与城市融合的变电站外观设计研究报告

1、与城市融合的变电站外观设计研究报告1变电站与环境的关系综述随着城市建设飞速发展，城市用电需求急增，为满足供电需求，提髙供电安 全可靠性，变电站需深入城市中心。以往变电站设计中只考虑变电站的功能要求， 变电站占地面积大、外形呆板、工业化气息严重，与城市环境不协调。此外，变 电站建设、运行中对周围环境有一定影响，人们普遍对城市中心变电站存有抵触 心理。社会经济发展的同时，现代社会对城市景观也越来越重视，要求越来越高， 在绿色、智慧、生态优美型城市的发展形势下，对城市中心变电站与周围环境和 谐共生提出了更髙的要求。尤其是在这种高标准高起点的电网工程，应充分考虑 这一趋势，根据景观保护需要来实施相应的

2、环境对策，做到周围环境与变电站运 行、维护以及投资方面的协调，受到周围居民的接纳。人是环境的产物，同时也是环境的改造者。当市內电网工程建筑从图纸阶段 走向现场施工时，建筑则变成了环境的改造者和积极参与者。对设计者来说，这 个改变有两个意义：首先是新建筑提供了一个新的使用空间是和改变了局部环境 和微气候；其次是建筑将成为环境中协调的新要素。与环境相协调，常常是设计 者所忽略的，经常出现建筑物凌驾于环境之上或者不顾及周围的建筑而显得格格 不入的情形。因此，我们在将其设计的建筑置于环境中是，应遵守如下原则：1）新的建筑置于环境后，将升华这个街区（路段、经典、群体等）的艺术 价值和文化价值。2）它是环

3、境中的一员，由于他的置入，环境质量有所提高了或者推动了街 区的更新。3）它是'镶牙式”的置入的，而不是独来独往与周围毫无“对话”关系。4）它与环境有千丝万缕的联系，联想的、母体的、色彩的、文化内涵式、 符号式的等等。5）它完美的解决了基地存在的先天缺陷与不足，使基地的价值的到了最大 限度的发挥。在建筑与环境相协调中，华裔建筑大师贝聿铭设计的美国国家美术馆东馆， 很好地解决了新老美术馆的"邻居”关系。众多评论家称他是''三角形的凯族”、 “中心绿地上的杰作”、卓越的建筑师设计一个卓越的博物馆。而他设计得到香 港中国银行大厦，更成为香港的标志性建筑。2变电站布置形

4、式全国城镇化水平从21世纪初的36. 22%到2019年的57. 35%,这些都标志着 城市发展进入一个快速阶段。而城市的快速发展使得电力需求不断增长，电力负 荷节节攀升，尤其是大城市的开发建设，以CBD（中央商务区）等髙用电需求区域 的兴起为代表，都对电力供应提出了更高的要求。为了有效保障可靠供电，电网 设置须接近用电负荷中心，这些都使得变电站等电网工程由郊区伸入城区成为必 然。城区变电站多为户內形式，传统站室多为工业建筑，其外观也偏向于简单规 则的"盒子”形状，但是城市建筑多有自己的特色。GB/T50293-2014城市电 力规划规范也提出“规划新建的城市供电设施应根据其所处地段

5、的地形地貌条 件和环境要求，选择与周围环境景观相协调的结构形式与建筑外形”，而且建筑 风格与周边环境的融入，可以在很大程度上缓和民众对变电站建筑的抵触心理。与周围建筑环境相融合的户内站室主要有独立的地上建筑、与其他功能性建 筑结合、地下布置等三种形式。一、独立的地上建筑设计形式。对于公园、绿地等无法结合建设配电站房的 地点，可建设独立的变电站和10千伏配电站房。建设风格应依照整体建设风格, 以建筑与周围环境协调为目标，优化变电站外观的色彩搭配和设计感，使其具有 适用、经济、美观的特点，一方面避免其在城市中应出现突兀感，另一方面应具 有融合建设元素的独有的风格，成为城市内标志性景观之一。二、与其

6、他功能性建筑相结合的形式，应结合当地发展规划，选择合适的联 合构筑物，制定户内站室与其他建筑物联合建设方案。在繁华区和城市建设用地 紧张地段，为减少占地、与周围建筑相协调，可结合建筑物共同建设，宜设置在 公共建筑物的首层。在沿海及易发生内涝地区，户内站室应建设于建筑物首层。 由于结合建筑物共同建设的各类站室，其电气主接线、进出线回路数、设备布置 等与独立建设的站室相同，仅设备运输、通风、排水、接地等方面有区别，故结 合建筑物共同建设站室的电气部分与独立建设要求一致，平面布置可参考独立建 设中的平面进行设计。三、当变电站位于地下时，应满足如下特殊要求：(1) 地下变电站室如采用SF6充气绝缘，应

