智能充电电动车棚设计安装完整方案

一、设计目的

近期因降雨天气影响，车间员工多辆电动车充电器出现烧毁情况，不仅造成员工财产损失，更存在雨天电动车充电引发火灾、触电等重大安全隐患。为彻底解决这一问题，保障员工生命财产安全及公司生产经营秩序，经实地勘察与研究，决定在公司北门停车位区域（具体范围为门口数过来第三根柱子至第七根柱子之间）修建智能充电电动车棚。该电动车棚除具备基础的挡风遮雨功能外，还将整合智能充电系统与消防安全设施，同时规范车间内电动车停放秩序，实现 “安全充电、有序停放、便捷使用” 的多重目标。

二、设计需求

（一）停放数量

结合北门停车位区域实际可用面积（经测量约 56 平方米）及车间员工电动车保有量现状，综合考虑车辆停放间距、充电设备布局空间及人员通行需求，车棚设计停放电动车数量为 20 台，采用单侧并列停放方式，每台车辆预留不少于 1.2 米的停放空间，确保车辆进出顺畅。

（二）功能需求

1. 1. 分区集中停放：车棚内部划分明确的停放区域，通过地面喷涂黄色标线（线宽 10cm）界定单个车位，每个车位对应 1 个充电插座，实现 “一车一位一充电口” 的标准化布局，避免车辆随意停放导致的秩序混乱与安全隐患。
2. 2. 智能充电系统配置：车棚内安装智能充电桩设备，满足 20 台电动车同时充电需求。供电参数严格遵循国家标准，要求为 230V/50 - 60HZ，电压波动范围控制在 ±5% 以内，确保充电设备稳定运行。充电桩具备投币、刷卡双重支付功能（默认支持一元硬币识别，假币识别率≥99.7%），每台控制器下设 10 路独立供电输出端口，对应 10 个两孔插座，每个端口配备独立显示窗口（显示充电时长、剩余电量等信息）与控制按键，用户操作便捷且可实时掌握充电状态。
3. 3. 消防安全设施配备：为防范电动车充电过程中可能引发的火灾风险，车棚内按规范配备消防安全设施。具体包括：在车棚两端及中部位置各设置 1 组 4kg 手提式干粉灭火器（共 3 组），灭火器放置于专用灭火器箱内，箱体距地面高度 0.15 米，标识清晰；车棚顶部沿长度方向每隔 5 米安装 1 个烟感报警器，与公司消防控制室报警系统联动，一旦检测到烟雾浓度超标，立即触发声光报警并通知消防控制室；车棚地面设置宽 10cm、深 5cm 的排水沟槽，沟槽内铺设不锈钢格栅盖板，确保雨水及时排出，避免积水引发电气短路。

（三）结构设计

车棚采用骨架式阳光板结构，整体结构由钢构屋顶骨架与阳光板覆盖层组成，下部支撑结构稳定性强，能有效抵御恶劣天气影响。其中，阳光板选用聚碳酸酯（PC）高分子材料制作，表面覆有 UV 抗老化涂层，可显著延长使用寿命（正常使用条件下寿命≥10 年）；该阳光板集采光、保温、隔音功能于一体，既能有效遮挡风雨，又能保证棚内充足光照，透光率可达 80% 以上，且相比夹胶玻璃、钢化玻璃等传统材料，具有轻质（重量仅为玻璃的 1/12）、耐候（可承受 - 40℃至 120℃温度变化）、超强（抗冲击强度是玻璃的 200 倍）、阻燃（达到 GB/T 2408 - 2021《塑料燃烧性能的测定》中 V - 0 级阻燃标准）、隔声（可降低噪音 15 - 20dB）的优良性能，完全满足车棚使用需求。

三、编制依据

（一）编制依据的文件

1. 1. 项目团队对公司北门停车位现场的实地踏勘记录（含场地尺寸测量数据、周边环境照片、地下管线分布情况等）。
2. 2. 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205 - 2017），确保钢结构施工质量符合国家强制性标准。
3. 3. 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81 - 2002），规范钢结构焊接工艺与质量控制要求。

