变电站中装配式建筑物的应用实践

摘 要：混凝土等组件工厂化预制的装配式建（构）筑物具有设计施工工期短、工厂化生产、配送式施工、建筑施工效率高等优点，有利于提升工程安全質量和基建管理水平。本文结合南方电网公司某220kV变电站的工程实践，通过与常规方案的对比分析，明确了装配式建（构）筑物的结构型式、墙板材料、屋面体系等关键节点，以期为后期推广应用提供参考。

关键词：装配式；建筑物；结构型式；墙板材料；屋面体系

装配式建筑物借鉴了民用和工业建筑装配生产的经验，采用工厂预制、现场拼接的形式。其主要特点是强度高、总平面布置灵活、有较强的抗震能力及有相对短的施工工期等诸多优点。在南方电网公司某220kV变电站的工程实践中，建筑物采用装配式结构，通过统一建筑模数、柱距、跨度、层高等，形成标准化建筑预制构件，实现工厂规模化生产。本文以该工程为例，对结构型式、墙板材料、屋面体系等关键节点进行了详细的对比分析。

1 主体结构

1）门式轻刚架结构型式。门式轻刚架结构型式具有受力相对简单、传力路径比较明确、组件制作快捷等特点，广泛应用于工业建筑与民用建筑中，但轻钢结构由于自身特点，设计荷载较小。

2）钢框架结构。钢框架结构具有强度大、设计荷载高等特点。抗腐蚀能力较轻钢结构强，同时可以承受因特殊需要增加的屋面负载。但价格较高，用钢量较大。

3）方案比选。轻钢结构和钢结构作为单层装配式建筑物结构形式，取材施工方便，计算理论成熟，应用广泛。由于变电站主控通信楼、10kV配电装置楼中布置有一、二次电气设备，对屋面防水要求较高，屋面防水等级为较高的I级，屋面仍采取压型钢板底模现浇板的做法，装配式建筑结构型式推荐采用钢框架结构。

2 墙板材料

2.1 蒸压轻质加气混凝土（ALC）外墙板材

ALC板材是一种将粉煤灰、水泥、石灰经过高压蒸汽养护后形成的多气孔混凝土成型材料，同时，在板材内防止增强钢筋，因此，这种材料的墙板除了用于墙体材料，也能用于屋面板、楼板，是一种性能相对均衡的环保节能建材。但由于其自身特点，存在以下主要缺点：

1）质地较脆、容易二次污染。边角容易破损，安装过程中污染后需要二次装饰。2）抗震性能、防水性能较差，在工业建筑中仅可用于轻钢结构单层有檩体系厂房的屋面板； 3）管线无法预埋。由于板墙质地较脆，开孔槽时容易使板材破碎，板材电力管线需要全部需要明设。4）综合单价较高，根据厂家的出场价，另计运输费用和安装、内外涂装费用，总计320元/m2。

2.2 纤维水泥板复合墙体

纤维水泥板又称纤维增强水泥加压板，以水泥为基本材料和胶黏剂，以矿物纤维水泥和其它纤维为增强材料，经制浆、成型、养护等工序而制成的板材，具有强度高、幅面大、材质轻、防火、防水、耐候等优良性能的新型环保建筑板材，其表面可做成各种图案。

纤维水泥板复合墙体构造：1）外墙体系：由外到内结构包括：16厚装饰纤维水泥外墙板+防水透气层+9厚纤维水泥板+C型镀锌冷弯型钢墙梁内嵌100厚玻璃棉卷毡+30硬质挤塑聚苯乙烯板+隔汽层+9厚纤维水泥板。2）内墙体系：由外到内结构包括： 9厚纤维水泥板+ C型镀锌冷弯型钢墙梁内嵌100厚玻璃棉卷毡 +9厚纤维水泥板。

2.3 压型钢板

压型钢板系指彩色涂层钢板或镀锌钢板为原料，经辊压冷弯成型的建筑围护板材。镀铝锌基板的压型钢板耐腐蚀性能较优。

其主要缺点：1）镀铝锌压型钢板板表面涂层一般为两涂两烘环氧树酯防锈底漆和树酯面漆或PVF2涂料，如用于外墙，表面直接暴露于室外，受外界气候影响，连接件、紧固件、螺栓、连接部位孔洞会出现锈蚀现象。2）建筑管线在建筑内部需用明敷，影响室内的美观。

2.4 技术经济比较及推荐

对蒸压轻质加气混凝土（ALC）外墙板材、纤维水泥（FC）板、压型钢板等外墙材料进行综合比较，其中蒸压轻质加气混凝土（ALC）外墙板材易破损，抗震性能、防水性能较差，造价较高，不予考虑；压型钢板连接件、紧固件、螺栓、连接部位孔洞会出现锈蚀现象，需防腐维护。纤维水泥板施工速度较快，平整度高，使用寿命长，虽然造价较高，但符合全寿命周期变电站设计要求。推荐采用纤维水泥加压板复合墙体作为外墙材料。

3 屋面体系

1）自承式钢板底模钢筋桁架现浇楼板。自承式钢板底模钢筋桁架现浇楼板，适用用于钢框架结构中的整浇楼面、屋面，以往一般用组合楼板，即用压型钢板为底板模板，现场绑扎钢筋，后再浇注混凝土。 “自承式钢板底模钢筋桁架楼板”就是在工厂已经将其前两部组合好的新产品。

2） 压型钢板底模+现浇轻质混凝土楼板。压型钢板全国范围广泛应用，取材方便，安装施工方便，价格适中，可回收利用，工业建筑围护体系中大量应用，是一种变电站可大面积推荐采用的成熟建筑材料。其缺点是钢材在空气中容易腐蚀，需加强维护，遇火容易软化变形。

3）技术经济比较及推荐。建筑屋面通过对压型钢板底模+现浇轻质混凝土楼板、自承式钢板底模钢筋桁架现浇楼板进行比较，二者价格相当，造价合理。压型钢板屋面质量轻，配合轻钢结构使用，可节约结构用钢量。而钢板拼接螺钉容易生锈，应加强维护。压型钢板底模+现浇轻质混凝土楼板在常规楼板基础上更进一步加快工效。主要优点是抗震性能好、强度大，能在墙内预流管线和孔位，无明敷管线，因为屋面为整体一次性灌浆成形，防水性能和整体刚度相对别的材料拥有无可比拟的优势。因此，楼屋面推荐采用压型钢板底模+现浇轻质混凝土楼板。

4 结语

本文结合南方电网公司某220kV变电站的工程实践，对装配式建筑物的结构型式、墙板材料、屋面体系等关键节点进行了详细的对比分析，在具体工程实践中，需要结合具体情况分析选用。装配式建筑物虽然造价略高于常规方案，但在提高工程安全和工艺质量，降低全寿命周期成本等方面优势明显，值得在以后的工程中推荐应用。

参考文献：

[1] 张必胜，王宇坤，班洁.标准配送式智能变电站工程装配式建筑物的应用.安徽电气工程职业技术学院学报，第十九卷第三期.

作者简介：

黎晓锋（1981-），男，广东梅县人，工程师，从事继电保护研究及电力工程建设管理工作。