7、设置浓度报警仪，底部应加装 强制排风装置，并抽排至室外地面。确保工作人员及周边人员的安全，留有备用 电源接入的装置。(2) 地下变电站室的净高度一般不小于3.6m；若有管道通风设备、电缆桥 架或电缆沟，还需增加通风管道或电缆沟的高度。(3) 地下及半地下变电站室没有无线信号覆盖时，应考虑有线通信方式。3变电站建设风格目前，随着社会经济的发展，变电站等建筑的设计理念从最初的“适用、经 济、在可能条件下注意美观”已发展的到现在的"适用、经济、美观”。美观并 不是豪华，而是以适用、经济为前提。'适用”要突出电网设备能够满足电气工 艺的要求，这是保证电网工程长期安全运行的重要条件。“

8、经济”要强调投资效 益、资源节约和保护环境，应当以全寿命使用周期为基本目标，兼顾建造价格和 使用维护费用。"美观”则是一种艺术，既要与周围环境相融合，又要独具特色, 成为城市景观的点缀，既要体现地域特点和民族文化，又要有所创新，处理好传 统风貌和外来文化的关系。变电站的建筑设计与一般民用建筑的建筑设计有很大不同。一般民用建筑设 计所受限制条件少，体型可灵活多变。而开关站、配电室的平面设计与工艺流程 挂钩，与设备的大小和数量有关，不同的工艺流程就有不同的平面布局。在这里, 发挥的空间较小，建筑平面多为一字型或L型，较为简单，平面内的房间也较固 定，主要为设备提供一个遮掩的空间。建筑多为

9、单层或二、三层，层高也较高。 建筑的面阔较长。另外立面上还有进出线的洞口、杆件和检修平台。在平面形状 单一，里面闲置很严的情况下，要做好开关站、配电室建筑的外部造型设计，确 实是一个比较艰巨的难题。根据特点，变电站建筑风格执行高起点、髙标准，立足，具有中国特色，中 西结合。根据规划区不同位置将其设计为住宅区、办公区、商业区、特色小镇四 种风格，以便其适用于不同类型风格的环境。(一) 住宅区风格"中国特色、高点定位”就是我们应该有文化自信，建筑高标准。在我国林 林总总样式的住宅建筑中，有的反映纯民族的建筑文化，有的反映中西文化的有 机结合，有的是较多的反映西方文化。本系列设计旨在传承我

10、国传统的人居文化, 并融入中国当代文化，将中国优秀的人居文化传统与现代化有机结合起来。相对于办公建筑而言，居住建筑要更加突出人文和生活理念。小区建筑的外 部造型各有特色，几乎没有相同的型体，归纳起来有：1）重视地方特色和传统的建筑形式。2）注重内外环境的有机结合，发展屋顶绿化。3）发展独户住宅，每户有单独的出人口和室外活动空间，不受视线干扰。4）发展邻里式住宅，安静、舒适、方便，有利于邻里之间交往。5）发展综合性服务中心，使居民不出楼寓可得到社会各种服务。6）适应社会需要，兴建适用于老年人、青年户型和残废人住宅等。7）注重旧房改造工作，为保持传统形式，修复原样，而室内装备现代化的 设施，此类房

11、屋售价较低，受居民欢迎。8）在标准化的基砒上，力求多样化。9）装饰装修力求丰富多彩，住户对其有充分自主权，即使同一类型住宅， 其装饰装修、造型、色调各异，与空间环境相适应。图9. 10-1住宅区建筑方案本方案采用江南传统建筑风格，与白洋淀水乡的自然环境相融合，立足文脉, 尊重历史传承，融合中西，运用多种建筑语汇（如江南古建，石库门等），使建 筑与不同的文化区融为一体。灵活运用京南传统古建的造型及细部设计，白墙和 青瓦是灵魂，马头墙和窗花是国粹，立面局部的凹进凸出增加了建筑物的层次感 和韵律感，又与整体风格协调。本设计充分贯彻对环境和人文重视的原则，以达 到建筑与自然、环境的和谐统一，充分体现以

12、人为本的设计原则，尽可能多地为 住宅小区居民创造符合心理需求的建筑环境。（二）办公区风格单纯的办公建筑的风格多种多样，不拘泥与固定的形式，呈现出来的有奢华、 朴素、简约、现代主义等多种不同类型的办公楼。考虑绿色生态的定位，本系列 设计充分贯彻对环境与人文重视的原则，以达到建筑与自然，环境的和谐统一， 充分体现以人为本的设计原则，尽可能多的为办公人员创造符合他们心里需求的 建筑环境。随着时代的发展和技术的进步，人们对生活和工作环境的品质要求也逐步提 髙，关注建筑功能的舒适性，以改善人们的生活丁作环境，提高人们的生命质量 成为建筑智能化的主要发展方向。当代建筑学、生态学及其它科学技术成果的综合，为

