变电站多层装配式建筑材料研究.doc

《变电站多层装配式建筑材料研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电站多层装配式建筑材料研究.doc（33页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、XX电网公司XXXX220kV变电站设计竞赛依托工程勘察设计招标技 术 部 分多层装配式建筑材料研究专题报告2013年6月摘 要为实现“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，减少现场“湿作业”，提高机械化施工应用范围，减少现场劳动力投入，缩短建设施工周期，降低现场安全风险，提高工程建设质量、工艺水平，对变电站建、构筑物进行装配式研究。本专题结合工程实际条件，因地制宜，通过对多种建造方式、装配方案进行比选，确定本站建、构筑物建造方式、装配范围、装配方案、建材选择，达到安全可靠、经济合理、施工便捷、节能环保的目的。主要包括以下内容：1 装配式建筑与钢筋混凝土框架建筑比较本工程装配式建筑造价比传统的

2、现浇钢筋混凝土框架建筑提高约26%，但工期是传统建筑的1/4，缩短工期3个月左右。造价增加的主要原因是建筑材料包括外墙、内墙、型钢造价较高，随着建材规模化生产和标准化装配，今后价格必将下降。目前人工的费用在逐年增长，因此按这样的发展趋势，两种建造方式的建造费用今后必将持平，而且装配式建筑在缩短施工工期、现场的文明施工、材料的回收利用等方面有无可比拟的优势。因此本工程推荐采用装配式建筑。装配式建筑可以从以下几方面采取措施，逐渐降低造价：1）以省电力公司为单位，就地取材，区域化集中招标、集中配送、集中安装，逐步降低机械和材料费。2）总结装配式试点变电站的建设经验，总结一批典型设计、典型材料、典型加

3、工工艺的经验，逐步推广，降低工程造价。2 装配式建筑物本工程建筑设计全面贯彻了国家电网公司关于变电站通用设计和“两型一化”的指导思想及设计原则。从变电站工业建筑的属性出发，明确定位，多方位考虑工艺流程、功能需求、建筑材料、建筑技术、自然条件等因素，在建筑外形，建筑智能化，建筑装配式方面都有自身特色，具体阐述如下：（1）贯彻典设精神，建筑物风格协调，色彩统一，造型端庄大方。采用先进成熟的建造技术。注意与周边相协调，在体现工业建筑美感的同时也融入环境。建筑物体形系数小，有助于节能。立面上门窗洞口的开设既满足功能又比例恰当。 （2）从工程全寿命周期考虑，系统论述变电站可选的建筑产品、装配方式，然后再

4、根据当地土建特点，对装配建筑的的墙体和屋面材料进行技术经济比较，并结合清华大学2005年对国外各种装配式建筑的调研结果报告，建议外墙采用纤维水泥加压板复合墙体，屋面采用压型钢板底模现浇钢筋混凝土屋面板，符合60年实际使用周期的建造方式及建筑材料。（3） 从总体布局结构合理，功能清晰的角度出发，在最合适的场地布置站内联合建筑。建筑物单体根据功能需求结合外部场地有机的组织房间，达到功能组织最优、建筑面积最省。（4） 为实现建筑绿色环保，主要从以下方面入手：a.体形系数，建筑物朝向。b.墙体构造，门窗选择。c.建筑材料绿色环保并可循环利用。通过控制体形系数和朝向，从外部解决建筑在寒冷地区冬季散热大的

5、问题，而采用岩棉板保温隔热墙体、铝合金断桥门窗、low-e双层中空镀膜玻璃等等技术，则可以进一步减少热量损失，从而使采暖和空调系统综合能耗显著降低。目 录第一章 概述1第二章 装配式建筑与钢筋混凝土建筑比较22.1 装配式建筑的特点22.2 装配式建筑与传统建筑经济性比较2第三章 装配式建筑物43.1 建筑结构和性能43.1.1 本站建筑物概况及和位置优选63.1.2 合理布置房间，压缩建筑面积63.1.3 本工程建筑性能73.2 建材综合性能比较83.2.1 墙体材料选型分析83.2.2 屋面材料选型分析203.2.3 门窗选型分析233.2.4 钢结构防火材料的选型分析233.3 “绿色”

6、环保型建筑24第四章 结论284.1 装配式建筑与钢筋混凝土框架建筑的比较285.2 装配式建筑物28第一章 概述变电站的建造长期以来沿用了就地采购砂石、砖块、钢筋、水泥等建筑材料，现场绑扎钢筋、立模、拌制混凝土、浇筑、养护、砌筑填充墙并粉刷等传统模式。这种作业因建造队伍的技术水平参差不齐而使工程质量很不均衡，同时施工周期较长，现场文明管理难度较大，与国家电网公司建设标准化变电站存在一定差距。 应用装配式建筑，实现了“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，减少现场“湿作业”，提高机械化施工应用范围，减少现场劳动力投入，缩短建设施工周期，降低现场安全风险，提高工程建设质量、工艺水平。本报告结合工

