裝配式建筑外墻設(shè)計控制要點淺析

韓曉飛

上海天華建筑設(shè)計有限公司合肥分公司 安徽 合肥 230091

裝配式建筑是一個系統(tǒng)工程，是將預(yù)制構(gòu)件和部品部件通過模數(shù)協(xié)調(diào)、模塊組合、接口連接、節(jié)點構(gòu)造等系統(tǒng)集成方法，用技術(shù)、管理和市場一體化集成的“產(chǎn)品”。考慮裝配式構(gòu)件模具制作、生產(chǎn)工藝等特點，充分體現(xiàn)裝配式立面造型。“少規(guī)格、多組合”，發(fā)揮建筑工業(yè)化生產(chǎn)和建造方式的規(guī)模化效益。面飾材料與預(yù)制構(gòu)件一次成型，實現(xiàn)建筑裝飾、保溫與外墻的集成化。充分應(yīng)用外墻材質(zhì)、色彩、模塊組合等手法，形成韻律靈動的立面風格。

1 外墻保溫形式的選擇

外墻保溫分為：預(yù)制外墻+內(nèi)保溫、預(yù)制外墻+外保溫、預(yù)制夾心保溫外墻。

預(yù)制外墻+內(nèi)保溫施工方便、后期容易更換，材料的防火要求不高。在南方地區(qū)夏季炎熱、冬季溫暖，節(jié)能要點以解決室內(nèi)隔熱、遮陽及通風為主，對保溫要求不高的地區(qū)適合使用。這種形式也存在對后期裝修使用可能有影響，影響室內(nèi)使用面積。

預(yù)制外墻+外保溫不影響室內(nèi)使用，但是施工時需外部腳手架，常規(guī)外墻保溫材料多數(shù)有可燃性、易老化、火災(zāi)危險性較大且壽命有限等缺點。外墻保溫技術(shù)已經(jīng)得到不斷發(fā)展，在大多數(shù)建筑中外墻外保溫已經(jīng)普及，聚苯板薄抹灰是目前國內(nèi)主流的保溫形式。

預(yù)制夾心保溫外墻是把保溫材料夾在兩層不燃材料之間，形成夾心保溫墻板（俗稱三明治墻板）。夾心保溫墻板的發(fā)展過程中，設(shè)計理論在不斷地進化，根據(jù)不同的構(gòu)造形式及受力特性，可將三明治墻板劃分為組合式、非組合式、部分組合式三大類。組合式三明治外墻：兩層混凝土均為結(jié)構(gòu)墻，具有節(jié)省混凝土的優(yōu)點，但受力計算和設(shè)計方法非常復(fù)雜，溫度應(yīng)力差可能導(dǎo)致外側(cè)混凝土開裂；非組合式三明治外墻：一層為受力層、另一層為保護層，外葉墻可釋放溫度應(yīng)力不會開裂，從而使保溫與結(jié)構(gòu)同壽命，設(shè)計方法簡單易于推廣；部分組合式三明治外墻：受力特性介于組合式與非組合式之間，分析計算更加復(fù)雜。

2 外墻防水接縫設(shè)計

外墻防水包含彈性密封材料接縫防水和排水接縫（開縫式防水）。

彈性密封材料接縫防水：墻板面密封接縫，允許自由設(shè)計墻板形狀，通常是在墻板安裝完成后，再進行打膠作業(yè)。將密封膠退后設(shè)置于接縫內(nèi)凹口，這樣可以使密封膠在風雨和紫外線作用下獲得更好的保護。防水接縫的有效性取決于與混凝土黏結(jié)的連續(xù)性和密封材料的彈性，這就意味著接縫邊緣應(yīng)該是規(guī)則的和平坦的，不能采用緩凝劑或類似外加劑進行表面處理。由于這類接縫的密封材料長期暴露在室外，其性能隨著時間的推移會發(fā)生變化，未來的一些維護和修補工作是需要的。

