新型装配式内装体系关键性技术设计研究与应用

崔龙丹，张静，任成传，赵志刚，崔岩

（北京市燕通建筑构件有限公司，北京 102202）

1 引言

随着国家对建筑工业化的大力支持，工业化内装也逐渐成为一条相对独立的产业链。

从全球装配式内装发展来看，欧美、日本、新加坡等发达国家和地区已经进入了相对成熟阶段，而在一些经济发展较为落后的地区，装配式内装产业发展还尚未起步。发达国家的实践证明，工业化的生产手段是实现装配式内装低能耗、低污染，达到节约资源、提高品质和效率的根本途径。

目前，国内对精装修住宅建设的需求量大幅度增加，大力推广高效、环保、绿色、节能的可持续发展，装配式内装必将提升到新的高度。我国内装工业化仍处于初级阶段，内装部品也仅作为住宅部品的一部分，尚未结合自身特点做系统化的研究，存在内装部品标准化与多样化的冲突、质量与成本不协调、产业链组合零散等问题。

2 现存问题

现阶段工业化内装已获得初步发展，但设计、施工、安装等方面依然存在着系列问题，且没有相对成熟的相关标准规范。现有产品无法匹配用户的居住需求，急需进行针对性优化升级，并在此基础上实现产能充足。具体系统体系也存在着系列问题。

2.1 地面系统现存问题

地面系统多采用架空地板，随着工业化住宅的发展，架空地板使用地脚螺栓支撑板块，可以配合更多的设备、管线的安装，但依然存在以下缺陷：（1）承重能力及稳定性比传统地面差。较传统地面来说易变形、破坏，在设计时应对支撑及板块的承载能力和变形量进行严格把控。（2）平整度不易调节把控。地脚螺栓是基于结构平面的平整度进行调节，因此，对支撑调节性能要求更高。（3）在现有的架空地板上面行走会有很大的空洞感，舒适度严重不足。（4）设备管线从暖气管下通过，依然存在检修麻烦的问题[1]。

2.2 隔墙系统现存问题

近年来，轻钢龙骨隔墙板和ALC 隔墙板在我国装配式建筑中大量使用，但是，存在以下问题：（1）该类板材多为石膏板、木面板，遇水易受潮产生霉变；（2）现场安装过程中，需要切割板材，会产生噪声及大量的粉尘污染；（3）在墙板与墙板、墙板和楼板、墙板与结构梁柱接缝处会出现开裂现象；（4）轻钢龙骨气密性存在缺陷，隔声性能较差；（5）安装吊挂件要符合一定规定要求，不能随意安装[2]。

2.3 其他问题

（1）饰面材料选择受限；（2）产品无法做到个性化；（3）产品通用不足，受制于工厂；（4）供应厂家少。

3 研究内容及方法

3.1 研究内容

3.1.1 干式干法装配技术研究

1）干式安装工法

通过研究传统内装的方式中采用的石膏腻子找平、砂浆找平、砂浆黏结等湿作业，将其改为采用锚栓、支托、结构粘胶等设计方式，满足相关性能的实现支撑与连接构造。

2）工厂干式连接件生产、材料处理工业化研究

通过对连接部品的生产方式、材料加工处理方式、后期的修改方式进行分析，对制作工序和方法进行研究，设计出满足加工生产和安装的工法和工艺。

3）干式安装与结构体系的连接研究

通过对连接部件的标准化设计、工业化生产和装配化施工与结构体系的连接规则进行系统化研究，提出内装连接在结构体系中的应用与优化方案，制订高效率的施工方案[3]。

4）部品的拆卸与更换的研究

通过对内装部品连接方式的研究，满足部品单件的更换需求，避免材料资源的浪费。

3.1.2 管线与结构的分离研究

设备、管线不在房屋结构中预埋，改为填充在装配式空间的面层与支撑结构之间的空隙中。

3.1.3 部品的集成定制研究

对多个分散的部件、材料进行特定的制造，集成一个有机体，既能满足其性能又能实现装配式工法，易于交付和装配。装配式内装虽为工业化生产，但仍需要个性化定制，而部品的集成定制能避免需求的个性化进行二次加工[4，5]。