（二）遵循的主要规范及标准

1. 1. 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GBJ50068 - 2018）：指导车棚结构设计的可靠性与安全性计算。
2. 2. 《建筑结构荷载规范》（GB50009 - 2012）：确定车棚结构承受的风荷载、雪荷载等荷载取值，保障结构抗风、抗积雪能力。
3. 3. 《钢结构设计规范》（GB50017 - 2017）：规范钢结构构件选型、强度计算、稳定性验算等设计环节。
4. 4. 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81 - 2002）：细化焊接材料选用、焊接工艺参数、焊缝质量检验等要求。
5. 5. 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205 - 2017）：明确钢结构加工制作、安装、涂装等施工环节的质量验收标准。
6. 6. 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300 - 2018）：统一项目整体施工质量验收的程序、组织与合格判定标准。
7. 7. 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GBT8923.1 - 2001）：规定钢材表面除锈等级要求，确保涂装质量与防腐效果。
8. 8. 《建筑钢结构焊接与验收技术规程》（J218 - 2002）：补充钢结构焊接过程中的技术细节与验收要点。

四、工程概况

本智能充电电动车棚项目位于普立德厂区北门停车位区域，项目占地面积为 20m×2.8m，约 56 平方米，与设计需求中的场地面积完全匹配。

车棚主体采用金属焊接结构形式，具体尺寸参数如下：棚长 20m、宽 2.8m，中间梁高度为 2.3m（满足大部分电动车进出高度需求），外沿高度为 1.7m；共设立柱 5 根，立柱采用工字钢梁，支腿高度 1.7m，立柱间距均匀分布（具体尺寸详见附图《智能充电电动车棚结构尺寸图》）。所有钢结构构件材质均为 Q235 钢，符合《碳素结构钢》（GB/T 700 - 2006）标准要求，确保构件强度与韧性满足使用需求。

为提升钢结构构件的防腐性能，所有焊接部位均进行两遍防锈防腐处理（第一道为环氧富锌底漆，干膜厚度≥60μm；第二道为环氧云铁中间漆，干膜厚度≥80μm）；所有金属构件表面喷涂两遍金属面氟碳漆（干膜厚度≥40μm / 遍），氟碳漆具有优异的耐候性、耐腐蚀性与装饰性，可有效抵御室外风雨、紫外线等因素对构件的侵蚀，延长构件使用寿命。

结构安全性能方面，通过专业结构计算，车棚可抵御 8 级风力（风速≤24.5m/s），棚顶最大承压能力为 400mm 积雪重量（根据当地最大积雪厚度设计，确保冬季积雪不会对棚顶结构造成损坏），完全满足当地气候条件下的使用安全要求。

五、车棚施工方案

（一）结构材料的选用

1. 1. 钢材：车棚钢结构所用钢材规格严格把控，其中钢柱采用 140×80×5.5mm 工字钢，该型号工字钢截面惯性矩大、抗弯性能强，能有效承受棚顶荷载；梁采用 60mm×60mm 方管，方管结构稳定性好，便于与其他构件连接；所有钢材均要求提供出厂质量证明书，且需具备抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷、碳含量的合格保证，同时需进行冷弯试验并提供合格报告，确保钢材力学性能符合设计要求。
2. 2. 阳光板：选用厚度为 10mm 的双层中空聚碳酸酯阳光板，板材宽度根据棚顶尺寸定制（避免过多拼接），每块阳光板长度不超过 6m，减少接缝数量，提升棚顶防水性能；阳光板需提供产品合格证、耐候性检测报告等质量证明文件，确保表面 UV 涂层厚度、透光率、阻燃性能等指标符合设计标准。

（二）焊接材料选用

本工程中所用的焊条、焊丝、焊剂等焊接材料，其熔敷金属的屈服强度、延伸率、极限强度及冲击韧性等力学性能均需与主体金属（Q235 钢）相适应。当不同强度的钢材进行焊接时，采用与低强度钢材相适应的焊接材料，避免因焊接材料强度过高导致焊缝区域出现裂纹等缺陷。

