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

林,楠

中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司   吉林  长春  130021

摘要：当前，我国和各行业都在大力提倡装配式建筑，而装配式变电站的建造，不仅与国家大力提倡绿色节能建筑的需要相一致，同时也是国家电网推动智能变电站发展的一个重要内容。怎样才能从根源上进行创新，在结构体系、围护系统等方面，对传统的现浇钢筋混凝土变电站的设计进行突破，从而达到建立节能型绿色变电站建筑的目的，这就是本文所要探讨的最初目的。

关键词：装配式建筑；变电站；绿色节能；探讨

引言

装配式是一种将建筑物中的大多数构件和零件，都在工厂中进行制造和加工，然后运输到工地上进行装配的一种建造方式。预制装配式房建筑是一种全新的建筑形式，可极大地降低施工工作量，对提高工程质量、缩短施工周期、节能环保具有重要意义。推进装配式变电站的应用，对提升变电站施工效率，提升变电站施工质量，提升电力系统建设水平具有重要意义。

1.装配式建筑物结构选型

1.1装配式混凝土结构简介

装配式混凝土结构是将混凝土构件在工厂中预先制作好，然后运输到工地进行装配的一种混凝土结构型房屋。装配混凝土结构中，对于节点的连接有着很高的要求，稍不注意就会造成严重的破坏。对于电力工程中的装配混凝土建筑，目前还处在探索之中。

1.2装配式钢结构简介

预制-组装-钢结构是一种以钢构件为主要构件的建筑结构。钢结构是一种天然的装配方式，由钢构工厂生产出钢柱、钢梁等零件，然后运输到工地上进行装配。与混凝土建筑相比，钢结构的比重较轻，且便于运输、吊装，可大大降低基础造价，缩短制作周期，抗震性能高，可回收利用，还可以应用于跨大高度高承重结构，还可以满足变电站的使用要求，因此已建成的装配式变电站大多为钢结构。

2.装配式变电站土建方面的特点

装配式变电所是智能变电所技术的深入发展和建设规范的统一。这一转型，既可以降低成本，缩短工期，提升质量，又可以减少环境污染，对资源节约型和环境友好型社会的建设产生积极影响。与传统的变电站相比，装配式变电站在电气的系统布局、土建设计和施工方式上发生了变化，在土建上具有如下特征。

2.1施工周期

就传统变电站而言，其土建施工周期比较长：①因为传统变电站的所有施工工序都要一项一项有步骤地独立完成，不能同步进行，加之钢筋混凝土等等还需要浇筑和养护的时间；②遇到天气不好的时候，必须停止建设，等待好的天气后，才能重新开始建设，这就造成了常规变电站的建设时间很长。装配式变电所采用了工厂化的方式，可以在同一时间内完成一些工序，这样就可以极大地缩短建设时间。比如在进行某项室外的施工工序时，可以在工厂内进行某样建筑物零件的加工制作，采用现场快速装拼工艺，将施工串联流程变为施工并联流程，可以很好地提高施工效率，而且工厂化的生产不会受到天气等外界条件的影响。

2.2管理成本

在传统的变电所土建施工现场，原材料数量很多，而且堆积得很杂乱，这些原材料的购买渠道很多，因为施工的过程很复杂，所以现场的施工团队很多，工作人员也很杂；而且，常规的变电所受到的外界环境的影响很大。这就导致了常规的变电所建设项目在建设过程中存在着巨大的不确定性，从而给项目的建设带来了很大的风险。装配式变电站采用了工厂化的生产方式，通过流水的方式，确保了某些建筑物构件的质量的可控、在控。成熟的制作工艺、优良的制作环境，在很大程度上降低了质量风险。例如，因为彩钢的层层紧密结合，保证了建筑的密封性能，所以楼板使用了彩钢，而内墙用了轻钢龙骨石膏板代替了原先的砖墙，从而极大地增加了墙体的强度和耐火性。而且，工厂的工业化，可以让每一个步骤都有条理，节省了大量的行政成本。

2.3对环境的影响

在传统变电站土建的施工现场，原材料、大型机械等数量较多，而且种类繁多，因此会产生大量的垃圾废水等对环境造成危害的污染物。此外，施工队伍也比较多，因此就会建立许多临时的简易房和施工场地，与此同时，也会有许多的生活垃圾，这与节能减排的环保理念相违背。采用工厂化的方式，大大降低了在施工现场的原材料、大型机械和人力的投入，为施工现场的“减负”，大大降低了对环境的危害，而且工厂化的方式，还能确保建筑的结构的质量，提高了变电站的使用寿命，而且，一些设备还能回收再利用，这符合了资源友善型和环保型的社会的发展趋势。

