變電站中裝配式建筑物的應用實踐

摘 要：混凝土等組件工廠化預制的裝配式建（構）筑物具有設計施工工期短、工廠化生產、配送式施工、建筑施工效率高等優點，有利于提升工程安全質量和基建管理水平。本文結合南方電網公司某220kV變電站的工程實踐，通過與常規方案的對比分析，明確了裝配式建（構）筑物的結構型式、墻板材料、屋面體系等關鍵節點，以期為后期推廣應用提供參考。

關鍵詞：裝配式；建筑物；結構型式；墻板材料；屋面體系

裝配式建筑物借鑒了民用和工業建筑裝配生產的經驗，采用工廠預制、現場拼接的形式。其主要特點是強度高、總平面布置靈活、有較強的抗震能力及有相對短的施工工期等諸多優點。在南方電網公司某220kV變電站的工程實踐中，建筑物采用裝配式結構，通過統一建筑模數、柱距、跨度、層高等，形成標準化建筑預制構件，實現工廠規模化生產。本文以該工程為例，對結構型式、墻板材料、屋面體系等關鍵節點進行了詳細的對比分析。

1 主體結構

1）門式輕剛架結構型式。門式輕剛架結構型式具有受力相對簡單、傳力路徑比較明確、組件制作快捷等特點，廣泛應用于工業建筑與民用建筑中，但輕鋼結構由于自身特點，設計荷載較小。

2）鋼框架結構。鋼框架結構具有強度大、設計荷載高等特點。抗腐蝕能力較輕鋼結構強，同時可以承受因特殊需要增加的屋面負載。但價格較高，用鋼量較大。

3）方案比選。輕鋼結構和鋼結構作為單層裝配式建筑物結構形式，取材施工方便，計算理論成熟，應用廣泛。由于變電站主控通信樓、10kV配電裝置樓中布置有一、二次電氣設備，對屋面防水要求較高，屋面防水等級為較高的I級，屋面仍采取壓型鋼板底模現澆板的做法，裝配式建筑結構型式推薦采用鋼框架結構。

2 墻板材料

2.1 蒸壓輕質加氣混凝土（ALC）外墻板材

ALC板材是一種將粉煤灰、水泥、石灰經過高壓蒸汽養護后形成的多氣孔混凝土成型材料，同時，在板材內防止增強鋼筋，因此，這種材料的墻板除了用于墻體材料，也能用于屋面板、樓板，是一種性能相對均衡的環保節能建材。但由于其自身特點，存在以下主要缺點：

1）質地較脆、容易二次污染。邊角容易破損，安裝過程中污染后需要二次裝飾。2）抗震性能、防水性能較差，在工業建筑中僅可用于輕鋼結構單層有檁體系廠房的屋面板； 3）管線無法預埋。由于板墻質地較脆，開孔槽時容易使板材破碎，板材電力管線需要全部需要明設。4）綜合單價較高，根據廠家的出場價，另計運輸費用和安裝、內外涂裝費用，總計320元/m2。

2.2 纖維水泥板復合墻體

纖維水泥板又稱纖維增強水泥加壓板，以水泥為基本材料和膠黏劑，以礦物纖維水泥和其它纖維為增強材料，經制漿、成型、養護等工序而制成的板材，具有強度高、幅面大、材質輕、防火、防水、耐候等優良性能的新型環保建筑板材，其表面可做成各種圖案。

纖維水泥板復合墻體構造：1）外墻體系：由外到內結構包括：16厚裝飾纖維水泥外墻板+防水透氣層+9厚纖維水泥板+C型鍍鋅冷彎型鋼墻梁內嵌100厚玻璃棉卷氈+30硬質擠塑聚苯乙烯板+隔汽層+9厚纖維水泥板。2）內墻體系：由外到內結構包括： 9厚纖維水泥板+ C型鍍鋅冷彎型鋼墻梁內嵌100厚玻璃棉卷氈 +9厚纖維水泥板。

2.3 壓型鋼板

壓型鋼板系指彩色涂層鋼板或鍍鋅鋼板為原料，經輥壓冷彎成型的建筑圍護板材。鍍鋁鋅基板的壓型鋼板耐腐蝕性能較優。

其主要缺點：1）鍍鋁鋅壓型鋼板板表面涂層一般為兩涂兩烘環氧樹酯防銹底漆和樹酯面漆或PVF2涂料，如用于外墻，表面直接暴露于室外，受外界氣候影響，連接件、緊固件、螺栓、連接部位孔洞會出現銹蝕現象。2）建筑管線在建筑內部需用明敷，影響室內的美觀。

2.4 技術經濟比較及推薦

對蒸壓輕質加氣混凝土（ALC）外墻板材、纖維水泥（FC）板、壓型鋼板等外墻材料進行綜合比較，其中蒸壓輕質加氣混凝土（ALC）外墻板材易破損，抗震性能、防水性能較差，造價較高，不予考慮；壓型鋼板連接件、緊固件、螺栓、連接部位孔洞會出現銹蝕現象，需防腐維護。纖維水泥板施工速度較快，平整度高，使用壽命長，雖然造價較高，但符合全壽命周期變電站設計要求。推薦采用纖維水泥加壓板復合墻體作為外墻材料。

3 屋面體系

1）自承式鋼板底模鋼筋桁架現澆樓板。自承式鋼板底模鋼筋桁架現澆樓板，適用用于鋼框架結構中的整澆樓面、屋面，以往一般用組合樓板，即用壓型鋼板為底板模板，現場綁扎鋼筋，后再澆注混凝土。 “自承式鋼板底模鋼筋桁架樓板”就是在工廠已經將其前兩部組合好的新產品。

2） 壓型鋼板底模+現澆輕質混凝土樓板。壓型鋼板全國范圍廣泛應用，取材方便，安裝施工方便，價格適中，可回收利用，工業建筑圍護體系中大量應用，是一種變電站可大面積推薦采用的成熟建筑材料。其缺點是鋼材在空氣中容易腐蝕，需加強維護，遇火容易軟化變形。

3）技術經濟比較及推薦。建筑屋面通過對壓型鋼板底模+現澆輕質混凝土樓板、自承式鋼板底模鋼筋桁架現澆樓板進行比較，二者價格相當，造價合理。壓型鋼板屋面質量輕，配合輕鋼結構使用，可節約結構用鋼量。而鋼板拼接螺釘容易生銹，應加強維護。壓型鋼板底模+現澆輕質混凝土樓板在常規樓板基礎上更進一步加快工效。主要優點是抗震性能好、強度大，能在墻內預流管線和孔位，無明敷管線，因為屋面為整體一次性灌漿成形，防水性能和整體剛度相對別的材料擁有無可比擬的優勢。因此，樓屋面推薦采用壓型鋼板底模+現澆輕質混凝土樓板。

4 結語

本文結合南方電網公司某220kV變電站的工程實踐，對裝配式建筑物的結構型式、墻板材料、屋面體系等關鍵節點進行了詳細的對比分析，在具體工程實踐中，需要結合具體情況分析選用。裝配式建筑物雖然造價略高于常規方案，但在提高工程安全和工藝質量，降低全壽命周期成本等方面優勢明顯，值得在以后的工程中推薦應用。

參考文獻：

[1] 張必勝，王宇坤，班潔.標準配送式智能變電站工程裝配式建筑物的應用.安徽電氣工程職業技術學院學報，第十九卷第三期.

作者簡介：

黎曉鋒（1981-），男，廣東梅縣人，工程師，從事繼電保護研究及電力工程建設管理工作。