建筑装饰工程装配式气动手持施工机具的特点和应用

江旖旎 上海市建筑装饰工程集团有限公司工程师

1 引言

随着中国经济的高速发展，近年来建筑业市场依托着快速的城市建设步伐而繁荣起来，与此同时也带来了更多的资源消耗与劳动力投入。然而市场劳动力的技能水平却良莠不齐，靠手艺出身的技术型工人更是匮乏。为解决这一矛盾并加快建筑装饰工程装配化施工的步伐，从施工技术方案入手，结合先进的装配化施工工具，制定严密的质量控制系统，使施工作业形成统一化、标准化操作，施工质量不再完全依赖工人个人技术素养。

本文对建筑装饰工程各类分项与建筑结构装配结合的紧固类工具及专用耗材系统进行分析，优先提供适合超高层特殊环境和普遍环境装饰空间施工手动工具示范，达到装配高效率、低耗能、安全环保的目标。

2 传统型建筑装饰工程手持式施工机具的缺陷

传统装饰装修手持机具的缺陷主要体现在用电安全缺陷与施工环境使用缺陷。

2.1 用电安全缺陷

目前，市场上普遍选用的装饰装修手持式机具为电动型机具，即需要有线安装并配备高压压缩机、电箱等装置，其主要类型为：手枪钻、钉枪、冲击钻等，使用的耗材主要包含外膨胀螺丝、穿芯铆钉、木塞等。

一方面，高压压缩机体积较大需要在施工现场安排专用场地安置，浪费施工空间。另一方面，由于机具连接电线长度有限，施工过程中必然会不断移动压缩机及电箱，不利于工序间的施工。再者，受传统手持机具的限制，施工步序较为繁琐，易造成现场电焊工序混乱及电动工具电源、电箱交叉乱拉的无序施工环境，极易造成用电安全隐患。

2.2 施工环境使用缺陷

噪音大，粉尘多。使用传统装饰装修手持式机具在使用时噪音较大，且工序中含有大量的钻孔工作，现场粉尘也会较多，不利于操作工人的劳动环境，最终将造成劳动率降低，工期延长的后果。

功能单一。由于手持机具使用功能的限制，施工过程中需要多次更换不同的机具操作，施工过程繁琐。

建筑垃圾多。工序增加后相应的建筑垃圾也会增多，不利于现场绿色环保的要求。

3 装配式气动手持施工机具的特点

装配式气动手持施工机具是一种在“施工快、品质高”这两大矛盾点上取得一个相对平衡的技术手段，在一定程度上弥补了操作工人技术素养的不足，特别是对于精度要求较高的装饰工程来讲，通过新施工机具的使用能够达到其精度制作要求并大幅度提升装配化程度。

装配式气动手持施工机具大致可分为无绳充电系列与空气动力系列。空气动力系统机具，采用压力更小的空气压缩机连接系统，占地面积极小，方便灵活移动。无绳充电式手持机具取消接线插电，减少现场接线的麻烦，同时也避免了触电事故的发生。实际施工中，可以根据不同的现场条件进行选择。

从施工工艺看，与传统机具相比，免去了钻孔、安装膨胀螺钉、紧固的步骤。新型装配化手持施工机具采用专用钢钉及耗材，适应性更强，一台机器可以使用在不同的紧固连接点，墙体基层与饰面连接实现一键固定。后座增加了高能量瓦斯动力快速卡钉排除系统，具有施工速度快、打针深度可调节等显著优点。(图1、图2)

图1 使用传统施工机具固定龙骨施工步序

图2 新型装配式手持施工机具施工

4 装配化新型手持机具与传统型机具的对比分析

4.1 使用安全性

操作保险功能。在操作时，工人只有将工具用力顶住紧固面，自动锁定装置才能打开，处于待发状态，触摸启动开关方可运作。任何时候，触摸启动开关，工具不激发。另一方面，普通的空气压缩机(5bar～8bar)即可正常使用。输出动力瞬间要达到500Kg，传统的机具需要采用高压压缩机（16bar～25bar）或者火药弹作为输入动力，但这都需要经有关部门严格审核并颁发特种许可证，也给施工留下安全隐患。

4.2 统计比对

通过以10 万平方米建筑工程为例，通过统计数据比对新机具使用后的速度、耗材、环境污染及安全性。

4.3 经济性对比

在满足相同拉拔力的条件下，装配化新型手持施工机具专用钢钉与其它紧固件比较。

对比项目速度耗材污染安全性传统工艺较慢10t 钢材9t 粉尘，大量噪声用点力，有安全隐患新型工具比传统工艺快约40%1～2t 钢材少量用空气压缩机为动力，安全无危险

a.材料成本比较

品名使用数单价（元）总计（元）专用钢钉外膨胀螺丝抽芯铆钉1000 1000 1000 0.35 1.00 0.40 350 1000 400

b.人力成本比较

用途 : 加固铝型、塑板构件与混凝土墙体(按目前人工平均日工资150 元计算)

