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预制式模块天花的设计与应用

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：郭双伟

[导读] 摘要：随着国家对装配式住宅的大力推广，整个建筑装饰行业也在朝着装配式精装交付的方向发展，其中天花吊顶也是装配式装修的重要组成部分。

        广东博意建筑设计院有限公司广东佛山 528000
        摘要：随着国家对装配式住宅的大力推广，整个建筑装饰行业也在朝着装配式精装交付的方向发展，其中天花吊顶也是装配式装修的重要组成部分。现有天花吊顶制作周期长、依赖现场作业、工序复杂等问题，导致设计和施工不便，本文针对天花吊顶，通过标准化模块设计、场外预制生产、现场快速拼装等方面的设计研究，旨在缩短施工周期、降低施工成本、减少环境污染,从而解决现有天花吊顶存在的弊端。
        关键词：预制式天花;新工艺模块;装配式装修
        1 新工艺天花体系的设计研究
        近年来，社会的发展及科技的进步，人们对生活质量的要求不断提高，在装修的过程中，客厅、餐厅、卧室、走廊等区域常需要安装中央空调或新风系统，此时管道和水电线路经过天花板，为了保持美观，需采用局部吊顶设计。目前建筑装饰行业中天花吊顶在装配式装修设计方面，大多数是使用铝扣板，使用位置集中在厨房和卫生间，可实现的造型、美观度和使用体验上都差强人意。另外，天花设计前端未考虑批量工业化生产的可行性，基本是一个艺术创造的过程，后期施工过程中，在有限的设备和装配技术条件下，很难满足复杂的设计需求，只能依靠施工现场切割加工，按照传统龙骨及材料的连接方式固定，按部就班作业。为解决传统天花工艺的弊端，从工期、质量、安装与环保方面，本文研究探索具有一定优势的预制式模块天花设计体系。
        2 预制式模块设计的核心优势
        ２.1 缩短工期
        传统吊顶常见设计属于现场量尺划线及裁切下料，占用大量操作时间，且工人长时间高处作业，不便行动，影响施工效率。预制式模块天花的设计，可摆脱传统安装形式，实行独立化分工和整体化协作的工业化生产模式，通过模块化分解设计和现场组装吊挂，大部分地上操作完成，结合高处快速完成连接，提高施工效率，缩短施工周期。首先，模块化设计由标准模块、直边块、容错块、设备或空调模块(含检修口等)组成，确定天花方案后，由专业模块深化设计转化为工厂下料图和模块安装图，分别包括总图、分板图、裁板图、覆骨图、工厂材料清单和总图、吊筋点图、分块图、组装说明书等内容。模块设计统一在工厂采用工业化加工生产。标准模块设计具有一定的可复制性，能减少管理指导、提高效率、减少错漏和减少对人的依赖，从而节约沟通时间成本。实际装修项目中管理骨干和工人师傅流动性一般较大，生产和管理也以“新人”和年轻人为主打，标准化设计就具有更积极的意义。其次，标准模块组装设计，搭配容错结构技术，化解房间不规整问题，实现无尺化安装，不需要现场额外再做尺寸校对。现场积木式安装，降低劳动强度，结构连接简单便利，实现模块化的快速安装及精准调平，进一步提高设计和施工速度。
        ２.２质量稳定
        现状的设计做法存在质量不稳定、技术水平参差不齐、防火等级低、受潮易变形及人工较贵等弊端。施工设计做法没有统一标准，靠工人经验和能力控制工程质量，特别在平整度控制上，难度大，费时费工。对于高标准要求的工程设计，很难做到批量复制，质量提升同时，成本很难有效控制。预制式模块天花设计通过优化施工步骤、设计标准工序动作、流水作业的方式，通过改变设计思路提高产品质量，提高施工效率，达到精益生产的目的。设计优化后的工序可分为工厂预制生产部分和施工现场安装部分，工厂预制生产完成基础模块的设计和制作，规避现场登高作业对质量的影响。第一步设计改进下料方式，摒弃传统的推锯台设备，使用数控雕刻机设备精准裁切，下料精度有保障，裁板效率提高50%，并且配合优化排版设计，能大幅提高板材利用率，减少切割损耗。第二步设计优化龙骨结构，因为轻钢龙骨稳固耐用、自重轻、A级防火、设计和施工效率高，设计改进常见的轻钢龙骨+木夹板组合，提前将较复杂的龙骨结构与板材组合成半成品模块，变为全轻钢龙骨设计且组装更加简便，更有助于实现模块化拼接。对吊顶来说最大的质量通病就是开裂。传统的石膏板吊顶一般是木龙骨，或者是钢木混合的设计。木方的膨胀系数大，因此吊顶就容易产生开裂。模块化吊顶设计是用的全轻钢龙骨，材料稳定，膨胀系数小。调整优化设计后，在吊顶变形开裂这方面有非常好的抵抗力。
        ２.３安装简便
        模块化吊顶设计操作简单，装配式积木拼装，简化操作难度。