7、程实际条件，因地制宜，通过与常规建筑物做法比较，研究确定变电站建筑物的装配范围，建筑物的结构形式、装配形式、建筑材料的选择等，确定标准化建筑物装配方案。装配式建筑物为站内联合建筑。第二章 装配式建筑与钢筋混凝土建筑比较2.1 装配式建筑的特点装配式建筑与传统钢筋混凝土建筑相比较，有以下特点：（1） 构件的工业化集成化程度高，施工速度快，施工工期短；劳动强度大幅度减少，交叉作业方便有序；（2） 房屋装配中的每道工序都可以像设备安装那样检查其精度，以确保房屋制造的质量；（3） 施工时的噪音降低，物料堆放场地减少，砌砖、粉刷等现场湿作业大为减少，有利于现场的文明施工；（4） 由于工厂化的生产和现场的

8、标准化装配，使房屋制造成本降低，并容易满足室内设备安装和装饰装修的要求。（5） 承载力高、整体刚度和抗震性能好。一般钢结构装配式厂房设计的合理使用年限为2050年，若维护合理可满足变电站建筑设计使用年限60年的要求,并可拆装重新利用。钢结构的回收利用率100%，纤维水泥板亦可循环回收利用,大大减少了建筑垃圾的产生，不仅符合节约资源及可持续发展的理念，而且给运行中可能发生的工艺变化引起的改造创造条件，完全符合工程全寿命周期管理要求。2.2 装配式建筑与传统建筑经济性比较根据站区总平面布置，本工程有两幢建筑物110kV配电装置楼和220kV配电装置楼。对其采用装配式结构，以下对装配式结构和现浇钢筋

9、混凝土框架结构进行经济性比较。详见表2.2-1表2.2-1 装配式结构和现浇钢筋混凝土框架结构经济性比较表 项目型式人工费（万元）机械费（万元）材料费（万元）综合取费等其它费（万元）综合费用（万元）工期（月）装配式2525540986881现浇钢筋混凝土框架6535381925794通过上表对两种结构进行造价比较，装配式建筑与传统的钢筋混凝土建筑相比，人工费略低于钢筋混凝土结构，机械费和材料费高于钢筋混凝土结构，总体造价约提高26%，工期仅为常规混凝土框架建筑的1/4，减少3个月。经过综合比较，装配式建筑目前在造价方面比传统的钢筋混凝土建筑提高约26%，主要是建筑材料包括外墙、内墙、型钢造价较

10、高，但是随着建材规模化生产和标准化装配，今后价格必将下降。目前中国人工的费用在逐年增长，因此按这样的发展趋势，此两种建造方式的建造费用今后必将持平，并且装配式建筑在缩短施工工期、现场的文明施工、材料的回收利用等方面有无可比拟的优势。因此本工程推荐采用装配式建筑。装配式建筑可以从以下几方面采取措施，逐渐降低造价：1）以省电力公司为单位，区域化集中招标、集中配送、集中安装，逐步降低机械和材料费。2）总结装配式试点变电站的建设经验，总结一批典型设计、典型材料、典型加工工艺的经验，逐步推广，降低工程造价。第三章 装配式建筑物所谓装配式建筑，是指工地现场的建筑材料完全是由工厂半成品(预制构件)组成，施工

11、队在现场对地基做一定处理后，对半成品进行组装的房屋。建筑工地不再把瓦工、木工、钢筋工等工种分得那么细，建筑工人也由过去复杂的多工种角色，转变为单一的背着射钉枪、电钻等专用工具的装配工角色。装配式变电站设计方案的目标，是将从以往的土建“建造”模式提升到“制造”变电站模式。装配式变电站设计方案土建制造方式所讨论的土建部件，是排除了土方回填、道路路基、水工构筑物、建筑物基础这几方面需要现场扎钢筋、立木模板或浇注混凝土的工作内容。对于“装配式”包含以下三方面的内容，利用现有技术与产品，可实现装配式的建筑部件，有各建筑物、构架；有条件实现装配式的部件，有建筑内外墙、电缆沟；由集承商提供通用定型钢模板、统

12、一标准的现场材料部件有夹芯板墙。以上就目前装配式变电站的土建特点，首先系统论述变电站结构和功能，然后再根据当地可选的建筑产品、装配方式，对本工程的装配方案进行技术经济比较。3.1 建筑结构和性能建筑在高效利用土地资源前提下，注重功能均衡与综合利用，优化建筑成本，但要使建筑业适应现代化的需要，就得开创新路，废除“秦砖汉瓦”，采用新型建材，采用新技术和新工艺。而装配式结构体系的发展,不仅可以解决施工中存在的问题,而且是实现建筑工业化、缩短施工周期的关键。装配式建筑依其主要承重结构的材料，分成钢筋混凝土结构、混合结构和钢结构。变电站的建筑体量较小，装配式钢筋混凝土结构涉及到较多的柱预制、梁要运输、吊

