装配式建筑门窗施工工法浅议

装配式,门窗施工,一体预埋,附框预埋

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03-09

一体预埋和附框预埋

威可楷(中国)投资有限公司 佐々木啓人 陳園

1、引言:

《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出大力发展装配式建筑,该文件一经发布就得到了各地方政府和行业的积极响应,装配式建筑产业进入了一个快速发展阶段。作为建筑外围护结构的一部分,适用于装配式建筑的门窗施工工法也成为了门窗企业的研究课题。本文以门窗实际施工为出发点,对现有两种施工工法进行了分析和对比。 

2、装配式建筑中门窗施工工法的定义

如今,在实际工程中,对于装配式建筑门窗的施工主流工法可分为两种,即一体预埋工法和附框预埋工法。

1)一体预埋工法:一体预埋工法是用拉片或其他预埋件将门窗外框和混凝土在工厂浇筑成预制混凝土板的一种工法(图1)。


图1 一体预埋工法施工节点

2) 附框预埋工法:附框预埋工法是用附框代替门窗外框和混凝土在工厂浇筑成预制混凝土板的一种工法(图2)。

图2  附框预埋工法施工节点

3、一体预埋工法和附框工法的比较
 

两种施工工法,会相应出现不同的制作流程、产品品质、责任区分、以及费用等相关问题,针对以上方面,通过对不同施工工法的对比分析和说明,从而明确适用于装配式建筑的门窗施工工法。

1)制作流程比较

图3 一体预埋及附框预埋制作流程

如图3所示,附框预埋和一体预埋制作的区别是在进行外框设置时,将门窗外框替换为附框。这样,若对外框进行设置将制作成一体预埋外墙。若对附框进行设置,将制作成附框预埋外墙。

2)制作精度比较

(1)一体预埋工法外框设置如图4,在制作时需将门窗外框设置在预制板模具中,其中模具需有下模板和压板,以保证外框进出尺寸的精度。另外,为防止在进行混凝土浇筑过程中,外框发生受力变形,需在内侧追加限位销,此限位销需根据门窗尺寸进行数量的设定,一般需保证间距≤450mm。

图4 一体预埋时外框设置

综上可以看出,在进行一体预埋时,外框设置较复杂,不易调整至所需的精度。另外,若限位销发生损坏或者设置间隔较大,很有可能导致外框出现受力变形。

(2)附件预埋工法附框的设置如图5所示,只需将附框按照进出位置,用螺丝固定在模板上,附框和模板紧密贴合,进行混凝土浇筑时,不易发生变形,而且设置简单。另外,在附框设置时,采用4边角断开的方式进行设置,可避免由于其中一边变形导致整体附框出现扭曲的现象,并提升附框设置精度和效率。

图5   附框预埋时附框设置

3)蒸汽养护时精度比较

(1)从图3中可知,混凝土预制板在制作过程中,需进行蒸汽养护。蒸汽养护时,各温度变化曲线如图6所示。

图6    蒸汽养护时各温度变化曲线

如上图所示,使用50~60℃蒸汽养生,混凝土内部温度高达75℃以上,铝合金窗框温度达65℃以上,并且此时混凝土内部温度不可控,所以,若采用铝合金外框进行预埋,由于铝合金型材硬度较高,高温不易变形,所以基本不受混凝土高温影响,可进行一体预埋。但是,如果进行塑钢产品一体预埋的时候,由于PVC材料的维卡软化温度在75℃左右,所以在进行蒸汽养护时,外框型材很有可能受高温影响发生变形,因此塑钢产品不适用于一体预埋工法。

相对而言,如果进行附框预埋,钢材质不受混凝土内部温度影响,所以不用担心变形问题。综上可知,铝合金产品和附框可采用预埋工法,塑钢产品不适用于一体预埋工法。

4)品质责任区分比较

(1)一体预埋施工工法流程如图7所示,在制作一体预埋预制板时,门窗工厂、混凝土预制构件厂、总包之间存在交叉施工现象。在这种情况下,如果出现门窗外框品质不良,则无法对责任方进行明确界定,导致责任区分混乱。

图7 一体预埋施工流程

(2)附框预埋制作流程如图8所示,制作时,PC工厂、总包、门窗工厂各自有自己的任务节点,品质责任范围明确,不存在责任模糊区间,能更好地对品质进行责任区分。

图8   附框预埋施工流程

5)施工效率比较

一体预埋工法,在预制板制作结束之后,为防止在搬运及吊装过程中外框损坏,会用PVC保护盖将外框保护起来,在吊装结束之后,统一将保护盖取下,如图9所示。附框预埋工法,PC工厂制作完成后无需对附框做任何保护措施,可直接运输到工地进行吊装,吊装结束后直接进行门窗外框内扇的安装,如图10所示。


图9   一体预埋拆除保护盖

 

图10  施工现场直接安装门窗

另外,如果施工过程中发现门窗外框损坏或安装错误,对于一体预埋来说,是无法对外框进行拆卸的,需将整块预制板全部更换。而对于附框预埋来说,则不存在上述问题。因为门窗外框后墙体不直接接触连接,如果外框损坏或安装错误,可直接将外框取下进行更换即可。综上可见,一体预埋工法相对于附框预埋工法增加了成品保护的成本和后期维护更换的成本,而且一体预埋不适合对应门窗改造项目。

6)最终品质确保比较

(1) 由图1可以看出,一体预埋工法型材外框和混凝土直接接触,如果型材和混凝土线膨胀率不同,会导致连接处开裂,形成缝隙,影响最终品质。所以对于此类产品,浇筑之前在外框和混凝土接触部位(4边角)加入缓冲材,并且在门窗和混凝土可视接触部位预留胶缝,来避免由于温度变化导致门窗角部开裂和混凝土开裂等隐患。

(2) 预埋附框工法,附框采用Q235材质的钢,和混凝土线膨胀率基本相同,所以可以很好避免后期混凝土板开裂现象,保证品质。

7)成本比较分析

对于房地产开发商来说,成本无疑是其选择产品及工法的一项重要因素,所以在装配式建筑中,各家开发商选择施工工法时多会考虑施工中材料、人工及最终成本。现对一体预埋和附框预埋成本进行比较,希望对大家在选择施工工法有所帮助。

如图11所示。根据附框预埋和一体预埋从制作到安装整个流程中每个环节所产生的费用做统计比较。图中,按照标准一户,门窗面积为15.31㎡,PC外墙体积为15.416m³。其中数据是在实际项目中经过门窗工厂、PC工厂进行统计得出,可能会根据地域或城市有所变化,但仍具有参考意义。

图11   附框预埋和一体预埋成本比较

如图11中所示,左侧由下至上为附框预埋制作流程及每道工序所产生的费用,右侧为一体预埋制作流程及每个工序产生的费用。由此可清晰明了的比较出附框预埋在实际制作过程中的费用要比一体预埋的费用少。在实际制作过程中,可能由于各个加工厂、人员技术水平等不尽相同,此费用会有微小波动,但大的方向是在流程化制作时,附框预埋要比一体预埋节约一部分的成本。所以还需要各个工厂对人员技术水平及管理水平进行把控,以达到在保证产品质量的同时,又能很好的节省成本。

4、总结

装配式建筑现处于高度发展初期,各方面技术还需各行业之间相互协作,共同创新,以满足后期快速发展的趋势。对于门窗施工,也有很多相关技术性课题急需解决。所以,如何实现门窗最终安装品质将是所有门窗行业技术人员的共同课题。 
 

 

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