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为达到精益生产的目的，改善质量、成本和效率，提高工序质量，简化设计和安装步骤是关键，工序标准化设计对安装质量的保证起着关键作用，工序标准化设计是安装质量改进的基础。预制式模块天花设计全部按照标准图纸下料、标准连接件组合安装，施工工序统一标准化。材料统一由工厂按图纸下料，由原来的人员手工操作，转变成机器的流水线操作，能节约时间，更能够提高产品的质量，形成机械性的安装工艺。板材在加工过程中，装卸依次完成，加工精度高，加工形式稳定。具体安装工序详细步骤如下所示：
        第一步，顶棚安装现场进行实地测量并分解设计，批量户型只需对一户进行测量，且制定房间方正度、墙面平整度、开间进深的误差度等，模块天花能消化的安装尺寸范围，土建移交前严格把控到位，另一方面天花模块分解设计时，设置一定要容差模块，扩大模块容错的范围，避免安装尺寸过短或过长现象。
        第二步，工厂根据模块化设计尺寸精确下料，并运输现场；工厂加工过程中充分利用机械化设备，用机械来代替劳动完成设计下料和生产作业，如利用数控雕刻设备能完成多个工序的开料工作，切割、打孔、拉槽、雕刻，通过优化设计工艺，可实现自动化生产。
        第三步，按设计说明书，现场施工放线。了解设计意图，掌握天花模块的各个有关数据，在熟悉图纸时应随时做好记录，以便在具体测放工作时查找。根据土建移交基准线，依次按设计要求，放出天花所需的完成面控制线或龙骨安装控制线等。
        第四步，按模块化设计定位，打孔安装螺杆吊筋，安装顶龙骨、边龙骨及吊挂结构模块，并完成。模块化设计生产体系的吊顶，在加工安装的过程中增加了快接件及组装模块。快接件的使用，在一定程度上节省人工。模块化设计是按照某种规则，将一个复杂的系统或过程，和若干能够独立设计的特定功能的子系统，相互整合和分解的过程。模块化设计的明显优势是促进复杂系统向新的均衡系统演进，从而实现关联系统专业分工的柔性化和互补性合作。
        ２.４减少污染
        传统天花设计常见痛点问题：现场施工过程中下料，用料情况随时变化，不确定。以及木工作业噪音大、粉尘多，影响工地安全文明建设等。预制式模块天花设计是统一预排版，下料误差低，速度快，减少现场切割浪费。且现场大部分为组装工作，无噪音、粉尘，影响较小。实际项目中它们可以将设计和施工时间缩短５０％，并将现场人工减少３０％。减少工地噪音，污染和邻里之间的影响，通过模块化设计提高工地安全性和成品质量，以及可能在未来重复使用装修材料。传统设计的吊顶模式基本是依靠现场作业，无论是商场、住宅、办公等业态，天花设计和施工现场都是一种紧密依存关系。模块天花设计可以实现最大化的预制，可减少设计和施工中的一系列问题。现场作业比如对场地和气候的依赖、交通运输对环境的影响、粉尘对空气的污染、施工精度的不可控、以及高昂的人力成本等问题，模块化天花设计可以减少这些问题，而且还可以加快施工进度、减少污染和控制成本。
        3 结语
        由于年轻群体的消费心理和消费需求影响整个家居建材市场的发展。随着消费者群体逐步年轻化，家居产品年轻化已成必然。其中，个性化是许多年轻人选择家居产品的主因，他们向往轻松生活，对新家的追求肯定也是偏向富有朝气和个性的风格。
        开发商为满足市场需求，设计天花吊顶精装交付已是一种趋势，为适应当前房地产开发的高周转率，需解决传统吊顶设计因人而异的分散施工为标准化作业，工厂集中生产、成品进场组装，降低对专业木工的依赖，减少现场垃圾粉尘及噪音污染，实现手工操作进化成为工业化集成建造，质量通病通过工厂化的生产将大量减少，手工误差被精细化生产大量避免，天花吊顶设计进入到可质量回溯，可规模化设计的时代。
        参考文献：
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        [3]王小盾,曲可鑫,陈志华.新兴的模块化建筑技术[J].建筑时报,2013,10
        [4]曲媛媛.模块化建筑空间设计的发展研究[D].苏州大学,2009
        [5]忻剑春,刘群星,纪振鹏.英国模块化建筑中的工艺分析