13、装方案的选择等，抗震性能较差，不适用于变电站的建筑特点。随着我国钢铁产量的大幅度增加，用于建筑市场的各种型钢无论从产量、品种性能上都得到很大的发展，钢结构厂房因其施工速度快、承载力高、整体刚度和抗震性能好，在工业厂房和民用设计中逐步代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用。同时，由于变电站建筑面积小，钢材指标在建筑工程中所占比例较小，故推荐使用钢结构。装配式钢结构，根据结构型式可分为排架结构、轻型门架结构和框架结构。排架结构常用于大型重型装配式工业厂房，轻型门架结构常用于一般工业厂房，其建筑体型简单，而框架结构则适合多层建筑、楼屋面荷载较大、建筑造型变化，组装简单，适应性强。变电站装配式钢结

14、构，目前国内的研究处于初步阶段，探索主要集中在楼面材料、屋面材料、围护材料和结构体系的选择这三方面。从目前全国变电站应用情况上看，结构体系的选择一般可考虑的是轻型刚架和框架体系。轻钢结构适合于跨度较小的条形建筑，一般屋面恒活荷载、风荷载都不大于0.7kPa，台风、重污染地区均应避免采用。对于体型L型或相对复杂的建筑体型，则不能运用轻刚架结构，说明轻型刚架体系的建筑局限性较大，更无法适用多层体型有变化的工业厂房，故本专题的结构体系推荐装配式钢框架。装配式钢框架结构体系的优点(1) 承载力高、整体刚度和抗震性能好。一般钢结构厂房设计的合理使用年限为50年，经改进设计后能满足变电站建筑设计使用年限6

15、0年的要求。(2) 构件的工业化集成化程度高，施工速度快，施工工期短。在变电站的施工中，建筑物的工期往往贯穿头尾，所以缩短建筑物的施工工期，也就缩短了整个工程的工期，采用装配式钢结构，建筑物的施工工期可缩短1/2以上，大大减少了合理施工时间。(3) 可拆装重新利用，钢结构的回收利用率100%，不仅符合节能环保及可持续发展的理念，而且给运行中可能发生的工艺变化引起的改造创造条件。3.1.1 本站建筑物概况及和位置优选在本设计中，充分以电气诉求为主，合理布置功能用房，在满足电气布置的条件下，减少建筑物的平面尺寸，节约用材。调整后的总建筑面积为2104.6m2，较可研4814m2压缩了56.2%，不

16、仅高效利用了有限的土地资源，更体现了功能至上的工业建筑精神，建筑物概况详见表3.1-1。表3.1-1 建筑物概况一览表建筑物名称建筑类别耐火等级建筑面积110kV配电装置楼丁类二级975.2m2220kV配电装置楼丙二级1129.4m23.1.2 合理布置房间，压缩建筑面积根据站内电气专业及通信专业要求，结合场地条件，均布置成“一”字形，设为两层。站内建筑物共有两幢，分别为110kV配电装置楼及220kV配电装置楼。110kV配电装置楼为“一字”型设置的两层厂房，采用大开间大跨度钢框架结构。一层布置35kV开关室，层高5.00m；二层布置110kVGIS室，层高7.80m。建筑物各配电装置室均

17、设有两个对外出口。房间之间通过室内门窗相互沟通，交通方便。220kV配电装置楼为“一字”型设置的两层厂房，采用大开间大跨度钢框架结构。一层布置35kV电容器室、泵房、卫生间、工具间及资料室，层高5.50m；二层布置220kVGIS室，层高8.70m。泵房、卫生间、工具间及资料室通过走廊连接，房间紧凑型布置，降低了热量损耗，节约能源。 消防水池布置在辅房地下，与建筑物基础统一考虑，节约了用地面积，降低了造价。泵房与主体建筑联合布置，较少了站内零碎建筑，增加了视觉效果。图3.1-1 变电站鸟瞰图通过合理布置房间，使设计方案实现了在总平面中的占地面积最小化，节约了建造成本。3.1.3 本工程建筑性能

18、根据本工程所处的地理环境和的重要性确定，站内建筑使用年限60年，抗震设防类别为丙类，110kV配电装置楼火灾危险性类别为丁类，220kV配电装置楼火灾危险性类别为丙类，耐火等级均为二级。建筑防火设计符合国家现行建筑设计防火规范（GB50016-2006）及相关设计规程的规定，在防火分区、防火构造、疏散门和通道和构件的耐火极限等方面进行设计。其中构件的燃烧性能和耐火极限规定如表3.1-2。表3.1-2 站内联合建筑构件防火设计指标构件名称燃烧性能耐火极限防火墙不燃烧体3.0h非承重外墙和房间隔墙不燃烧体0.5h柱不燃烧体2.5h梁不燃烧体1.5h楼板和屋顶承重结构不燃烧体1.0h建筑设计防火规范