13、建筑创作提供了新的设 计思维。健康舒适的工作环境概念是指：优良的空气质量，优良的温湿度环境， 优良的光、视线环境，优良的声环境；应对的建筑设计方法：使用对人体健康无 害的材料，减少VOC（挥发性有机化合物）的使用对危害人体健康的有害辐射、电 波、气体的有效抑制，充足的空调换气对环境温湿度的自动控制，充足合理的桌 面照度，防止建筑间的对视以及室内尴尬通视、建筑防噪声干扰、吸声材料的应 用。办公区的建筑特点主要有：1）综合性和多功能商务（办公）建筑的综合性体现在以商务（办公）为主，兼 有金融、购物、餐饮、娱乐、休闲、居住等功能，好的商务（办公）建筑能有机地 将它们结合在一起，为企业和客户创造一流的

14、环境。2）办公场所空间灵活商务（办公）建筑大多提供的是大空间，有利于企业根 据自身的需要，对办公空间进行分隔、组织，营造出各具特色，人性化的办公空 间。3）智能化、信息化为了适应新的现代商务办公与商务活动的需要，智能化 系统必不可少，通过网络和髙科技手段，将现代化信息传递与处理髙效.精确、 准时地提供给企业和客户。4）地理位置优越商务（办公）建筑大多设置在中央商务区内，交通环境好， 公共交通系统完善，周边的商业、生活设施和环境已成规模；有的商务（办公）建 筑所处的景观环境也很好，毗邻城市绿地或者城市滨水区。5）国际化物业管理一流的商务（办公）建筑要有一流的管理。特别是很多商 务（办公）建筑内有

15、跨国公司的人住，需要聘请国际一流的物业管理公司为客户进行体贴.细致、人性化的服务。图9. 10-2办公区建筑方案本方案建筑立面通过浅色墙体材料和灰色百页，形成折线与体块穿插的集合 构图，虚实对比明确，体现了现代建筑简洁大气的风格。建筑立面较规整，通过 凸岀的立面造型形成了韵律感。建筑色彩较为简单，凸出的方块造型轻盈时尚， 显得整体效果较为简洁大方o表面的竖长条窗，体现了传统建筑风格。通过竖向 作为单元组合排列，形成恢弘有序的墙面，创造了较为经典的构图方式，竖向的 单元也由窗为基础，给建筑立面注入了不竭的活力。竖向的窗户布置有利于采光, 光线效果较为均匀。竖向窗韵律感强、古典意蕴强、立面简洁均衡

16、、施工技术传 统简单。（三）商业区风格中心商业区是各类商业、金融、办公、娱乐、宾馆等机构高度集聚之地，在 物质景观上即表现为各类建筑物的高度密集。商业中心区集中大量金融、商业、 贸易.信息及中介服务机构，拥有大量商务办公.酒店、公寓、会展、文化娱乐 等各类建筑。建筑风格偏向现代化。中心商业区是各类商业、金融、办公、娱乐、宾馆等机构高度集聚之地，在 物质景观上即表现为各类建筑物的髙度密集。而由于中心商业区用地稀缺，迫使 各类房产商纷纷增加建筑楼层数，向空间要地，使得中心商业区建筑向髙层发展。由于中心商业区生活服务设施完善，生活便利，在发展中国家往往最能吸引 市民定居，使中心区常住人口密度极大；另

17、一方面，中心商业区处于城市心脏地 带，能吸引全市乃至外地顾客前来消费，使中心区流动人口也十分密集。常住人 口和流动人口相叠加，造成中心区人口高度拥挤，如广州市中心商业区人口密度 竟髙达14万人/平方千米车流密集，车辆是中心商业区货物、人员进出的运 载工具，因此中心商业区商务设施、人流的髙度密集必然带来车流的髙度密集。商业建筑虽然类型很多，但有一些共同的特点：1）对区域位置要求高。区域位置关系到“ 口岸”的好坏，这对商业建筑来 说是至关重要的。2）要有突出、易识别的外观形态。商业建筑要吸引人，拥有突出、易识别 的形态是必不可少的，有很多商业建筑都成为了地段的标志性建筑。商业建筑立 面要考虑广告牌