3.2 研究方法

3.2.1 虚拟模型法

通过建立BIM 模型，对样板间模型进行深化设计，校验连接工艺的安全性、适用性；装饰部件的合理性；施工工艺的便捷性等。建立虚拟生产和加工体系，指导实际生产和加工；建立虚拟现场安装体系，指导实际现场安装。分析每个模型和虚拟的数据，系统性寻找解决方案。

3.2.2 功能分析法

对样板间的不同功能区进行具体的功能需求分析，使设计与功能相结合，寻找既满足功能个性又不脱离其共性的连接方式及应用。

3.2.3 样品分析法

落实样品的加工，测试样品的安装效率、使用效果；工厂加工的效率，以及生产成本，采集数据，完成样板间实验，指导后期的批量生产。不断优化设计，多次试验，反复总结，寻找最优方案[6]。

3.2.4 数据分析法

收集设计、实验、生产、加工、运输、安装等视频、文字等数据，总结分析优化方案。

4 内装体系设计方案

针对现存系列问题，本文对新型内装体系关键性技术进行设计研究，通过REVIT 软件建模，把地板系统、隔墙系统、管线系统组合在一起，形成完整的内装体系。隔墙系统包括：RFC 隔墙板、隔墙板调节件、独立模块（门窗模块、配电箱模块、集分水器模块）；地板系统包括：地砖、地砖调平支座、地砖附属桥架。如图1 所示。

图1 新型装配式内装三维图

该体系包括多块在地面上均匀排布的地砖以及四面墙体，地砖与墙体交接的4 个位置设置有4 个相互连通的地砖附属桥架，地砖的上表面开设有多条相互连通的沟槽，地砖的下方设置有保温层，在外界环境气温较低时，能够为人们的生活环境带来更多的舒适感。装配式内装具有多、快、好、省的特点。从项目运作流程来看，装配式内装方案阶段和施工阶段前置，与建筑方案同步设计施工；施工阶段前置，与主体结构交叉施工，大大提高了劳动生产效率。装配式内装是工业化生产，工业化生产的主要特点是标准化、自动化、规模化，工业化的生产方式“工艺”取代了“手艺”，缓解了愈演愈烈的民工荒[7]。

4.1 隔墙系统设计方案

墙板采用改良的轻质泡沫混凝土隔墙板，所用的材料为：水泥、粉煤灰、石粉、纤维、外加剂，构造：该条板由轻质发泡混凝土浇筑而成，设有横向、竖向通道，板两侧布置钢丝网片，三企口便于板连接，根据需要确定厚度，现给出两种板宽模数（600 mm、200 mm）和条板调节件。具有抗震、防火、隔声、保温、轻质高强的优点。轻质隔墙系统在设计上为灵活分隔空间提供了便利，轻质隔墙系统包括：轻质隔墙板、门窗模块、配电箱模块、集分水器模块。在现有的隔墙板的工艺中，当布置墙的长度大于6 m 小于12 m 时，需要设置现浇构造柱，为解决这样的问题，使用隔墙板调节件，调节件放置于需要设置构造柱的位置即可，轻质隔墙条板构造、模块图如图2、图3 所示。

图2 轻质条板剖视图

图3 轻质条板模块图

本设计参考的依据为：GB/T 23451—2009《建筑用轻质条板》、JG/T 350—2011《混凝土轻质条板》、DB11/T 491—2016《建筑轻质隔墙施工技术规程》。

现有一字形隔墙连接方式如图4 所示，子母扣内灌注专用砂浆，两块板之间缝采用抗裂砂浆加耐碱纤维网格布的方式处理。在新型内装体系中轻质隔墙条板的连接方式采用全干式连接如图5 所示，两板之间放置隔音密封条，后挤入结构密封胶连接，从而提高工业化程度。

图4 规范连接方式

图5 一字条板连接新方式

4.2 地板系统设计方案

地板所涉及的部品部件包括地砖、地砖调平支座、地砖附属桥架。（1）本地板系统采用新型地砖，主体结构材料为具有相变蓄能功能的轻质混凝土，在最下层5 mm 处设保温吸音材料，如图6、图7 所示，该地砖集保温蓄能、减振、吸音、稳定性于一体；（2）该地板构造：地板上部预留槽道便于铺设地暖盘管，下部部分挖圆柱形凹槽减重，在地砖边设有企口，企口形式与后面提到的调平件一致，使地砖稳定性更佳；（3）调平是地砖安装需要解决的一个非常关键的问题。地砖调平支座作为研发出的新型调平件，很好地解决了这一难题；（4）为了解决地砖与结构层之间留有的空隙问题，安装过程中，在地砖的圆柱凹槽内放置防火胶泥或使用充装细沙的加厚气球。