19、3.2.4中规定：耐火等级二级的丁、戊类厂房（仓库）的梁、柱可采用无防火保护的金属结构。3.2 建材综合性能比较建筑物外墙是降低建筑能耗的关键因素之一，外墙材料及其构造，是装配式建筑推广的关键技术之一。在墙板选材方面，随着科技的不断进步，各种新材料不断涌现，并得到了广泛的应用。装配式结构外墙的设计原则(1)应具备质轻、保温、隔热、隔声、防火、防水、耐冻、耐老化、耐侯和环保等性能；(2)材料的正常使用寿命应与建筑的使用年限相适应，并考虑使用寿命全过程的费用，包括板材在使用过程中的维修费用和寿命结束时的处理费用；(3)应与钢结构有可靠的连接，以满足抗震设防和结构延性的需要；(4)应尽可能模数化、工

20、厂化、施工快捷，并有配套的连接件、施工机具，更要因地制宜。3.2.1 墙体材料选型分析根据对市场和工程实践收资调研，目前在钢结构中常用的墙板维护材料一般分为单一材料外墙和复合外墙，当今市场上常见且使用的主要有纤维水泥板材复合外墙体系、ALC蒸压轻质加气混凝土板材、装饰防火板复合外墙体系、发泡水泥复合外墙板体系、金属板复合外墙体系等，本工程地处寒冷气候区，考虑建筑物的节能保温，主要建筑采用复合型外墙。经过我们对当地调研，在当地取材便利材料主要有纤维水泥板材、复合彩涂镀铝锌板和铝镁锰合金板（价格较高），ALC板。表3.2-1对各类型外墙板综合性能进行了比较。29表3.2-1 各类型墙板性能综合比较

21、类型品种构造做法mm材料燃烧性能等级防火性能h传热系数W/m2K综合单价（元/ m2）保温和板缝防雨水渗漏施工难度美观及使用寿命预制复合板纤维水泥加压板复合墙体120A2.40.18内墙280外墙400好，多层复合，空隙排水较快，平整度高各部分可分别更换，选择品种多，理论上可同主体寿命。镀铝锌夹芯板保温墙体（100厚岩棉+0.5厚彩钢板）100A1.130.044200250保温隔热效果好，采用暗扣板型，防水性好快，施工简单，质量、速度易于保证。目前国内采用该产品的建筑可达20年的使用年限，若日常维护合理，理论上可达25年镀铝锌夹芯板保温墙体（100厚聚氨脂+0.5厚彩钢板）100B10.60

22、.027150保温隔热效果好，采用暗扣板型，防水性好铝镁锰合金板（100厚岩棉+0.9厚板）100A1.130.0448001000保温隔热效果好，采用暗扣板型，防水性好目前国内采用该产品的建筑理论上可达50年的使用年限，若日常维护合理，可同主体寿命。单一材料板材ALC板150A41.02320保温性能一般，板缝专用密封保温条快、小型吊装设备同主体寿命，但缝材易老化，使用期间需修补、饰面多样根据表中材料综合性能比较，结合目前系统内装配式变电站用材及当地的采购情况，着重对镀铝锌夹芯板、铝镁锰合金夹芯板、纤维水泥板进行比较论述如下：3.2.1.1 夹芯板系列夹芯板系彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材

23、通过粘强剂复合而成的保温复合围护板材；根据其芯材的不同分为硬质聚氨脂夹芯板、聚苯乙烯夹芯板、岩棉夹芯板。夹芯板板厚范围为30250mm，建筑围护常用夹芯板厚度为50100mm，夹芯板为工厂生产产品，受运输条件限制其板长宜在12m以内。考虑变电站建筑防火及环保要求，本工程采用的夹芯板内层保温芯材采用岩棉。a) 镀铝锌夹芯板镀铝锌夹芯板系将彩色涂层钢板面板及底板与100mm岩棉保温芯材通过粘强剂复合而成的保温复合围护板材；考虑该产品钢板用于外墙，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，密封材料会出现老化现象，所以该类板材的建筑一般只有520年的使用年限，通常用于临时建筑。

24、若日常维护及时合理，理论上使用年限最长可达25年。其特性如下：优点：（1） 容重及强度镀铝锌夹芯板面密度18.5 kg/m2，是一种轻质高强的围护结构材料，作为外墙板。它的自重约是混凝土的1/25，砖的1/16。可以有效地降低建筑物自重，减少基础、梁柱结构的造价。（2） 保温隔热性优良镀铝锌夹芯板具有较好的保温性能，导热系数=0.044 W/mk,仅为混凝土的1/21,实心砖砌体的1/10；同时也具有较佳的隔热性能，是一种高效保温隔热围护结构材料，有效满足节能标准的要求。（3） 耐火性优良镀铝锌夹芯板不燃的无机材料组合的墙体，具有优良的耐火性，内衬优质岩棉能耐12501400的高温。100mm

