施 工 技 术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2021年2月下
第50卷第4期
24
DOI ： 10.7672/sgjs2021040024
*山东省城乡建设科技计划项目（2018-K9-07）
［作者简介］王常霖，博士研究生，高级工程师，国家一级注册结构工 程师,E-mail : chilamwang@ 126 ［收稿日期］2020-09-15
王常霖1,2，王培东3，沈 晓4
（1.天津大学，天津300350； 2.中建八局第一建设有限公司，山东济南250000；
3.山东津单幕墙有限公司，山东济南250220；
4.山东城市建设职业学院，山东济南250000）
［摘要］现有的建筑围护系统主要为传统砌块围护结构和预制PC 墙体，存在一定缺陷，不满足国家“装饰一体化”
的较高要求。采用耐火试验炉模拟实际火灾试验对一种新型装配式保温装饰墙体系统的耐火性能展开研究，试验
结果表明，该系统具有较好的耐火性能，耐火极限值大于l.oh，满足我国规范对非承重外墙构件耐火极限的要求。
［关键词］装配式；墙体系统；保温装饰；耐火性能；试验［中图分类号］TU758. 11
［文献标识码］A ［文章编号］1002-8498(2021)04-0024-03
Study on the Fire Resistance of New Type of Fabricated Thermal
Insulation Decorative Walls
WANG Changlin '，2, WANG Peidong 3, SHEN Xiao 4
(1. Tianjin 300350, CA/n-a ; 2. First Company of CA/n-a
Bureau Co., Ltd., Jinan , SAandong 250000, CAina ；
3. SAandong Jindan Curtain IFa// Co., Ltd., Jinan, SAandong 250220, CAina ；
4. SAandong 〃rban Construction Vocational Co//ege , Jinan , SAandong 250000, CAina )
Abstract : The existing building envelope system is mainly traditional block envelope structure and prefabricated PC wall , which has certain defects and does not meet the higher requirements of the country ' s u integration of decoration ”. The fire resistance test furnace was used to simulate actual fire
tests to study the fire resistance performance of a new type of fabricated thermal insulation decorative
walls. The test results show that the system has good fire resistance performance ， with a fire resistance limit value greater than 1. 0h , which meets Chinese norms fire resistance limit requirements for load bearing external wall components.
Keywords : prefabricated ; walls ; insulation decoration ； fire resistanc ; testing
0引言
目前市场上现有的建筑围护系统主要为传统
砌块围护结构和预制PC 墙体。砌块围护结构施工 周期长、砌筑质量不易保证。现行的预制PC 墙体 成本高、运输效率低，且板块拼接缝仍需按现浇处
理，并不能真正有效地减少施工周期，由于PC 墙体
往往自重很大，在运输、安装和使用等方面均存在
较大的安全隐患，不能真正达到建筑全装配式的目 的。以上两种围护结构大量增加了建筑物的质量,
对建筑地基和基础的要求也相对更高，建设成本大
幅增加。此外，两种结构仍需进行二次装修，不能
满足国家“装饰一体化”的新要求［1］。
装配式保温装饰墙体系统是针对传统围护结
构缺陷所研发的一种新型建筑外围护系统。其装 饰形式多变、自重小、安全可靠、节能性能好、运输
方便、安装便捷，且具有良好的耐火、抗折和抗冲击 性能［2］，填补了装配式建筑外围护领域的相关空 白，对于响应国家号召，促进我国建筑产业化的发
展具有深远意义。
1墙体系统组成
新型装配式保温装饰墙体有隐框、明框、点窗、