图6 地砖三维图

图7 地砖剖视图

在地砖四周安装地砖附属桥架，用来走线管，在布线过程中，线管从配电箱模块出线通过该桥架分布到每个房间，桥架具有伸缩性，通过调节杆件控制桥架宽度解决地砖模数问题，地砖附属桥架一侧与调平支座相连，另一侧直接连接在隔墙板上，在空隙处填充防火胶泥。线管布置完成，直接在墙上开孔通过横向竖向通道布置墙内线路。管路起始端为配电箱，从墙板竖向通道落至地砖附属桥架中，全程只需在板上适当开孔，使管穿过即可。整个系统全可拆卸，检修方便、快捷[8]。

地板系统优势：

1）快装地面，不易变形，地砖企口和调平支座拼装便捷，有着高强的承载力，下有隔音材质，增强其隔音效果；

2）调平支座进行调平，平整度易于调节把控；

3）非架空地面，整体舒适度大大提高；

4）集成采暖系统，灵活布置暖管，下有保温层，向上热导率高，便于安装、拆卸、检修，避免二次工程。

5）节能。

装配式内装采用无湿作业，无打磨粉尘，无现场废料，因此，杜绝了传统装修行业普遍存在的空气污染、水污染、噪声污染及建筑垃圾污染和浪费问题。

5 工程实例体现空间适应性设计

5.1 样板间设计

2021 年5 月23 日于北京市燕通建筑构件有限公司区内搭设样板间，为体现空间的可变性和灵活性，方便用户日后改造，采用新型内装体系，将一个户型拆分成四大模块，包括客厅、卧室、厨房、卫生间，如图8 所示，提取卧室部分先进行设计施工，其部件安装布置图如图9 所示。卧室装修效果图如图10 所示。

图8 样板间布置图

图9 卧室模块部件布置图

图10 卧室装修图

5.2 部品与装配技术应用

本技术通过多方面调研，吸取现有技术的经验，探索全PC 内装体系的研究，突出体现了住宅产业化的发展方向，推动创新改造，传播全新的干式内装改造，该项目在实施过程中取得了多项成果，并在多项技术上取得了重大的技术进步；（1）创新内装部品部件构架；（2）设计标准化，技术集成化，产品模块化，生产工厂化，施工装配化；（3）涉及设计、生产、施工、维护各个方面。

应用新技术，自行模拟室内施工方案，安装顺序为：清理基层，弹线→安装U 形槽→安装屋面板→安装隔墙板→地板弹线→放置地砖调节支座→安装地砖→安装地砖附属桥架→安装电线管线→安装地暖盘管→粘贴瓷砖→粘贴面砖→吊顶。

在实际应用中，设计阶段涉及部品部件排布、线管排布、暖管排布等，整个设计图将深化为住户说明说，更加方便户主日后检修或更换部品部件。

6 结论

1）该新型装配式内装体系中，隔墙板和地砖所用材料均为混凝土，避免了出现踩踏或敲击空鼓的问题，提升了房屋的耐久性及整体的舒适度。

2）该新型装配式内装体系与结构、机电、外围护等各个系统统筹策划、设计，产品面向全产业链，不受厂家约束。该系统中，可调节地砖附属桥架能够方便解决地砖的模数问题，并使水电管线有效分离，便于安装、检修。

3）该新型装配式内装体系，色彩风格、背景装饰材料、材质、智能化系统以及所需预留附加等要求可选择性多样化。

4）该新型装配式内装体系，丰富的选材类型，产能充足；产品构造标准化，易于安装；劳务组织、项目管理、生产制造、装修成本均可控。

5）北京市燕通建筑构件有限公司区内搭设样板间采用该新型装配式内装体系，体现出：整个内装体系的模块化设计、标准化制作、批量化生产及整体化安装，对于整个装配式内装体系的产业化发展研究具有重要意义，逐步实现装配式内装全生命周期管理目标。