25、厚镀铝锌夹芯板保温墙体耐火极限1.13小时，同时在高温和明火下均不产生有害气体，是一种安全的外墙材料。（4） 绿色环保材料镀铝锌夹芯板建筑拆除简单，回收率高，钢材回收率高达100%,大大减少了建筑垃圾的产生。（5） 抗潮防水性能镀铝锌夹芯板具备抗渗防水性能，只要连接部位做好防水措施，就可保证整体的防水防潮性能。（6）施工便捷板材生产工业化、标准化，安装产业化，可很方便地在现场加工作业。施工方便，工期短。 （7）抗震性优越具有较好的抗震性能，适用于抗震设防烈度8度的地区。缺点：（1）镀铝锌夹芯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，涂层厚度一般为2535um，如用于外墙

26、，表面直接暴露于室外，表面的涂层每年损耗约35um，即使用于室内环境中，表面的涂层以每年14um损耗。镀铝锌夹芯板用于外墙时，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像，密封材料13年会出现老化现象，所以该类板材的建筑一般只有520年的使用年限，并且需要每年维护，时间越久维护费用越高。与国家电网提倡的60年全寿命周期变电站要求相差甚远，因此不适合应用于装配式变电站。下图3.2-1 为此种板材在某电厂中使用5年时出现的情况： 图3.2-1（2）镀铝锌夹芯板建筑管线在建筑内部需用明敷，影响室内的美观。b) 铝镁锰合金夹芯板铝镁锰合金夹芯板系将铝镁锰合金面板及底板与100mm岩

27、棉保温芯材通过粘强剂复合而成的保温复合围护板材；近来年，铝镁锰合金板在建筑业中得到广泛应用，为现代建筑向舒适、轻型、耐久、经济、环保等主向发展发挥了重要的作用，AA3004铝镁锰合金由于结构强度适中，耐候、耐渍、易于折弯焊接加工等优点，被普遍认可作为建筑设计使用寿命50年以上的外墙材料。优点：（1） 容重及强度铝镁锰合金夹芯板面密度10kg/m2，是一种轻质高强的围护结构材料，作为外墙板。它的自重约是混凝土的1/40，砖的1/30。可以有效地降低建筑物自重，减少基础、梁柱结构的造价。（2） 保温隔热性优良，同镀铝锌夹芯板。（3） 耐火性优良，同镀铝锌夹芯板。（4） 耐久性好。铝镁锰合金夹芯板位

28、于大气中，会与大气形成氧化铝薄膜，防止被进一步腐蚀，具有自我防锈能力，可防止金属氧化锈蚀，耐酸碱性好，其正常使用寿命达50年以上，经合理维护可达60年，附合国家电网提倡的全寿命周期变电站设计要求。（5） 绿色环保材料，同镀铝锌夹芯板。（6） 抗潮防水性能同镀铝锌夹芯板。（7）施工便捷，同镀铝锌夹芯板。（8）抗震性优越，同镀铝锌夹芯板。缺点：（1）铝镁锰合金夹芯板材料单价高，综合单价达8001000元/ m2。从工程造价方面出发，本工程不推荐该板材。（2）镀铝锌夹芯板建筑管线在建筑内部需用明敷，影响室内的美观。3.2.1.2 纤维水泥加压板复合墙体纤维水泥加压板又称纤维增强水泥加压板，是以木纤维

29、和水泥为主原料，经先进生产工艺混和、成型、加压、高温高压蒸养和特殊技术处理而制成，不含石棉及其它有害物质的、具有高强度、大幅面、轻质、防火、防水、耐候等优良性能的新型环保建筑板材，其表面可做成各种仿石材、仿面砖的图案和机理。目前国内已规模化生产的有FC板和金邦板，非装饰用FC板较多用于内隔墙，表面可做各种内饰涂料，目前市场上也有很多装饰型FC板，表面已经处理，用于内墙时无需再做表面饰面处理。金邦板是一种集功能性、装饰性为一体的新型外墙挂板材料，可以根据建筑装饰要求定制各种颜色和材质，板材在露天和高湿度地区，湿涨率、干缩率保持稳定，具有防水、防潮的性能，是一种性价比较好的外墙板。本次设计中推荐采

30、用的纤维水泥加压板复合墙体外墙内侧采用装饰型FC板，外侧采用金邦板，内衬100厚岩棉保温隔热层；内隔墙采用双面装饰FC板，内衬80厚岩棉。图3.2-2 国产金邦板复合外墙效果 图3.2-3 纤维水泥加压板在变电站 图3.2-4 装饰防火板复合外墙体中使用效果 系构造节点 优点（1）保温隔热性优。纤维水泥加压板复合墙体的外墙可采用组合墙板。组合墙板的外挂板有一定保温隔热性能，内加保温板以确保保温效果，导热系数=0.18 W/mk,为实心砖砌体的1/2；同时也具有较佳的隔热性能，是一种高效保温隔热围护结构材料，有效满足节能标准的要求。（2）防火性能优越。自保温复合墙体自身亦有优良的防火性能，150