竖向条窗和横向条窗5种形式（见图1），主要由面
板系统、连接系统组成。其中，面板系统包括复合
面板、嵌入式骨架（边框钢龙骨、中框铝龙骨）、密封
系统及限位系统；连接系统包括内部连接系统、外
部连接系统及土建挂接系统。
2021No.4王常霖等：新型装配式保温装饰墙体系统耐火性能研究25
d竖向条窗e横向条窗
图1新型装配式保温装饰墙体形式
以隐框墙体为例，其结构组成如图2所示，细部节点如图3所示。
连接系统
］2.5厚U形
边框钢龙骨磊
土建挂接系统
1.5厚铝合金装饰外扣条
2018研究生国家线-M12竖向调节螺栓
30厚外墙纤维水泥板
铝合金中
框装饰扣条
内部连接系统
-M12板内螺栓
-M16水平调节螺栓
-外部连接系统
土建挂接系统
外部连接系统
8厚内墙纤维水泥板
密封系统
内部连接系统
150厚竖丝排布岩棉带
2.5厚U形对接钢角码
图3墙体系统细部节点
M12竖向调节螺栓
M16水平调节螺栓
限位铝06钢制楔形钉
合金插芯M12板内螺栓
20厚外墙纤维水泥板
铝合金中框龙骨
—
—土建结构
7面板系统
图2隐框墙体系统组成
2耐火性能研究
建筑构件的耐火极限是衡量建筑构件耐火性能的重要指标。依据GB/T9978（建筑构件耐火试验方法》进行耐火试验，结合GB50016—2014（建筑设计防火规范》（2018年版）［3］对墙体构件的耐火极限要求，在耐火试验的基础上，探讨该系统的破坏模式，为装配式外围护系统的研发和设计提供科学基础和数据支持。
依据《建筑设计防火规范》对非承重外墙构件燃烧性能和耐火极限的要求进行试验，具体要求如表1所示。
表1非承重外墙构件燃烧性能、耐火极限要求
构件名称
耐火等级
一级二级三级四级
墙非墙不燃性
1.0h 不燃性
1.0h
不燃性
0.5h
可燃性
对于建筑构件耐火极限的判定，目前没有准确的计算理论和充分的火灾数据，且根据真实情况模拟火灾在经济上无法实现。在试验炉内采用明火模拟来评价建筑构件耐火极限的方法，既科学又经济，耐火试验可解决其材质和结构的选型问题，克服为增加保险系数而造成的不必要浪费，同时为设计、消防部门提供可控依据⑷。本试验在国家质量检测检验中心耐火实验室进行。
2.1试验装置（试件）及标准试验条件
1）试验装置（试件）
试验炉是测定建筑构件耐火性能的专用设备，通常由炉体、燃烧系统、炉温控制系统、炉压控制系统、加载设备、数据采集及处理系统组成，适用于承重或非承重隔墙、承重柱等建筑构配件的耐火试验⑸。
试验炉主要技术条件全部采用ISO834相关标准，炉膛尺寸为3mx3m，燃料采用柴油，由管道输送到喷嘴与鼓风机送来的空气混合，喷入炉内燃烧，燃烧产生的烟气再通过引风机进入烟道。炉温控制系统可按标准温升曲线自动控制油阀的开启度，炉压控制系统显示和控制炉内压力。本试验试件为非承重外墙构件，不考虑加载。系统自动采集数据并输出结果，数据包括炉内温度和试件背火面温度。
为了更准确地评价建筑构件耐火极限，装配式
保温装饰墙体系统的试件须反映其在实际工况中
26施工技术第 50 卷
的真实情况。该试件尺寸为3mx3m，由3块竖向条 板拼接，采用特定的刚性支承框架紧缚被测构件的 边缘，另一侧则释放约束，考虑其一侧自由变形，边
图4墙体试件拼接示意
150厚: 辭:
8厚纤维水泥板
EPDM 密封系统- 铝合金插芯龙骨
图 5 试件构造示意
2） 标准试验条件
标准试验条件指在试验炉中，给被测试构件施
加荷载，按标准温升曲线（见图6），采用明火模拟火 灾作用［6］。
炉内初始温度为5〜40兀，本试验初始温度为
30兀；炉内温升随时间而变化，并按下列函数式
控制:
T 二 345lg （8t + 1） + 20
（1）
式中：t 为试验所经历的时间（min ）; T 为升温到t
时间的炉内平均温度（°C ）。
炉内及背火面均安装有热电偶，测量炉内、试
件背火面温度并加以控制。按规范要求，每1.5m 2
至少布置1个热电偶，热电偶总数不应少于5个，本
试验热电偶数量为12个。
2.2判定标准
根据GB/T 9978. 1—2008（建筑构件耐火试验 方法 第1部分：通用要求》规定，构件失效有3个 判定标准［6］，具体如下。
1） 丧失稳定性 即试件结构破坏失效。
2） 丧失完整性 ①背火面、棉垫燃烧串火时间
二者其一达到10s 以上;②直径6mm 探棒可穿过背
面贯通缝进入试验炉，探棒可沿缝长度方向移动
150mm 以上;③直径25mm 探棒可穿过背面贯通缝
进入试验炉。
3） 丧失隔热性 ①背火面温度上升的平均值
达到140C 以上;②背火面点状温度上升达到180C 以上。
试件测点温度统计如表2所示。
表2试件测点温度统计
试件 类型时间/min
炉内
温度/C 测点表 面平均 温度/C 测点表 面最咼 温度/
C 面板中 部平均
位移/mm 判定
标准
26.0——0背火面温度10
707.7
2.6
3.3
10.0
上升的平均非承20
795.2 3. 8
4.710.7值达到140C 重外30849.4
4.97.611.7以上；背火面墙
40
