【文章內容簡介】 簧板、車殼、保險杠等），火車零件（如高速列車剎車片），飛機制造（飛機剎車片、飛機水平翼、飛機艙體）等領域應用量比國內相對較大。 2021 年通過我國數(shù)十家碳纖維復合材料制造企業(yè)共應用近 1萬噸碳纖維：電力（碳纖維導線及碳纖維導線牽引繩、太陽能、風力發(fā)電、電力電桿及橫擔、電極），石油（碳纖維抽油桿、碳纖維扶正器），化工（ 密封圈、壓力容器），航海（碳纖維纜繩），生物醫(yī)學（碳纖維骨骼），建筑（建筑補強、碳纖維增強水泥、碳纖維鋼筋），冶金（軋輥及軸套），新型材料（碳纖維增強鋁基、碳纖維增強陶瓷等）等領域應用量比國際上相對較大。其中電力應用碳纖維復合材料共應用近 1000噸碳纖維，占比近 10%。 隨著我國碳纖維生產技術的不斷成熟和產業(yè)化規(guī)模的持續(xù)擴大，如何將碳纖維復合材料在各個領域通過技術升級和成本降低工程應用方面的深度研究，以實現(xiàn)我國碳纖維復合材 料的規(guī)?；瘧茫?23 已成為制約我國碳纖維事業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。通過民品碳纖維復合材料的規(guī)模化應用和技術升級，進而促進我國國防領域更好更多的應用碳纖維復合材料，更進一步促進我國國防安全的升級。 電力系統(tǒng)碳纖維應用是單項應用碳纖維最大的行業(yè)，以碳纖維復合芯導線為例，全國每年需求電力導線 100 萬公里左右，每萬公里碳纖維需求約 700800噸，如果 10%導線采用碳纖維導線，則每年需求接近 8000噸，市場潛力巨大。由于復合材料技術與應用密切相關，系統(tǒng)開展碳纖維復合材料結構、性能相關 性研究，利用計算機技術加速設計過程，成為該技術在此領域應用的關鍵和瓶頸。 通過國家平臺的支持，整合優(yōu)化多方資源，建設“ 工程實驗室 ”，對于快速提升我國碳纖維及其復合材料的技術升級和消化我國剩余產能將起到重要作用。同時，能起到推動我國碳纖維及其復合材料行業(yè)的企業(yè)（院所）走差異化和專業(yè)化發(fā)展之路，帶動碳纖維及其復合材料行業(yè)向縱深領域的應用發(fā)展，創(chuàng)造我國碳纖維及其復合材料在國際的差異化優(yōu)勢。 24 第 五 章 建設方案 、建設規(guī)模與建設地點 內容和規(guī)模 本項目在牽頭單位 —— **********現(xiàn)有實驗設施的基礎上，建設 工程實驗室 ，實驗室的規(guī)劃建設主要根據(jù)內部研發(fā)和管理機構設置及長遠發(fā)展統(tǒng)籌考慮。主要建設內容包括： （ 1）新建綜合實驗樓 1座，建筑面積 6307m2，主要用于 材料選型 、 新材料開發(fā)研制 、分子標記技術、 碳纖維材質轉化 、 復合材料綜合分析 、 電力分解碳纖維 技術等 新材料開發(fā) 及配套技術研究 ； 購置科研儀器設備 117臺（套）；配套實驗臺和 材料 柜 700m2。 （ 2）新建 碳纖維車間 、智能 控制 室、等科研輔助設施，占地面積 12021m2。 （ 3）改造本部及 分廠 研發(fā) 設施，占地面積 4500m2， 購置 車間 作業(yè)機械 14 臺（套）。 *****經濟技術產業(yè)集聚區(qū) ****公司 工業(yè)園 *****地處中緯度地帶，豫東平原黃、淮之間。屬暖溫帶大陸性季風氣候。一年四季分明，溫差較大。其特點是：冬長寒冷雨雪少，夏季炎熱雨季中，春秋溫暖季節(jié)短，春夏之交多干風。