31、厚墙体耐火极限即可达到3小时。100厚度以上组合墙体耐火极限在2小时以上，同时在高温和明火下均不产生有害气体，是一种安全的外墙材料。（3）隔音性能好。经试验测定，组合墙板和自保温墙板的空气音隔音效果均高于普通砖墙和钢筋混凝土墙的53dB和中空双层玻璃窗的35-40dB的隔音性。（4） 绿色环保材料板材不含石棉、甲醛等有害物质，在使用时不会产生有毒气体和辐射，建筑拆除后材料可循环回收利用,大大减少了建筑垃圾的产生。组合墙体的外挂板采用了特殊材料及生产工艺，具有良好的自洁功能。（5）自重轻。组合墙板和自保温墙板的每平方重量仅相当于240厚砖墙的10%到20%，房屋整体重量为传统建筑的4060%。（

32、6） 抗潮防水性能板材在露天和高湿度地区，湿涨率、干缩率保持稳定，具有防水、防潮的性能。（7） 耐久性好板材抗老化、耐久性好，不霉变、防虫蛀，其正常使用寿命达60年，附合国家电网提倡的全寿命周期变电站设计要求。（8）施工性便捷国产高档纤维水泥加压板，如金邦板本身具有各类外墙装饰材的效果，无需粉刷，所以施工速度相当快，一幢两层的别墅的外墙可在一周之内完成。缺点：质量和外观好的装饰用纤维水泥加压板（金邦板）复合墙体价格较高，综合单价达400元/m2。经过综合比较，外墙采用装饰用纤维水泥加压板复合墙体符合国家电网提倡的全寿命周期变电站设计要求，在使用过程中合理维护，整栋建筑设计使用年限可达60年，是

33、最为经济的外墙建材。3.2.2 楼面材料选型分析楼面材料首先应满足结构荷载的需要，保证建筑物在使用期间满足强度和变形的要求。根据目前的工程实践，装配式建筑在楼面材料选型上大体有以下几种类型。3.2.2.1 AAC楼面板在我国已有十几年的使用经验，多用于工业厂房的混凝土排架和轻钢结构的门型钢架的屋面，厚度根据荷载和建筑热工计算确定，同时安装便捷，单位造价也较低。但AAC板由于标准宽度最大为600mm，拼装过程接缝多，强度低，易损坏，另外，采用类似预制板的拼接，使建筑物的整体和抗震性能有所减弱。根据调查，目前市场上板材能承受最大的荷载是5kN/m2，但是板材的最大长度为1600mm，本工程的楼面活

34、载在10kN/m2以上，不能满足结构承载的要求。因此，在本次设计中屋面板型式不作为推荐材料。如随着时间的发展，设备的不断创新，楼面的荷载取值越来越小，AAC板材承受荷载能力能够满足承载力的要求，应采用AAC板作为楼面的结构层，更好的体现装配式建筑的优点。3.2.2.2 压型钢板底模现浇板压型钢板底模系统是一种新型的装配式结构和现浇混凝土板材的完美结合，较大程度地实现了钢筋混凝土的工厂化衔接，在很多的高层钢结构中已逐步推广使用。其工艺是镀锌压型钢板做为底模，在其上进行浇注混凝土。与以往的楼板施工方法不同, 在建设现场，可以将压型钢板模板直接铺设在钢梁上，无需模板和支撑，然后进行钢筋工程，便可浇注

35、混凝土，提高了楼板施工效率。其优点如下：（1） 施工简单便利底模采用压型钢板，省去焊接工序，施工完成后无焊缝搭接，室内顶棚观感较好。现场钢筋绑扎方便，提高施工整体速度，可以提供更大的楼承板刚度，可减少或无需施工用临时支撑，模板直接支撑在钢梁上，为各种工种作业提供了宽敞的工作平台，浇筑混凝土及其它工种均可多层立体施工，大大缩短了工期。（2） 安全性能可靠与传统现浇钢筋混凝土楼板相比，因楼板自重不在混凝土内产生拉应力，使用阶段负弯距区和下部混凝土的裂缝宽度减小，改善了楼板的使用性能。钢筋完全被混凝土包裹，耐火性能与传统现浇楼板等同，底模采用镀锌钢板不参与使用阶段受力，不需考虑防火、防腐问题。在计算