882.3 5.6
12.4
13.4
点状温度上50925.7
7. 113.916.7升达到180C 60
964. 88.7
14.5
18.3
以上。
2. 3试验结果
试验结束后试件背火面、曝火面情况如图7所 示， 试验结果如下。
a 背火面
b 曝火面
图7试验后试件情况
1） 面板整体未丧失稳定性，可判定未失去承载
能力。
2） 试件曝火面有部分碎裂、脱落现象，经过分析
应为面板材质问题，纤维水泥板本身含水量较高，试 验炉内高温环境下导致脱水开裂，但岩棉保温层完好
未脱落；试件背火面完好，面板平均位移最大为
18. 3mm，未出现损坏现象，可判定未丧失完整性。
（下转第29页
）
2021No.4周鹏等：装配式建筑结构构件配套模具设计组装技术29
图6外墙模具
配合自动化安装，对边模进行适当改造，将固定螺钉安装在边模上，如图7所示，边模需要紧固时，采用专用设备或仅通过气动六方扳手拧紧即可。边模和生产线平底模台采用磁盒固定，并配置专用的磁盒压装机器人，完成磁盒的物流运输和自动压装。
图7安装有固定螺钉的边模单元
4模具信息化技术
将RFID标签固定安装于模具上，用于存储和自动识别边模信息。在模具组装设备上安装射频天线，用于自动识别各边模信息。RFID信息的读写
(上接第26页)
3)背火面最高平均温度为8.7兀，最高温度为14.5兀，均小于国家标准限值，可判定未丧失隔热性。
综上所述，试件经1h标准耐火极限试验验证其承载能力、完整性、隔热性均可较好保持，判定其耐火极限大于1h。根据《建筑设计防火规范》规定，其耐火性能达到了规定的最高等级，表明该新型装配式保温装饰墙体系统具有较好的耐火性能，能满足我国规范对非承重外墙构件耐火极限的要求，且性能优异，可在建筑工程中使用。
3结语
建筑围护系统作为建筑的重要组成部分，在围护、美观、节能等方面所起的作用不可忽视。因此，研究开发新型建筑围护结构是推动未来建筑进一步向产业化发展的重要手段之一，本文以新型装配式保温装饰墙体系统为例，通过耐火试验对其耐火包括在移动工位采用手持式RFID读写器和在固定信息采集工位采用固定式RFID天线两种方式。
5结语
近年来，在政府的大力推动下，装配式剪力墙结构在国内快速发展。装配式建筑具有施工周期短、安装精度高等特点。此模具设计完全满足高精度构件的生产要求，并能实现自动化和信息化生产。参考文献：
:1］范玉，黄继战.建筑工业化预制构件模具的现状与发展趋势［J］.装配制造技术,2015,37(1)：89-90.
:2］顾进.住宅产业化之PC构件模具解决方案［J］.建筑施工, 2010,32(5)：445-448.
:3］陈凤闯，曹慧.PC构件模具技术的发展应用［C］//辽宁省土木建筑学会建筑施工专业委员会论文集,2012.
［4］.预制构件外墙模的工厂化生产技术［J］.建筑施工, 2014,36(1)：67-68.
:5］薛守斌，张云峰，周冲.预制叠合板不出筋技术研究与应用［J］.施工技术,2019,48(16)：57-60,65.
:6］许杰峰，鲍玲玲，马恩成，等.基于BIM的预制装配建筑体系应用技术:C］//第十九届中国科协年会一一分4信息新技术
东北新工业论坛论文集,2017.
:7］朱维香.BIM技术在装配式建筑中的应用研究［J］.山西建筑, 2016,42(14)：227-228.
:8］李亭亭，杨学会，张德海，等.BIM技术在预制装配式工程中的应用［J］.土木建筑工程信息技术,2014,6(4):62-65,69.
:9］范玉，黄新，黄继战•新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术［J］.施工技术,2018,47(4)：44-46.
:10］王晓锋.装配式混凝土结构与建筑工业化、住宅产业化［J］.城市住宅,2014(5)：26-33.
性能进行了详细的数据分析和探讨，并得到相关结论，以期为建筑围护系统向装配式方向的发展提供参考。
参考文献：
:1］王常霖，曹丽，张海峰，等.一种新型装配式保温装饰墙体系统的力学性能研究［J］.墙材革新与建筑节能，2019(2)：
58-64.
［2］王常霖，杨慎伟，刘肖敏，等.新型装配式保温装饰墙体系统的隔声性能研究［J］.墙材革新与建筑节能,2019(3)：27-33. :3］公安部天津消防研究所.建筑设计防火规范：GB50016—2014(2018年版)［S］.北京：中国计划出版社,2018.
［4］张清林.复合墙体材料耐火性能的研究［D］.天津：天津大学，2002.
:5］李丹力，邱培芳，倪照鹏.轻型木结构墙体耐火试验研究［J］.
消防科学与技术,2012,31(10)：1029-1032.
:6］公安部天津消防研究所.建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求：GB/T9978.1—2008［S］.北京：中国计划出版
社，
2008.
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