具体焊接材料选用如下：手工焊接用焊条质量标准需符合《碳钢焊条》（GB/T5117）规定，对于 Q235 钢构件焊接，宜采用 E43 型焊条（如 E4303）；若采用半自动焊接，焊丝选用 H08A，配合 HJ431 焊剂使用。所有焊接材料均需具有出厂合格证，并按规范要求进行抽样复验，复验合格后方可使用。由焊接材料和焊接工序所形成的焊缝，其机械性能应不低于原构件的等级，确保焊接节点强度满足结构安全要求。

（三）加工制作

车棚钢结构构件加工主要包括钢柱、钢梁、屋架檩条等构件的制作，其中钢梁与钢柱的加工质量直接影响车棚整体结构稳定性，是加工制作的重点环节。所有构件加工均在具备相应资质的钢结构加工厂内进行，加工制作全过程以满足现场安装需求为前提，严格按照设计图纸及工艺要求执行。

1. 1. 加工工艺流程：原材料检验→钢材下料（采用数控火焰切割或等离子切割，确保切割精度）→构件成型（工字钢、方管通过冷弯或焊接成型，成型后进行校正，确保构件直线度、垂直度符合要求）→焊接（按焊接工艺评定确定的参数进行焊接，采用手工电弧焊或半自动焊）→焊缝检测（对关键焊缝进行无损检测，如超声波检测）→构件除锈（采用喷砂除锈，除锈等级达到 Sa2.5 级，符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》要求）→涂装（按涂装工艺要求喷涂底漆、中间漆）→成品检验（对构件尺寸、涂装质量等进行全面检验，合格后标注构件编号）→出厂运输（采用专用运输车辆，运输过程中对构件进行固定与防护，避免碰撞损坏）。
2. 2. 关键加工要求：

• • 钢材下料前需进行表面清理，去除油污、铁锈等杂质；下料尺寸偏差控制在 ±1mm 以内，确保构件组装精度。
• • 钢梁、钢柱焊接时，采用合理的焊接顺序（如对称焊、分段焊），减少焊接变形；焊接完成后，对焊缝进行打磨处理，去除焊瘤、飞溅物，使焊缝表面光滑平整。
• • 屋架檩条采用 C 型钢（型号 C120×50×20×2.5），檩条间距为 1.5m，与钢梁连接采用螺栓连接，便于安装与后期维护。

（四）施工焊接与质量控制

1. 1. 焊接工艺要求：

• • 所有构件拼接节点均采用等强连接，关键受力节点（如钢柱与钢梁连接节点）采用坡口全熔透焊，焊缝质量等级为一级；非关键受力节点（如檩条与钢梁连接节点）采用角焊缝，焊缝质量等级为二级。
• • 支柱连接点处、板件的焊接均采用坡口全熔透焊，坡口形式按设计图纸要求加工（如 V 型坡口、U 型坡口），焊接前需清理坡口表面及两侧各 20mm 范围内的铁锈、油污等杂质，确保焊接质量。

1. 1. 焊接顺序选择：焊接顺序的合理选择是控制焊接变形的关键，需遵循以下原则：使焊接变形和收缩量最小；使焊接过程中加热量平衡；收缩量大的部位先焊（如厚板焊接、长焊缝焊接）；收缩量小的部位后焊；尽量采用对称焊法（如钢梁焊接时，从中间向两端对称焊接）。
2. 2. 焊接质量检验：

• • 焊接表面缺陷需进行 100% 外观检查，检查内容包括焊缝成型、表面气孔、夹渣、裂纹、未焊透等，检查标准按照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205 - 2017）执行，外观质量需符合二级及以上焊缝要求。
• • 一级焊缝需进行 100% 无损检测（采用超声波检测），二级焊缝需进行 20% 抽样无损检测（随机抽样），无损检测标准按照《钢结构焊接规范》（GB50661 - 2011）执行，检测结果需符合相应质量等级要求。
• • 若发现焊缝缺陷，需制定返修方案，返修采用碳弧气刨清除缺陷，返修后重新进行检验，同一部位返修次数不得超过 2 次。

1. 1. 现场焊接注意事项：

• • 现场焊接作业需在适宜的环境条件下进行，当环境温度低于 0℃时，需对焊接部位进行预热（预热温度≥80℃），预热范围为焊缝两侧各 100mm；当风速大于 8m/s 时，需设置防风棚，避免风对焊接过程产生影响。
• • 焊接操作人员需持有相应资质证书（如焊工证），并经现场考核合格后方可上岗作业；焊接过程中需做好焊接记录，记录内容包括焊接部位、焊接材料、焊接参数、操作人员、焊接时间等，便于追溯。

