變電站中裝配式建筑物的應(yīng)用實(shí)踐

摘 要：混凝土等組件工廠化預(yù)制的裝配式建（構(gòu)）筑物具有設(shè)計(jì)施工工期短、工廠化生產(chǎn)、配送式施工、建筑施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，有利于提升工程安全質(zhì)量和基建管理水平。本文結(jié)合南方電網(wǎng)公司某220kV變電站的工程實(shí)踐，通過與常規(guī)方案的對比分析，明確了裝配式建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)型式、墻板材料、屋面體系等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，以期為后期推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：裝配式；建筑物；結(jié)構(gòu)型式；墻板材料；屋面體系

裝配式建筑物借鑒了民用和工業(yè)建筑裝配生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場拼接的形式。其主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高、總平面布置靈活、有較強(qiáng)的抗震能力及有相對短的施工工期等諸多優(yōu)點(diǎn)。在南方電網(wǎng)公司某220kV變電站的工程實(shí)踐中，建筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，通過統(tǒng)一建筑模數(shù)、柱距、跨度、層高等，形成標(biāo)準(zhǔn)化建筑預(yù)制構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)工廠規(guī)模化生產(chǎn)。本文以該工程為例，對結(jié)構(gòu)型式、墻板材料、屋面體系等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析。

1 主體結(jié)構(gòu)

1）門式輕剛架結(jié)構(gòu)型式。門式輕剛架結(jié)構(gòu)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑與民用建筑中，但輕鋼結(jié)構(gòu)由于自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)荷載較小。

2）鋼框架結(jié)構(gòu)。鋼框架結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度大、設(shè)計(jì)荷載高等特點(diǎn)。抗腐蝕能力較輕鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)，同時(shí)可以承受因特殊需要增加的屋面負(fù)載。但價(jià)格較高，用鋼量較大。

3）方案比選。輕鋼結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)作為單層裝配式建筑物結(jié)構(gòu)形式，取材施工方便，計(jì)算理論成熟，應(yīng)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(shè)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(xiàn)澆板的做法，裝配式建筑結(jié)構(gòu)型式推薦采用鋼框架結(jié)構(gòu)。

2 墻板材料

2.1 蒸壓輕質(zhì)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(jīng)過高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)后形成的多氣孔混凝土成型材料，同時(shí)，在板材內(nèi)防止增強(qiáng)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(huán)保節(jié)能建材。但由于其自身特點(diǎn)，存在以下主要缺點(diǎn)：

1）質(zhì)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(yè)建筑中僅可用于輕鋼結(jié)構(gòu)單層有檁體系廠房的屋面板； 3）管線無法預(yù)埋。由于板墻質(zhì)地較脆，開孔槽時(shí)容易使板材破碎，板材電力管線需要全部需要明設(shè)。4）綜合單價(jià)較高，根據(jù)廠家的出場價(jià)，另計(jì)運(yùn)輸費(fèi)用和安裝、內(nèi)外涂裝費(fèi)用，總計(jì)320元/m2。

2.2 纖維水泥板復(fù)合墻體

纖維水泥板又稱纖維增強(qiáng)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(qiáng)材料，經(jīng)制漿、成型、養(yǎng)護(hù)等工序而制成的板材，具有強(qiáng)度高、幅面大、材質(zhì)輕、防火、防水、耐候等優(yōu)良性能的新型環(huán)保建筑板材，其表面可做成各種圖案。

纖維水泥板復(fù)合墻體構(gòu)造：1）外墻體系：由外到內(nèi)結(jié)構(gòu)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(nèi)嵌100厚玻璃棉卷氈+30硬質(zhì)擠塑聚苯乙烯板+隔汽層+9厚纖維水泥板。2）內(nèi)墻體系：由外到內(nèi)結(jié)構(gòu)包括： 9厚纖維水泥板+ C型鍍鋅冷彎型鋼墻梁內(nèi)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(jīng)輥壓冷彎成型的建筑圍護(hù)板材。鍍鋁鋅基板的壓型鋼板耐腐蝕性能較優(yōu)。

其主要缺點(diǎn)：1）鍍鋁鋅壓型鋼板板表面涂層一般為兩涂兩烘環(huán)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(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。2）建筑管線在建筑內(nèi)部需用明敷，影響室內(nèi)的美觀。

2.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及推薦

對蒸壓輕質(zhì)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(jìn)行綜合比較，其中蒸壓輕質(zhì)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(jià)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(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，需防腐維護(hù)。纖維水泥板施工速度較快，平整度高，使用壽命長，雖然造價(jià)較高，但符合全壽命周期變電站設(shè)計(jì)要求。推薦采用纖維水泥加壓板復(fù)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(xiàn)澆樓板。自承式鋼板底模鋼筋桁架現(xiàn)澆樓板，適用用于鋼框架結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(jīng)將其前兩部組合好的新產(chǎn)品。

2） 壓型鋼板底模+現(xiàn)澆輕質(zhì)混凝土樓板。壓型鋼板全國范圍廣泛應(yīng)用，取材方便，安裝施工方便，價(jià)格適中，可回收利用，工業(yè)建筑圍護(hù)體系中大量應(yīng)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(diǎn)是鋼材在空氣中容易腐蝕，需加強(qiáng)維護(hù)，遇火容易軟化變形。

3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及推薦。建筑屋面通過對壓型鋼板底模+現(xiàn)澆輕質(zhì)混凝土樓板、自承式鋼板底模鋼筋桁架現(xiàn)澆樓板進(jìn)行比較，二者價(jià)格相當(dāng)，造價(jià)合理。壓型鋼板屋面質(zhì)量輕，配合輕鋼結(jié)構(gòu)使用，可節(jié)約結(jié)構(gòu)用鋼量。而鋼板拼接螺釘容易生銹，應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)。壓型鋼板底模+現(xiàn)澆輕質(zhì)混凝土樓板在常規(guī)樓板基礎(chǔ)上更進(jìn)一步加快工效。主要優(yōu)點(diǎn)是抗震性能好、強(qiáng)度大，能在墻內(nèi)預(yù)流管線和孔位，無明敷管線，因?yàn)槲菝鏋檎w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(yōu)勢。因此，樓屋面推薦采用壓型鋼板底模+現(xiàn)澆輕質(zhì)混凝土樓板。

4 結(jié)語

本文結(jié)合南方電網(wǎng)公司某220kV變電站的工程實(shí)踐，對裝配式建筑物的結(jié)構(gòu)型式、墻板材料、屋面體系等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的對比分析，在具體工程實(shí)踐中，需要結(jié)合具體情況分析選用。裝配式建筑物雖然造價(jià)略高于常規(guī)方案，但在提高工程安全和工藝質(zhì)量，降低全壽命周期成本等方面優(yōu)勢明顯，值得在以后的工程中推薦應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張必勝，王宇坤，班潔.標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站工程裝配式建筑物的應(yīng)用.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，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(hù)研究及電力工程建設(shè)管理工作。