装配式建设在变电站土建设计中的运用及思考

装配式建设在变电站土建设计中的运用及思考

黄显阳张冉

沈阳市联发城乡电力设计所（有限责任公司）辽宁沈阳110025

摘要：装配式建筑是目前国家及行业推广的方向，建设装配式变电站既符合国家推广绿色节能建筑的要求，也是国家电网推行智能变电站的重要组成部分。如何从源头上创新设计，在结构体系、围护系统等方面突破传统的现浇钢筋混凝土变电站设计，实现建设节能型绿色变电站建筑的目标，是本文探讨的初衷。

关键词：装配式建设变电站土建设计

引言

装配式建筑，是指建筑的大部分部件部品先在工厂生产预制，再运到施工现场进行组装的建设模式。预制装配式建筑改变了传统的建筑模式，大大减少了现场的作业量，有助于提高建筑质量、缩减建设工期、实现节能环保。推动装配式变电站的实施，将有利于显著提高变电站的建设效率、提升变电站的工程质量，有助于提高电网建设能力。

1.装配式建筑物结构选型

装配式建筑主要分为装配式混凝土结构和装配式钢结构两种形式。

1.1装配式混凝土结构简介

装配式混凝土结构是指在工厂预制混凝土构件，运到施工现场装配的混凝土结构类房屋建筑。装配式混凝土结构对节点连接的要求非常高，处理稍有不慎可能导致灾难性后果。在变电站的建设中，装配式混凝土结构尚处于研究阶段。

1.2装配式钢结构简介

预制装配式钢结构是指建筑的结构系统是由钢构件组成的结构体系。钢结构本身就是天然的装配式建筑，通过在钢构厂制作好钢柱、钢梁等构件再运到现场进行节点安装。钢结构相对混凝土建筑比重轻，且便于运输、吊装，可大大减少基础造价，缩短制作周期、抗震性能高，可回收利用，适用于跨度大高度高承重结构，适合变电站的使用要求，所以已建成的装配式变电站大多为钢结构【1】。

2.装配式变电站土建方面的特点

装配式变电站是进一步深化智能变电站技术，统一建设标准的产物。这一转变不仅能够降低成本，缩短工期，提高质量，而且还能够减少环境污染，有利于资源节约型和环境友好型社会的建设。和传统的变电站相比，装配式变电站改变了电气的系统布局、土建设计以及施工模式，就其土建方面来说，又可以从以下三个方面来说：

表1

2.1施工周期

就传统变电站来说，它的土建施工周期较长：①由于传统变电站所有的施工工序都需要一项一项有步骤单独完成，而不能同时进行，再加上比如钢筋混凝土之类的还需要浇筑和养护的时间；②如果遇上天气恶劣的情况就得停工，等到天气再继续施工，这样一来就导致传统变电站土建施工周期较长。装配式变电站利用工厂化生产，有些工序能够同时进行，这能够大大的缩短施工周期。例如在进行某项室外的施工工序时，能够同时在工厂里面进行某样建筑物零部件的加工制作，利用现场快速装拼工艺，将施工串联流程变成施工并联流程，能够很有效地来提高施工效率，并且工厂化的生产受天气等外部条件的限制很小。

2.2管理成本

传统的变电站土建施工现场原材料多，且堆放比较杂乱，这些原材料采购渠道多样，由于施工的工序比较复杂，现场的施工队伍比较多，人员鱼龙混杂；且传统变电站受外部环境影响较大。这些因素使得传统变电站土建施工有了很大的不可控性，工程质量就难以保证，风险较大。装配式变电站利用工厂化生产，流水作业保证了一些建筑物构件质量的可控、在控，成熟的制作工艺、优良的制作环境很大地降低了质量风险。比如，由于彩钢板的层层紧扣使得建筑的密闭性和建筑结构都很好的保障，因此楼板采用彩钢板，而内墙则用轻钢龙骨石膏板替代了原来那种砌筑式的墙面，这样大大提高了墙壁的硬度和防火度。同时，工厂化生产让各道工序进行地井井有条，这样就省下了一大笔管理费用。