（五）构件涂装工艺及技术措施

1. 1. 施工条件控制：构件涂装施工需在适宜的环境条件下进行，具体要求如下：气温控制在 5～35℃之间，若气温低于 5℃，需采取加热措施（如搭建保温棚、使用热风枪）；相对湿度小于 85%，可通过湿度计实时监测；在有雨、雾、雪或较大灰尘的天气条件下，严禁进行涂装施工；底材温度需大于露点温度 3℃以上，且底材温度不大于 60℃，若底材温度过高，需暂停施工，待温度降至适宜范围后再进行。
2. 2. 涂装前准备工作：

• • 钢材表面除锈处理完成后，需在 3 小时内进行第一道底漆的涂装；对于焊接部位，由于焊接后表面易产生氧化皮，需在焊接完成后 72 小时之内进行涂装，若超过上述时间，钢材表面出现返锈或污染，需重新进行除锈处理（可采用手工除锈或机械除锈，除锈等级达到 St3 级）。
• • 涂装前需对涂料进行充分搅拌，搅拌时间不少于 5 分钟，确保涂料各组分混合均匀，避免出现沉淀、分层现象；若涂料粘度较大，可按涂料说明书要求加入适量的稀释剂（稀释剂用量不超过涂料总量的 5%），稀释后需重新搅拌均匀。
• • 施工所用工具（如喷枪、刷子、滚筒）需清洁干燥，避免工具上的杂质混入涂料中；涂装前需对构件表面进行清理，去除表面的灰尘、油污、焊渣等杂质，确保表面干净整洁。

1. 1. 涂装施工过程控制：

• • 本工程构件涂装采用喷涂与手工刷涂相结合的方式，对于大面积的构件表面（如钢梁、钢柱侧面），采用高压无气喷涂方式，喷涂效率高、涂层均匀；对于焊缝边角、棱角处、螺栓连接部位等喷涂难以覆盖的区域，在进行大面积喷涂之前，先采用手工刷涂一道涂料，确保这些部位的漆膜厚度符合要求，避免出现漏涂、薄涂现象。
• • 涂料需现配现用，按产品说明书规定的混合配比进行调配（如底漆与固化剂的配比为 10:1），调配好的涂料需在 8 小时内用完，避免涂料因固化而失效；若涂料在使用过程中出现凝胶、结块现象，不得继续使用。
• • 每道涂层施工完成后，需待前一道涂层完全干化（实干）后，方可进行下一道涂层的施工，涂层干化时间可根据涂料说明书及环境条件确定（一般情况下，底漆实干时间不少于 4 小时，面漆实干时间不少于 8 小时）；在涂层未干化之前，需采取保护措施（如设置警示标识、搭建防护棚），避免人员触碰、雨水冲刷或灰尘污染，影响涂层质量。

1. 1. 涂装质量检验：

• • 每道涂层施工完成后，需对涂层质量进行检验，检验内容包括涂层外观、漆膜厚度、附着力等。涂层外观应均匀、平整、光滑，无流挂、针孔、气泡、裂纹、漏涂等缺陷；漆膜厚度采用漆膜测厚仪进行检测，每平方米检测不少于 3 个点，底漆干膜厚度≥60μm，中间漆干膜厚度≥80μm，面漆干膜厚度≥40μm / 遍，总干膜厚度≥220μm，检测结果需符合设计要求；涂层附着力采用划格法进行检测，划格后用胶带粘贴，胶带撕下后涂层无剥落现象，附着力等级达到 1 级。
• • 若检验发现涂层存在缺陷（如流挂、漏涂），需及时进行处理，对于流挂部位，可在涂料未干化时用刷子修整，若涂料已干化，需用砂纸打磨平整后重新涂装；对于漏涂部位，需清理表面后补涂涂料，补涂后重新进行质量检验，直至合格。

六、智能充电系统设计

（一）系统组成与功能

智能充电系统主要由智能充电桩控制器、充电插座、供电线路、保护装置及辅助设施组成，具体功能如下：