+60 mm+80 mm)，320 mm(60 mm+80 mm+180 mm)三种不同厚度的三明治外墙板进行实体墙体保温性能检测，经检测，墙体传导热系数分别为K=0.534 W/(m2·K)，K=0.486 W/(m2·K)，K=0.368 W/(m2·K)。

2.3 三明治外墙板其他性能特点

1)墙体外饰面采用带色彩外墙漆或瓷砖反打工艺的，由于外饰面已经在工厂一次成型，无需采用外脚手架进行外饰面处理，工厂内平台模制作质量高度可靠，外饰面成型质量远胜于现场采用外架人工操作水平，施工周期大幅缩短，且无高空施工作业风险，施工安全文明形象大幅提高；外墙有造型要求的项目还可安装GRC线条或直接将外饰面做成凹凸、条纹或各种花纹样式，使外饰面造型更加丰富多样。

2)对于预制夹心外墙板有政策支持的地区，由于外墙板不计入容积率，预制夹心外墙板最薄可以做到160 mm，而传统砌筑外墙含抹灰层最薄为240 mm，相比之下沿着外墙长度范围内可以增加小业主的户内净使用面积80 mm/m，而无剪力墙位置的外墙，最大可以向外平移200 mm,小业主实际获得的户内净使用面积增加160 mm/m，实际得房率大幅度提高，非常有助于开发商的对外销售，且不需额外缴纳建设报建费用及土地成本，效益相当可观。

3 结语

预制夹心保温外墙板的产品质量性能具有明显优越性，综合造价与传统砌筑保温墙体相差不大，且综合人工消耗约为传统砌筑保温墙体的1/3，可以大幅度缩短围护墙体的施工周期，而且绿色环保节能节材，建筑综合成本大为降低，社会经济效益明显。

Cost performance analysis of precast concrete sandwich facade panels

Zheng Donghua Rk Pradhan

(ChangshaYuandaZhugongOverseasConstructionLimitedCompany,Changsha410000,China)

This paper introduced the production process of precast concrete sandwich insulation outer wallboard, from the performance and cost two aspects, compared the precast concrete sandwich insulation outer wallboard and traditional masonry walls, so as to reflect the precast concrete sandwich insulation outer wallboard had good social and economic benefits.

precast concrete, sandwich insulation wallboard, masonry wall, cost performance

1009-6825(2016)13-0199-02

2016-02-26

郑东华(1980- )，男，硕士，工程师； Rk Pradhan(1984- )，男，尼瓦尔族，尼泊尔，硕士，助理工程师

TU201.5

A