36、模式上，与常规的混凝土板相同。（3） 文明施工混凝土浇筑不会出现漏浆现象，现场废料少，对环境污染少，彻改变了粗放的楼板施工方式。（4） 节省电能底模仅1.2mm厚（兼做屋面屏蔽材料），现场栓钉穿透焊接耗电量大量减少，减小现场电的需求，节省能源。（5） 钢筋排列均匀，上下层钢筋间距及混凝土保护层厚度有可靠保证。（6）板抗震性能、防水性能、整体性好，管线、开孔方便。（7）底模采用压型钢板不参与使用阶段受力，有效解决设备用房的屏蔽问题。缺点是现场有浇注作业。根据本工程屋面布置和荷载性质，对压型钢板进行初选，按跨度为2.1m单向连续板计算，结合楼面需预埋管线的要求，板厚取值为150mm。采用C30商品

37、混凝土浇筑，根据山东地区信息综合造价为430元/m2，与铝镁锰合金屋面板相比，经济性明显。在技术性能方面，屋面防水自防水和整体抗震性能均好于以上两种材料，同时在浇筑混凝土前，可以将管道和埋件在相应位置就位，处理十分灵活。经过综合比较，在楼面材料方面本工程推荐采用自承式钢筋桁架现浇屋面板，受力体系与原钢筋混凝土框架结构相同。3.2.2 屋面材料选型分析屋面材料首先应满足结构荷载的需要，保证建筑物在使用期间满足强度和变形的要求。提高屋面的保温隔热性能,是减少空调耗能，改善室内热环境的一个重要措施。同时屋面防水的设计，也是确保工艺设备能正常运行的关键环节。根据目前的工程实践，装配室建筑在屋面材料选型

38、上大体有以下几种类型。3.2.2.1 AAC屋面板在我国已有十几年的使用经验，多用于工业厂房的混凝土排架和轻钢结构的门型钢架的屋面，厚度根据荷载和建筑热工计算确定，同时安装便捷，单位造价也较低。但AAC板由于宽度一般仅为300600mm之间，屋面接缝多，强度低，易损坏，成为防水设计的薄弱环节，另外，采用类似预制板的拼接，使建筑物的整体和抗震性能有所减弱，同时照明等管线、吊点埋件的布置也有一定的局限性。因此，该屋面板型式不作为推荐材料。3.2.2.2 铝镁锰合金屋面板铝镁锰合金屋面板装饰效果好，外表面无接驳口，且可以根据用户需要采用不同的颜色。选材采用特制的合金材料，选用不同厚度的保温材料，能满

39、足建筑使用的各项功能，同时可以直接作为继电器室顶面屏蔽材料，为工程节约投资。铝镁锰合金屋面板在取得了良好的建筑效果同时也暴露了一些问题，保温材料与板材之间采用螺钉连接，距离过大时容易脱落，直接掉至设备上，造成工程隐患。板材本身保温隔热性能差，需要辅以另外的保温隔热材料，使屋面工程实施下来费用超标，若采用0.8厚板材再设置保温面，结算价格近700元/m2。因此，从工程造价方面出发，本工程不推荐该屋面板材。3.2.2.3 压型钢板底模现浇板压型钢板底模系统是一种新型的装配式结构和现浇混凝土板材的完美结合，较大程度地实现了钢筋混凝土的工厂化衔接，在很多的高层钢结构中已逐步推广使用。其工艺是镀锌压型钢

40、板做为底模，在其上进行浇注混凝土。与以往的楼板施工方法不同, 在建设现场，可以将压型钢板模板直接铺设在钢梁上，无需模板和支撑，然后进行钢筋工程，便可浇注混凝土，提高了楼板施工效率。其优点如下：（1） 施工简单便利底模采用压型钢板，省去焊接工序，施工完成后无焊缝搭接，室内顶棚观感较好。现场钢筋绑扎方便，提高施工整体速度，可以提供更大的楼承板刚度，可减少或无需施工用临时支撑，模板直接支撑在钢梁上，为各种工种作业提供了宽敞的工作平台，浇筑混凝土及其它工种均可多层立体施工，大大缩短了工期。（2） 安全性能可靠与传统现浇钢筋混凝土楼板相比，因楼板自重不在混凝土内产生拉应力，使用阶段负弯距区和下部混凝土的

41、裂缝宽度减小，改善了楼板的使用性能。钢筋完全被混凝土包裹，耐火性能与传统现浇楼板等同，底模采用镀锌钢板不参与使用阶段受力，不需考虑防火、防腐问题。在计算模式上，与常规的混凝土板相同。（3） 文明施工混凝土浇筑不会出现漏浆现象，现场废料少，对环境污染少，彻改变了粗放的楼板施工方式。（4） 节省电能底模仅1.2mm厚（兼做屋面屏蔽材料），现场栓钉穿透焊接耗电量大量减少，减小现场电的需求，节省能源。（5） 钢筋排列均匀，上下层钢筋间距及混凝土保护层厚度有可靠保证。（6）板抗震性能、防水性能、整体性好，管线、开孔方便。（7）底模采用压型钢板不参与使用阶段受力，有效解决设备用房的屏蔽问题。缺点是现场有浇