2.3对环境的影响

传统变电站土建的施工现场原材料、大型机械等较多且杂，会产生很多的垃圾废水等有害于环境的污染物，且施工队伍也比较多，这样就会搭建很多临时的简易房和施工场地，同时也会有很多的生活垃圾，不利于节能减排的环保理念。装配式变电站使用工厂化生产，大大减少了施工现场的原材料、大型机械以及人工投入，施工现场的“减负”就使得那些对环境有害的物质得到大量的减少，且工厂化生产让建筑物构件的质量有所保证，延长了变电站的使用寿命，且有些设备等可以循环利用，契合了建设资源友好型和环境节约型社会的要求。

3.装配式变电站土建设计原则

装配式变电站是为了配送式智能变电站的设计需求而生产的，强调将创新的设计理念与工业化的设施定位相结合，走在技术的前沿，优化集成。装配式变电站所强调的是将走资源节约型和环境友好型社会与工业化“两型一化”相结合，利用数据做支撑，采用工厂化生产，改串联为并联，各工序同时进行，极大地节约直接人工、直接材料和制造以达到节约管理成本的目的。且工厂化的生产方式确保了建筑物构件质量以及标准化，安全可靠风险小，缩短施工周期节约成本并且延长了使用寿命，体现了可持续性的发展理念【2】。

4.装配式建筑设计

就目前而言，一般情况下装配式变电站的建筑形式主要有三种：钢结构、劲性混凝土结构和混制混凝土结构，而对于建筑物的构建来说通常又由主体结构、附属结构和特殊结构这三个层次组成。在这三个层次中，对于主体结构的要求最高，对包括主板、梁柱以及支撑等构件的要求都非常高，由于它处于核心位置因此还要求主体结构的寿命不能比建筑物的寿命低。而对于附属结构这种不是占据主要地位的层次来说要求就相对宽松一些，附属构件一般来说有电气管线、水管线和围护结构等，附属结构的寿命不一定要比建筑物高，因为附属结构是可以替换的，当达到一定的寿命时可以换新。特殊构件的主要特点就体现在它的特殊性上，不同功能的变电站对于特殊构件的要求是不一样的，换句话说就是需要什么样的特殊构件是由变电站的功能来决定的，就以下三种情况来举例说明。

首先第一种是为了突显建筑物防火的重要性来设计的，这一方案中除了变电站主房间之外，其他房间的墙体都使用可拆卸墙体，这样能够方便拆卸重组和室内改造，当有特殊情况发生时也可以拆卸墙面方便大型机械的进出，另外为了保持整体墙面的美观性还可以将预留管线埋藏在墙体内部，然后将示意图挂在墙上做提示。第二种是为了让施工进度不受到约束，GIS基础与楼板分离且尺寸灵活多变，根据设备的大小要求等可以进行调整，同时还可以避免设备对于墙体高度的限制问题。第三种是GIS室次梁二次安装，利用GIS的锚拼结点可以任意调整次梁的高度位置，使得GIS室能够适应各种生产厂家的要求，为变电站提供便利。与此同时，次梁之间的沟槽可以用来当作电缆沟使用，这样以来也就解决了电缆的放置问题。

结语

虽然就目前来说，我国装配式变电站技术有了一定的发展，但是也存在着一些急需解决的问题，比如一些技术结构体系还不够系统化，国内的市场还有待开发，国内的技术人员资源缺乏等等。并且在这个资源共享，发展迅速的信息时代，唯有不断创新，与时具进，紧跟时代的步伐和潮流，走在技术的前端才能够不断地发展成长。

参考文献：

[1]赖德明.概述变电站土建合理化设计[J].科技视界，2017（36）：232+231.

[2]陈敬佑.装配式建造在常规变电站的应用[J].云南电业，2015（04）：39-40.