3.装配式变电站土建设计原则

在土建设计中，应充分符合智能变电站的基本设计标准与要求，转变原有的设计理念，持续推动技术发展与进步，强调工业化设施定位，实现集成优化。在装配式变电站的土建设计工作中，要把节能、环保作为前提，在保证可靠性和安全性的基础上，以信息数据作为支撑，对各种方案进行对比，找出最优的全生命周期费用装配，并在此基础上，进行有效的设计和规划。

在具体转型中，采用工业化、标准化生产替代传统的现场现浇制作，将传统的串联施工流程转变为不同工序并联完成的模式。在开始施工前，进行了标准化的设计，同时各种设备都是来自于同一个厂家，并且电气设备安装结构也是统一的。定购前，应对设备的埋管布线方式，设备的穿墙方式，设备的地基等进行统一安排。根据上述原则，从最大限度地对设计、运营、维护等步骤展开优化，防止出现土建施工等待其他工序的情况，从而充分保证了施工周期。并能明显地减少工程建设时间，完全体现了工程建设先导的可行性。

4.装配式建筑设计

在当前的环境中，在总体上，装配式变电站的建筑形式主要分为三种：钢结构、劲性混凝土结构和混制混凝土结构。而对于建筑物的构造来说，它通常又由主体结构、附属结构和特殊结构这三个层次构成。在这三个层面中，对主体结构的要求是最高的，对主板、梁柱以及支撑等构件的要求都是很高的，因为其位于核心位置，所以还要求主体结构的寿命不能低于建筑物的寿命。但是，如果是附属结构，它并不是占据主体位置的，那么它的要求就会比较放松。通常，附属构件包括了电气管线、水管线和围护结构等，它的使用寿命并不一定要比建筑物长，因为它是可以更换的，在它到达了一定的使用年限之后，它还可以换新。特种元件的特性是其最大的特征，而不同的变电站对特种元件的要求也不尽相同。

4.1构、支架设计

一般情况下，框架和支架均采用自重混凝土环状地基作为普通地基。对于110 kV的装配式变电所，其框架柱子一般为等直径的混凝土环状钢筋，而横梁一般为三角截面的钢材。对于220 KV的装配式变电所，通常为圆型或多角型。此外，在部件的连接部位可以使用螺钉连接，可以降低部件的腐蚀表面在长期使用中的损耗，因此可以有效的防止现场火灾的危险。

4.2装配式围墙、防火墙设计

预制围墙一般由钢筋混凝土预压式立柱、墙板、压顶以及柱帽组成。其中，墙板、压顶、围墙立柱以及柱帽都采取了标准设计工厂化的方式，而且还使用了清水混凝土工艺来完成预制构件的生产和加工。墙体主要使用的是蒸压轻质加气混凝土墙板，这种墙板由工厂预制加工而成，就是通常所说的 ALC板。对于安装在变电所顶上的 ALC面板，必须使用预制的混凝土梁压盖。在安装作业中，将预制件放入围墙立柱预留出的沟槽中，并使用 ALC嵌缝剂对板缝进行处理，并涂抹丙乳密封液，涂刷防护水腻子、外墙防水弹性涂料。装配式防火墙在设计上与栅栏基本一致。

4.3装配式电缆沟设计

由普通材料的钢筋混凝土预制电缆沟单体和沟盖板构成的预制电缆沟，单体和沟盖板都采用了钢筋混凝土预制段，由标准化的设计和工厂化的生产来完成。电缆沟的预埋件长度要根据运输方便，安装方便，每个部分的重量不得超过1500公斤。为便于现场安装，并达到防水的要求，应该在电缆沟的一端 U形端设置法兰盘，而另一端设置与前面的法兰盘相应的凹槽。在连接时，应保证两端凹凸一致，若两者之间有一定的间隙，则应使用密封胶进行密封。此外，还应对沟壁扁钢进行焊接，并在另一条电缆沟的基底设置集水沟槽，以增强沟底的排水作用。

结束语

尽管当前，我国的装配式变电站技术已经得到了很大的发展，但仍存在着许多亟待解决的问题，例如某些技术结构体系尚不完善，国内的市场尚待开拓，国内的技术人员资源不足等。而且在这个信息高速发展的世界里，只有不断的创新，与时俱进，走在科技的最前沿，才有可能继续发展下去。

参考文献：

[1]姜传刚. 装配式建设在变电站土建设计中的实践分析[J]. 华东科技（综合）, 2019(012):000.

[2]郭靖. 装配式建筑在变电站土建设计中的应用[J]. 科学大众:科技创新, 2020.