裝配式復(fù)合外墻板技術(shù)性能與經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用分析

張廣平，趙 輝

（吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，吉林 長春 130021）

0 引言

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)住宅建設(shè)量逐年遞增，并在未來也將呈現(xiàn)出較高增長趨勢。建筑業(yè)的快速發(fā)展促使其生產(chǎn)方式亟待變革，此外，我國建筑業(yè)也正處于轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，推進(jìn)裝配式建筑對促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。一方面，建筑外墻裝配化程度作為考核建筑工業(yè)化發(fā)展水平的關(guān)鍵性指標(biāo)；另一方面，裝配式復(fù)合外墻板的推廣與應(yīng)用對于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義，也符合我國當(dāng)前節(jié)能減排及綠色發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。

1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外裝配式復(fù)合外墻板研究現(xiàn)狀

歐美一些發(fā)達(dá)國家的裝配式復(fù)合外墻板發(fā)展相對較早，其中，美國的復(fù)合墻板主要以石膏板為主，種類多、規(guī)格較全、機(jī)械化程度高，年產(chǎn)量可達(dá)20億m2，處于世界領(lǐng)先水平；英國則以無石棉桂韓板為主；芬蘭和德國則以空心輕質(zhì)混凝土板為主；日本主要采用玻璃纖維增強(qiáng)水泥板（GRC板）、石棉水泥板、蒸壓桂韓板等。經(jīng)過多年發(fā)展，在國外主要形成了法國的FCIS墻體系統(tǒng)、意大利的BSAIS建筑外墻體系、日本高層鋼結(jié)構(gòu)住宅PCA墻板體系。

1.2 國內(nèi)裝配式復(fù)合墻板發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)性能

在裝配式復(fù)合外墻板發(fā)展方面，我國對于綠色建材的發(fā)展給予高度重視，大力推廣各種新型材料及輕型、大尺寸墻板，同時對于綠色環(huán)保的外墻保溫材料發(fā)展給予大力支持，以期提高其生產(chǎn)率。

目前，我國常用的復(fù)合板且可作為裝配式外墻板使用的材料主要包括：承重混凝土巖棉復(fù)合外墻板、真空擠壓成型纖維水泥板（簡稱ECP）、混凝土聚苯乙烯復(fù)合外墻板、加氣混凝土外墻板、薄壁混凝土巖棉復(fù)合外墻板、SP預(yù)應(yīng)力空心板、混凝土珍珠巖復(fù)合外墻板、鋼絲網(wǎng)水泥保溫材料夾芯板等。不同建筑材料的復(fù)合墻體具有不同的性能特征，具體如表1所示。

根據(jù)已有研究分析表明，真空擠壓成型纖維水泥板（ECP）墻板和加氣混凝土（ALC）墻板是當(dāng)前我國技術(shù)較為成熟的2種復(fù)合墻板。

ECP板雖然強(qiáng)度高，但制作工藝相對復(fù)雜。在成本價格方面，日本原產(chǎn)板材價格300～400 元／m2，成本較高。限于我國當(dāng)前工藝水平，供應(yīng)量嚴(yán)重不足。在我國，對于一些制作工藝相對簡單的板材生產(chǎn)較多，如輕質(zhì)加氣或芯材使用含聚苯乙烯類多孔材料的多層復(fù)合預(yù)制板。雖然其保溫隔熱性能較好，但由于材料之間存在膨脹系數(shù)的差別，在長期使用過程中會產(chǎn)生變形或裂縫的問題。

綜合各種影響因素，目前在我國ALC板體系技術(shù)相對較為成熟。針對給不同氣候區(qū)給予以下參考建議：①夏熱冬暖、夏熱冬冷地區(qū)采用150～200mm的加氣混凝土外墻板；②寒冷地區(qū)采用250～275mm的加氣混凝土外墻板；③嚴(yán)寒地區(qū)采用300～350mm厚加氣混凝外土板。

表1 不同建筑材料的復(fù)合墻體性能特征

2 裝配式復(fù)合外墻板經(jīng)濟(jì)性分析

新型裝配式復(fù)合墻體具有工藝技術(shù)復(fù)雜、技術(shù)含量高的特點(diǎn)，這也直接導(dǎo)致其制作成本增加，因此只從成本造價方面考慮，裝配式復(fù)合墻體難以從價格方面戰(zhàn)勝傳統(tǒng)墻體。部分材料物理性能參數(shù)如表2所示。

通常使用的經(jīng)濟(jì)性分析方法僅從單位面積下墻體的造價評判墻體是否經(jīng)濟(jì)，對于墻體自身的功能因素及節(jié)能效果往往忽略不計，這樣的做法并不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律。人們在選購墻體材料時更多關(guān)注墻體本身功能，而不是體積和重量。所以本文認(rèn)為對于新型復(fù)合墻體材料應(yīng)該以墻體功能價格定義其真正價值?！凹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)特征量”首先是由重慶大學(xué)教授陳啟高提出的，現(xiàn)將其引入墻體材料的經(jīng)濟(jì)性評價中，其中，技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征量為單位體積墻體售價和墻體材料導(dǎo)熱系數(shù)的乘積。

式中，S為墻體材料的售價，元／m3；λ為墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W／（m·K）；A為墻體材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征量（功能價格），元·W／（m4·K）。其中A的單位［元·W／（m4·K）］可轉(zhuǎn)變?yōu)椋墼╩2·（K·m2／W））］，可理解為墻體材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征量A表示為1m厚的墻板，每單位面積墻體的單位熱阻為m2·（K·m2／W）的售價。公式可轉(zhuǎn)化為：售價（元）＝A·m3／λ。

由公式（1）可看出，A值越小，墻體價格越低，表示墻體經(jīng)濟(jì)性越好。表3列出了部分傳統(tǒng)墻體材料及符合墻體材料的指標(biāo)，并計算比較功能價格。

表2 部分絕熱與保溫材料物理性能參數(shù)

表3 部分墻體材料指標(biāo)比較數(shù)據(jù)

雖然功能價格并不能完全替代墻體材料的實(shí)際價格，但在某種程度上可從表3看出，新型墻體材料的價格并不完全比傳統(tǒng)墻體要高，有些新型墻體材料甚至比傳統(tǒng)墻體材料更有價格優(yōu)勢。因此在選擇墻體材料時不能只關(guān)注其單位體積的實(shí)際售價，應(yīng)更多地考慮其功能及節(jié)能因素。

3 結(jié)語

當(dāng)前我國建筑工業(yè)化水平不斷提高，對于裝配式復(fù)合外墻板的研發(fā)設(shè)計及生產(chǎn)應(yīng)用已取得一定成果，應(yīng)該在此基礎(chǔ)上對裝配式復(fù)合墻板做進(jìn)一步深入研究，逐步完善墻板設(shè)計理論，優(yōu)化墻板節(jié)點(diǎn)形式，這對于降低裝配式復(fù)合墻體經(jīng)濟(jì)成本有至關(guān)重要的意義，也會推動其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。