根據(jù) *****氣 25 象臺多年氣象資料統(tǒng)計，市區(qū)年平均氣溫 ℃ ，年平均氣壓，年平均相對濕度 %，年日照 ，年平均降雨量 ，年平 均蒸發(fā)量 ，年平均無霜期 222 天。 *****全年冬季以北風偏東北風為主，夏季盛行東南偏南風，冬季盛行偏北風，一年中春季風速最高，秋冬季風速較低，全年平均風速 ，靜風頻率也較高，全年平均約為 %。 *****川匯區(qū)為第三系、第四系地層覆蓋。地質構造屬中朝淮地臺華北凹陷區(qū)。臨潁至沈丘大斷裂從 ****市 穿過，以大斷裂為界，以北地區(qū)是鹿邑次凹陷和鄲城凸起，呈北東向延伸，以南地區(qū)為沈丘次凹陷帶，呈北西西向。川匯區(qū)因受這兩組斷裂活動控制，構成中新生代斷拗式凹陷盆地。凹 陷盆地為第四系沉積物所覆蓋。 *****川匯區(qū)屬黃淮沖積平原，是華北大平原的一部分。境內地勢平坦，海拔高度 ，西高東低，由西北向東南傾斜，坡降 1/5000左右。 本項目位于 *****區(qū)，地勢平坦，地形由西北向東南略有傾斜，地面標高由西北向東南為 5045 米，地貌受外力作用，特別受黃河泛濫的沖積，有大平小不平、地面輕微起伏的特點。該項目在現(xiàn)有地形地貌上建設不會對工程建設構成太大影響。 項目所在區(qū)域地質為第四系沉積物，主要由以下三個較大的沉積地層單元，分述如下： 第三系上新統(tǒng)為粘 土、亞粘土夾沙土薄層，巖性棕紅、深棕紅， 26 埋深 ，含礦物成分以石英長石為主。 上部第四系全新統(tǒng)沖積、洪積層，主要為全新世河流泛濫形成，厚度不等，巖性黃色、灰綠色。 下部第四系更新統(tǒng)沖、洪積層，主要為黃褐、棕褐色、灰褐色亞粘土、粘土及少量亞粘土，硬塑至硬狀，富含鈣質結核，局部膠結成石盤。 該項目廠址交通便利，氣象條件適宜，地質狀況良好，水資源豐富，煤、電供應距離較近，地勢平坦， 是項目建設的良好場所 。 27 碳纖維復合材料國家工程實驗室是在風力發(fā)電、光 伏發(fā)電、電力儲能領域開展系列化科研攻關對碳纖維復合材料產品的開發(fā)、應用、檢測、監(jiān)測等方面，建立實際應用檢測、監(jiān)測平臺，實現(xiàn)服務我國碳纖維復合芯導線、復合材料桿塔進入特高壓、超高壓等新建輸電線路的開發(fā)及應用，技術方案合理。 （ 1）建筑設計 ① 設計依據(jù) 《建筑設計防火規(guī)范》 GB500162021) 《民用建筑設計通則》 GB 503522021 《辦公建筑設計規(guī)范 (2021年版 )》 JGJ 672021 國家現(xiàn)行的其它相關規(guī)范及規(guī)程、規(guī)定。 ② 工程概況 綜合實驗樓建筑面積 6307m2，層數(shù) 6層，總高為 。框架結構，設計使用年限 50 年，耐火等級為二級，抗震設防烈度 7度，屋面防水等級為 Ⅰ 級。 表 53 樓層及主要使用功能 層數(shù) 主要房間名稱 1 碳纖維材料 轉化研究室、 新材料 資源研究室 2 碳纖維開發(fā) 技術研究室、主要辦公區(qū) 3 共用研究分析室 4 共用研究分析室 5 復合材料綜合 研究室、分子標記技術研究室 28 6 電力分解 研究室 ③ 立面設計 綜合實驗 樓的工作特征決定了其兼具有文化性 和時代性，立面設計力求將辦公建筑的嚴謹、現(xiàn)代和西方新古典主義文化的凝重大氣結合于一體，在建筑風格和形式上力求尋找出時代性和現(xiàn)代功能相結合的平衡點。 ④ 消防設計 本項目為多層科研辦公建筑，耐火等級為二級?？偲矫嬉?guī)劃充分考慮消防通道的設置，與周圍建筑物防火間距滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求；本大樓內設二部電梯；大樓內設置二部樓梯，均為封閉樓梯間；地上部分放火分區(qū)除一、二層外每層為一防火分區(qū)，面積為 1014平方米，一層和二層為一防火分區(qū)，面積為 1980平方米。防火分區(qū)內設火災自動報警系統(tǒng)及滅火系 統(tǒng)。防火墻上的門采用甲級防火門。 ⑤ 裝飾工程 墻體：外立面以采用深色天然石材為主，部分區(qū)域設置玻璃幕墻，以形成虛實的對比。 外窗：局部玻璃幕采用隱框玻璃幕墻，玻璃采用鋼化玻璃，窗戶采用塑鋼單框中空玻璃窗。 公共空間：首層大堂各層電梯廳及走道樓梯間部分，地面及踢腳主要采用淺色地磚部分使用花崗石，墻身為白色乳膠漆涂料，鋁扣板吊頂。 科研辦公空間：所有科研用房地面及踢腳采用地磚，乳膠漆墻面，板底刮膩子噴涂同墻面涂料。 配套空間：庫房、配電、值班、機房等為一般裝修，泵房機房 29 有隔音設計 。 窗采用 90 系列淺灰色塑鋼單框中空玻璃。 除特種門（防火門、防盜門等）其余內門采用普通成品實木門。 （ 3）結構設計 ① 設計依據(jù) 《建筑地基基礎設計規(guī)范》 GB 500072021 《建筑結構荷載規(guī)范》 GB 500092021(2021版 ) 《混凝土結構設計規(guī)范》 GB 500102021 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB 500112021(2021版 ) 《建筑地基處理技術規(guī)范》 JGJ792021 《建筑工程抗震設防分類標準》 GB 502232021 ② 自然條件 地震烈度 7度，設計基本地震加速度值 ；設計地震分組為第一組；建筑物安全等級為二級；本建筑設計基準周期 50 年。 ③ 設計荷載 樓層荷載： 科研辦公室、會議室 KN/m2 門廳、走廊、陽臺 KN/m2 消防疏散樓梯 KN/m2 電梯機房 KN/m2 上人屋面 KN/m2 不上人屋面 KN/m2 風荷載 ： 基本風壓為 KN/m2 基本雪壓為 KN/m2 地面粗糙度為 B 類 30 ④ 結構設計 地基基礎：擬采用柱下獨立基礎。 上部結構：地上主體 6 層框架結構。樓層結構為現(xiàn)澆混凝土梁板結構。 填充墻：采用輕質的填充墻體材料。 （ 5）電氣設計 ① 設 計依據(jù) 《辦公建筑設計規(guī)范》 JGJ 6789 《民用建筑電氣設計規(guī)范》 JGJ 162021 《建筑設計防火規(guī)范》 GB500162021 《建筑物防雷設計規(guī)范》 GB5005794（ 2021年版） 《電力工程電纜設計規(guī)范》 GB5021794 《建筑照明設計標準》 GB 500342021 《民用建筑設計規(guī)范》 JGJ/T1692 《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》 GB/T503112021 《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》 GBJ4281 《有線電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》 GB5020094 《建筑電氣 專業(yè)設計技術措施》 (北京建筑設計研究院編制 ) ② 設計范圍 包括電力、照明系統(tǒng)，采暖、通風、水泵電力及拖動，建筑物防雷及接地系統(tǒng)，綜合布線系統(tǒng)，有線電視系統(tǒng)。 ③ 供電設計 負荷等級：大樓為二路類多層建筑，消防水泵、電梯、應急照明等用電負荷為二類負荷；其它用電負荷均為三類負荷。 31 負荷估算：本建筑為綜合實驗樓，按照 70W/m2估算，本建筑負荷量為 560KW。 供電電源及電壓等級：本建筑內設高低壓變配電設施，擬采用兩路 10KV高壓，設兩臺功率 315KW變壓 器低壓相互聯(lián)絡。 用電負荷采用放射式供電方式。 ④ 安全接地系統(tǒng) 本工程內低壓配電系統(tǒng)的接地型式采用的 TNS系統(tǒng)，其工作中性（ N）線和保護接地（ PE）線在接地點后嚴格分開。凡正常不帶電而當絕緣破壞有可能呈現(xiàn)電壓的一切電氣設備金屬外殼均應可靠接地。 各建筑物設置總等電位聯(lián)結，將建筑物內保護干線、設備進線總管、建筑物金屬構件進行連接。在所有弱電機房、衛(wèi)生間設置局部等電位聯(lián)結。 所有插座回路設置漏電保護。 ⑤ 照明 a、照明部分分為建筑內普通工作照明、應急 照明以及戶外照明三部分。 在配電室等重要部位設置工作照明兼作應急照明；在內走道、樓梯間等疏散通道上設置應急照明和疏散指標志燈。 采用專用配電回路供電末端帶蓄電池應急照明系統(tǒng)，應急照明工作時間不小于 30min。 b、辦公室部分采用稀土日光燈管或金屬鹵素燈作為電光源，其余場所以節(jié)能燈或普通燈泡為主要電光源，光源顯色指數(shù) Ra≥80 ，色溫應在 25005000K之間。所有氣體放電燈具要求自帶電容補償裝 32 置，補償后功率因數(shù)大于 。 c、戶外照明：本建筑周圍設置景觀照明，沿臨街外立面設置泛光照明。 ⑥ 防雷與接地 a、本建筑按第三類防雷建筑物設防。 b、根據(jù)防雷規(guī)范的要求，對本建筑物做全面防雷擊保護： 防直擊雷：在建筑物屋頂上沿各突出邊緣用做避雷帶，并組成不大于 20m20m 或 24m16m 的避雷網格共同組成接閃器。 防雷電感應：屋面上的所有金屬物體均與防雷裝置相連。平行敷設的金屬管道、金屬物體、電纜金屬外皮，相互間凈距小于 100mm時，每隔 30m 應用金屬線跨接一次。凡穿越不同防雷保護分區(qū)的線路均在穿越附近做等電位聯(lián)結和設置浪涌保護電器。 防雷電波侵入：入戶電纜的金屬外皮，進出建筑物的各種金 屬管道，均在入戶處與防雷接地裝置相連。 c、利用建筑物結構體內的鋼筋體作為引下線和避雷、接地裝置。利用建筑物結構柱內兩根大于 φ16 主筋做引下線，利用結構樁基礎內鋼筋體聯(lián)結為閉合網做接地體裝置。 d、為預防雷電電磁脈沖引起的過電壓、過電流，在總配電箱、向重要設備供電的末端配電箱母線、穿越室內外的線路入口處箱體等部位設置相應級別的 SPD。 e、本建筑內電氣接地、保護接地、弱電設備接地、防雷接地共用接地裝置，接地裝置小于 。 ⑦ 綜合布線系統(tǒng) 在本工程科研樓設置電話系統(tǒng)。 33 綜合布線系統(tǒng)是開放式星形拓撲結構， 支持電話（語音）系統(tǒng)。 本樓電話通信系統(tǒng)采用直撥電話，由電信公司引來電話電纜，經層電話交接箱接至各辦公、會議室等各處。 公室設墻壁電話