42、注作业。根据本工程屋面布置和荷载性质，对压型钢板进行初选，按跨度为2.1m单向连续板计算，板厚120mm。采用C30商品混凝土浇筑，根据山东地区信息综合造价为430元/m2，与铝镁锰合金屋面板相比，经济性明显。在技术性能方面，屋面防水自防水和整体抗震性能均好于以上两种材料，同时在浇筑混凝土前，可以将管道和埋件在相应位置就位，处理十分灵活。在施工周期方面，根据装配式建筑物的施工组织流程，屋面现浇板与楼面现浇板是同时进行混凝土的浇筑，故对施工工期不会产生影响。经过综合比较，在屋面材料方面本工程推荐采用自承式钢筋桁架现浇屋面板，受力体系与原钢筋混凝土框架结构相同。3.2.3 门窗选型分析设计中的外窗

43、采用断桥铝合金窗，外门采用复合彩钢板门，有优点如下：a. 防止冷凝：带有隔热条的型材内表面的温度与室内温度接近，降低室内水分因过饱和而冷凝在型材表面的可能性。 b.节能：在冬季，带有隔热条的窗框能够减少1/3的通过窗框的散失的热量；在夏季，如果是在有空调的情况下，带有隔热条的窗框能够更多地减少能量的损失；复合彩钢板门（内衬保温材料）在冬季可减少室内热量的散失。c.降低噪音：外窗采用厚度不同的中空玻璃结构和隔热铝型材空腔结构，能够有效降低声波的共振效应，阻止声音的传递，可以降低噪音30dB以上。 d.颜色丰富多彩：采用阳极氧化、粉末喷涂表面处理后可以生产RAL色系200多款不同颜色的铝型材，彩钢

44、板门可根据建筑需要喷涂各种颜色，符合建筑造型需求e. 在施工精度达到要求的情况下，使用寿命达到30年，所以两次年限即可贯穿建筑使用周期，经济性好。3.2.4 钢结构防火材料的选型分析根据对市场和工程实践收资调研，目前钢结构的防火措施最常用的有以下几种类型：1）在钢构件表面喷涂防火涂料；2）采用轻质防火厚板将钢构件包裹；3）采用复合保护，即紧贴钢构件用防火涂料或其他隔热防火材料，外用防火薄板包覆。其中喷涂防火涂料保护法重量轻、施工较简便，适用于隐蔽结构和裸露的钢梁、柱、斜撑等钢构件。本工程推荐采用表面喷涂防火涂料作为防火措施。3.3 “绿色”环保型建筑为贯彻国网公司系统全面开展“资源节约型、环境

45、友好型、工业化”的试点变电站建设精神，本设计中建筑外形，建筑材料，建筑设备等方面进行绿色优化。力争做到低能耗、高舒适度，充分展现国家电网工业建筑的风采，符合国家电网公司绿色发展白皮书所做出的要求。3.3.1 “绿色”的建筑外形本设计位于山东省淄博市，热工设计分区属于寒带地区，冬季的保温隔热尤为重要。朝向设计合理能使建筑从阳光中获取大量的能量。为了实现这个目的，站区建筑物尽量向南采光，在冬季可以最大限度的接受阳光照射，减低室内取暖所需要的能耗。而建筑体积方正，建筑的体形系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值) 直接影响建筑能耗的大小, 体形系数越大, 单位建筑空间的散热面积越

46、大, 能耗就越高,体形系数每增加0.1, 能耗指标增加约21.5%。本站区建筑物体形系数见下表3.3-1。表3.3-1 建筑物体形系数110kV配电装置楼220kV配电装置楼外表面积1509m21807m2体积6241 m38189 m3体形系数0.240.22对于两层建筑来说均属于较低的比值，进一步控制了在冬季的热量扩散。3.3.2 “绿色环保”的建筑构造做法3.3.2.1 外墙做法作为建筑物外围护结构的墙体，其所采用的隔热保温材料能够直接影响建筑物的传热量。本设计外墙为纤维水泥加压板内衬岩棉作为节能墙体。经过计算本墙体的传热系数为0.18，而我国对寒冷地区建筑物外墙传热系数要求不大于0.5，符合国家要求。而且岩棉板具有优良的防火、保温和吸音性能，在生产中加入防水添加剂后，还具有较好的防潮憎水性，这些特性都非常适合变电站采用。图3.3-1 纤维水泥加压板复合外墙体系构造节点3.3.2.2 屋顶做法屋顶作为建筑物最上层的维护结构，在建筑保温隔热方面同样具有极其重要的作用。在寒冷地区，屋顶构造设计同样需要满足冬季保温的要求，减少室内热量损失。本设计中屋面的隔热设计同样采用玻璃泡沫板，因为此材料具有优良的防火性，符合公安部（2011）29号文中关于屋面保温层不得选用挤塑板等