18、的位置，因而开窗较少，这也成为了商业建筑极易识别的外观特 色。3）与城市的关系密切。作为城市空间组织的重要因素之一，大型商业建筑 在城市中所处的区位、其结构布置、平面形态、空间特征等对城市布局的影响极 大，是当代城市规划和建筑设计的重要内容之一。4）内外交通组织通达性要求高。好的通达性是商业建筑能吸引顾客的重要 条件，是商业建筑设计时要重点考虑的问题。5）商业氛围的营造。商业空问最大的特点就是要有商业氛围，有能够汇聚 人气的场所氛围。6）需要足够的停车空间。充足的停车空间是吸引人购物的有利条件。变电站建设于商业区，应与其周围的建筑风格相一致，达到协调统一。本方 案建筑外观采用了全玻璃幕墙的形式

19、。采用幕墙形式具有如下优势：1）造型美观，装饰效果好幕墙打破了传统建筑造型模式，窗与墙在外形上没有了明显界限，丰富了建 筑造型。从外立面看，较多地掩饰了传统变电站的特点，使其与周围变电站能够 协调统一。2）质量轻，抗震性能好幕墙材料的质量一般每平方米在3050kg,是混凝土墙板的1/51/7,大 大减轻了围护结构的自重。3）施工安装简便，工期较短幕墙构件大部分是在工厂加工而成的，因而减少了现场的安装操作工序。与 装配式结构相结合，使得建筑整体施工简洁方便，极大的缩短工期，适应了变电 站快速建设的要求，为建设提速提供保障。4）维修方便幕墙构件多由单元构件组合而成，局部有损坏时可以很方便地维修或更

20、换， 从而延长了幕墙的使用寿命。5）方便清洁，外观整洁基于玻璃幕墙的特点，经过雨水冲洗以后，具有自洁的功能，使外观保持较 为干净的表面。幕墙定期清洗保洁，可以长期保持美观的效果。本方案在玻璃幕墙的表面，做了没有一定规律的线条作为装饰，有了一种体 块感。建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以 动态的美。将玻璃墙面视为虚墙面，钢板、金属铝板等为实墙面，变大面积的玻 璃慕墙为分散的玻璃慕墙的点、线、块，与实墙部分互相镶嵌，形成有实有虚、 虚实结合的丰富立面。图9. 10-3商业区建筑方案4节能环保措施（一）基于“海绵城市”设计理念，采用绿色屋顶、垂直绿化。变电站的绿化主要集

21、中在屋顶绿化、垂直绿化技术的应用上，绿色外观下的 变电站蕴含着极其丰富的自然生态美，将是城市中的一抹绿，增加人们的舒适感, 同时还可以净化空气，降低噪声和电磁辐射，缓解城市洪涝，提高水资源的利用 率，调节室内温度，提髙建筑技能水平。屋顶绿化技术主要包括屋顶绿化防水、栽培基质的选择、蓄排水、植物种植、 植物施肥管理、屋顶雨水回收再利用、屋顶自动灌溉等技术。而传统的垂直绿化 技术是简单的由植物和平面种植基盘构成，如地栽攀爬类植物，利用建筑种植槽 栽植下垂植物，于阳台摆放花盆等形成绿化效果，其效果形成依赖植物攀爬特性; 目前垂直绿化的新技术是由人工种植基盘与支撑构件构成的完整的结构系统的 绿化系统，

22、通常有精密的灌溉系统作支撑。相比传统技术的研究领域多限于植物 的选种，新技术注重各种种植基盘的制作工艺和生长介质研发的创新，如利用不 织布装纳植物，营养液平均渗透在不织布上给植物提供营养。技术的创新使植物 的选择面更广，创造了丰富的绿化效果，扩宽了垂直绿化的应用范围。图9. 10-4上海世博会主题馆植物墙和屋顶效果（二）采用节能环保型设备及材料1. 采用分体变频空调，空调能效等级不低于二级，同时空调应采用无氟型, 减少对大气环境的危害。2. 采用节水型卫生器具，采用集节水、智能、环保与节能一体且极具人性 化的环保技术。3. 照明采用LED光源。4. 选择低噪设备，降低变电站噪音对周围环境的影响。建筑室内墙面辐射 吸声结构，房间进、排风口均采用消声百叶降噪。5. 主要建筑结构合理采用高性能混凝土或高强度钢，节约材料的用量，节 省投资。6. 室内装修材料和产品的有害物含量，满足GB1858018587的要求。7. 雨污水分离，雨水排入市政雨水管网，污水排入市政污水系统。（三）建筑节能1. 屋面保温宜采用聚苯乙烯泡沬塑料板。屋面采用聚苯乙烯泡沫塑料板保 温可以大幅度降低保温层的厚度，一般仅需水泥珍珠岩制品的1/2用量，再加上 屋面空心大板的应用，其保温效果可以提髙80%。2. 合理配置外窗面积和太阳能蓄热智能化利用。无人值班