排水接縫（開縫式防水）：排水接縫通過兩種方式來應(yīng)對空氣和水的滲透：第一道防水屏障阻止了水的大量滲入，只有少量水能進入防水屏障與內(nèi)側(cè)的氣密密封條之間的區(qū)域，第一屏障也阻止了強風將水吹入氣密條內(nèi)；作為第二道屏障的氣密條在接縫功能中起到至關(guān)重要的作用，氣密條失效將導(dǎo)致外墻滲水。豎向接縫內(nèi)的第一道屏障包括減壓腔和引導(dǎo)雨水向下流的擋雨板，水平接縫設(shè)計為內(nèi)外高低企口，企口高度為50～70mm以防止風壓引起雨水滲入。開縫式防水接縫安裝不易，豎向接縫和水平接縫交叉處需要特別注意，開縫式防水接縫耐久性優(yōu)于密封膠防水接縫。

3 外墻接縫立面布置

（1）接縫的立面位置設(shè)計。如果墻板邊緣有凸出線條，接縫應(yīng)選擇在這個位置，因為邊緣的凸線條改善了墻板單元的結(jié)構(gòu)性能，且設(shè)置在線條之間的接縫不會太顯眼。豎向接縫應(yīng)該位于建筑立面的網(wǎng)格上，水平接縫應(yīng)靠近并高于樓面，若有必要，設(shè)計師應(yīng)允許預(yù)制工程師通過設(shè)置假縫來優(yōu)化墻板尺寸。外墻上接縫（真縫或假縫）的定位和細化，是建筑外圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要工作，接縫應(yīng)寬且凹進，以避免直接平接的不良立面效果。凹進的接縫提供了一個立面死空間來阻擋雨水，減小了密封膠表面的空氣壓力，同時豎向接縫形成立面排水通道，有助于保持建筑立面的清潔，避免立面上形成難看的徑流模式。

（2）接縫的寬度和深度。接縫寬度不僅要適應(yīng)墻板尺寸和安裝公差的變化，還要提供良好的視覺線條和足夠?qū)挾龋员ＷC有效的密封作用并適應(yīng)預(yù)期的溫度收縮。接縫公差需要仔細評估和控制，以確保接縫密封系統(tǒng)符合設(shè)計要求。接縫寬度的確定取決于項目所在地的計算溫度、密封膠的變形能力、打膠時初始溫度、墻板尺寸、墻板制作偏差和安裝方法。密封膠的深度取決于密封膠寬度，最佳的寬度/深度比值最好由專業(yè)廠家提供。一般原則是：①19～25mm寬度的接縫，密封深度應(yīng)取寬度的1/2；②25～50mm寬度的接縫，密封膠深度宜限制在15mm以內(nèi)，最佳值為12mm左右；③接縫寬度超過50mm時，深度取值應(yīng)咨詢專業(yè)廠家后確定。

（3）接縫的建筑立面處理。接縫應(yīng)作為表現(xiàn)建筑外圍護墻視覺特征的主要元素，假縫也可以增加視覺效果。建筑外墻的接縫設(shè)計應(yīng)允許有倒角和外露，因為這種類型的接縫可以適應(yīng)墻板厚度方向的偏差，并且在接縫內(nèi)形成的陰影將減少接縫寬度差異的負面影響；避免使用無弧度和切角的對接接縫，因為外墻表面在接縫處的錯臺偏差，可能在面板上形成多余的陰影線，破壞外墻面板的美觀。建筑飾面要求也會影響接縫細部設(shè)計，密封膠必須設(shè)置在相對光滑的表面，因為要使密封膠與粗糙面緊密黏結(jié)是困難的。

4 結(jié)束語

建筑工業(yè)化需要標準化、模塊化，生產(chǎn)施工方式和建筑形制往往是對應(yīng)的。我們在學習西方現(xiàn)代建筑的過程中，注重的是工業(yè)化生產(chǎn)方式在建筑形制上表現(xiàn)結(jié)果，缺失的是深刻理解生產(chǎn)方式與建筑之間的深層聯(lián)系。本文通過對外墻保溫形式、外墻防水接縫設(shè)計、外墻接縫立面布置的詳細闡述，得出裝配式建筑外墻設(shè)計施工控制要點，希望對裝配式建筑設(shè)計施工有所幫助。