品名对照个数完成时间（小时）人力成本（元）成本对照（倍）抽芯铆钉专用钢钉1000 1000 8.3 1.4 156 26 6 1

用途 : 加固3x3 角铁与混凝土墙体(按目前人工平均日工资150 元计算)

品名普通膨胀螺丝专用钢钉对照个数1000 1000完成时间（小时）16 1.4人力成本（元）300 26成本对照（倍）11 1

c.工具成本比较

工具锤钻工具气动击钉锤使用寿命10 万20 万损耗材料钻头0.02 元/孔无价格600 元6000 元每孔费用0.026 元0.030 元

4.4 施工质量对比

在满足相同拉拔力的条件下，装配化新型手持施工机具专用钢钉与相同型号的钢钉比较

a.与其它紧固件比较

品名普通膨胀螺丝抽芯铆钉专用钢钉原材料型号AISI 1022铝合金AISI 1060拉伸强度100 kg/mm2 50 kg/mm2 180 kg/mm2抗弯强度90 kg/mm2 40 kg/mm2 180 kg/mm2

b.与普通钢钉比较

品名专用钢钉普通钢钉直径Φ2.72 mm Φ2.72 mm应力钉帽与钉成3 0 0 ～4 5 0角 度， 应力降低，钉子损耗率低钉帽与钉身 成900角 度， 应力增加，钉子损耗率大硬度洛氏硬度达到52 以上洛氏硬度低于20钉身形态钉身表面螺纹形状，增加抗拔强度钉身表面光 滑， 抗拔强度差钉尖形态钉尖似子弹头形状，阻力小,有利于穿透坚硬构件钉尖锥形状 态， 阻力大,不利于穿透坚硬构件表面处理采用机械镀锌(MG)工艺，防銹功能较佳采用一般镀锌工艺，防锈功能较差

4.5 社会效应对比

a.在满足相同拉拔力的条件下，装配化新型手持施工机具使用在加固3x3 角铁与混凝土墙体连接对比。

品名专用钢钉普通膨胀螺栓有效时间（小时）/日6.5 6.5完成工作量（件）/日4680 390效率对照（倍）12 1

b.在满足相同拉拔力的条件下，装配化新型手持施工机具使用在加固铝型、塑板构件与混凝土墙体连接对比。

品名专用钢钉抽芯铆钉有效时间（小时）/日6.5 6.5完成工作量（件）/日4680 780效率对照6 1

结论：与施工传统施工机具相比，使用气动型装配式手持施工工具工作效率极大提高，人力成本明显降低，这也缓和目前日趋紧张的用工荒矛盾。

5 装配化新型手持机具在建筑装饰装修工程中的应用

笔者所在的上海建工装饰集团完成了众多上海标志性建筑装饰装修工程，装配式气动型手持机具的应用大力提高了装饰装修施工的装配率。例如：在上海迪士尼梦幻城堡装修工程中，应用该类机具并结合现有施工方案，开发了一套全新的主题硅酸盐水泥抹灰紧固工艺方案，新方案优化了传统石膏板异型吊顶施工工艺，通过施工机具与连接系统的改进，最终形成了预制装配式轻钢龙骨石膏板吊顶系统。除此之外，在月星环球港、香港新世界、上海中心等上海知名建筑中也广泛应用了该新型机具，效果良好。

下文中笔者将例举一些气动手持机具在建筑装饰装修施工连接工艺的应用技术。

5.1 装配式手持气动型机具在装饰基层钢架连接中的应用

图3 主立柱角铁与连接件与埋板连接紧固

主立柱槽钢与连接件与埋板连接紧固，采用专用紧固件配合新型机具进行连接，一步到位，无需使用焊接动火。除此之外，主立柱方管与连接件与埋板连接紧固、主立柱角铁与连接件与埋板连接紧固、主立柱角铁、方管、槽钢与连接件与横向角铁与墙体连接紧固、组装式工艺石材干挂多种配件整体连接等都可采用此类机具进行一键连接。（图3）

5.2 其他常用连接方式的应用

见表1。

表1 建筑装饰工程常用装配式连接方式例举

6 结语

装饰行业正向着市场化、国际化、标准化的方向迈进。新一代装配式气动型手持机具是技术创新推进工作的一个载体。在未来几年，新一代气动手持工具将很快被市场接纳。并逐步取代现有传统工具。建筑装饰工程装配式施工机具与传统施工机具相较具有诸多不同，对施工安全、环境与安装工艺有较大的改良。本文通过笔者参与主持的多项装配化工程经验的特点进行总结，对市场现状与装配式气动手持机具应用效果进行对比、剖析，将工程中的关键应用技术进行推广，以期给同行业的学者们些许启发与建议。