装配式变电站土建设计探究

张有利

摘要：装配式建筑具有绿色施工、环保节能、工期节约、质量提高等优点，装配式建筑的应用顺应了电网建设的发展潮流。阐述了变电站装配式土建设计原则，叙述了装配式变电站的优点。本文研究了某110KV全户内装配式变电站新建工程，其综合楼采用的是钢结构装配式，介绍了装配式综合楼土建设计过程，可为日后装配式变电站建设过程提供借鉴。

关键词：装配式变电站;土建设计

引言

近年来，装配式钢结构逐渐应用于户内变电站，国家电网开始大力推广“两型三新一化”和变电站模块化等理念。2009 年，国家电网公司全面推行“两型一化”变电站建设，但是推行效果不是很理想，装配式部品部件没有统一的标准，市场上各种各样的部品部件非常多，没有系统成套的参考，这导致设计不成熟，达不到安装所需要的精度。

1.变电站装配式土建设计原则

（1）建筑的使用功能

建筑物根据使用性质和环境条件，需要满足基本的作业运转要求及特殊设备的工艺要求。户内变电站内设有变压器、高压断路器、母线、电容器、电抗器等，在进行土建设计时，需要满足这些设备的正常使用。

（2）建筑的工业化

为适应建筑工业化需要，提高建设速度，应大力推行“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”，推动电力系统等生命线系统的发展。结构建筑所有的部件均在工厂制作加工，有利于实现产品的工业化，将大量劳动力转移到工厂进行生产部件，改善了工人们的作业环境。

（3）结构的安全

装配式变电站土建设计要根据建筑规模、功能要求、电压等级及自然环境条件等因素，合理进行平面布置与立面布置，满足结构的强度、刚度、稳定及抗震等要求。

（4）经济合理

在土建设计中，应注意考虑建筑物的整体经济问题，同时考虑造价和使用功能，当多种结构形式都能满结构的设计条件时，要对比一下造价，采用造价较低的结构形式。

（5）注意美观

进行设计时，除了满足建筑的功能要求，保证其安全及耐久性外，还要考虑美观及造型等因素。因此，我们在设计时，同时兼顾安全实用、经济合理、美观大方等特征。

2.变电站装配式优点

（1）可以有效缩短施工周期

由于装配式钢结构建筑的部品部件都是在工厂加工完成的，然后运输到施工现场进行装配，这样可以减少现场湿作业，有效的缩短工期。通常相同规模的变电站采用装配式建筑与采用传统建筑相比具有明显的优势，可使工期缩短 20%到40%。

（2）有效减少环境污染

装配式钢结构建筑构件都是工厂预制现场拼装，这样既可以有效减少模板等各种材料的消耗，又可以减少现场湿作业，即减少了现场周转材料、施工工序、大型设备的使用及建筑垃圾的产生。并且与传统的施工作业方式相比，装配式钢结构建筑在装配过程中产生的噪音很小，产生的粉尘和污水也有很大程度上降低，不会对周围居民的生活产生困扰，具有很强的环保性。

（3）有效减少建筑成本

由于前几年我国没有大规模使用装配式建筑，且装配式建筑的部品部件需前期在工厂生产，这也就导致前期造价较高。但是，变电站一般建立在地势较为恶劣的偏远地区，这样会增大建筑材料、大型机械的运输费用，而且还需要很多现场施工人员，会大大增加人工费。而采用装配式钢结构建筑会大大降低大型机械运输和使用的费用以及人工成本，据统计可知，装配式钢结构建筑具有明显的经济优势，其造价与传统的建筑模式相比要少 10%～30%左右。

近几年，在政府的大力号召下，各行各业积极响应发展绿色装配式建筑，我国陆陆续续出台相关的技术标准以及文件来推动绿色装配式建筑的发展，并针对不同的地方性装配式建筑相继出台具体的、细化的政策以扶持行业前进。随着国家的大力推行，各业界的热烈响应，很多装配式建筑以及相配套的基础系统、屋面楼面系统、墙面系统等相继问世，对我国装配式建筑的发展具有至关重要的作用。

从以上介绍可以发现，将装配式钢结构建筑应用于户内变电站，可以充分发挥钢结构绿色环保、可回收再利用、生产简便等优点，同时缩短工期、降低造价，推动工业建筑的发展。

3.装配式变电站工程实例应用

本文以某110KV全户内装配式变电站新建工程为依托，介绍了装配式综合楼设计过程。

3.1工程规模

站区围墙内用地面积为0.203km2，站内仅有1栋综合楼，为地上2层（有错层）。本期设计规模为2台50MVA主变，2回110KV出线，16回110KV出线，4台低压并联电容器，2台接地消弧（兼作站用变）。综合楼为地上2层，采用钢裝配式，总建筑面积约1530m2。综合楼一层设有卫生间、110KV电容器室、110KV开关室、主变室、110KV电缆出线通道以及楼梯间;综合楼二层设有110KVGIS室、二次设备室、安全工具间、资料室、GIS运输通道以及主变进线平台。屋面为坡屋面，结构找坡。

3.2装配式综合楼设计过程

综合楼采用装配式钢装配式。钢柱钢梁均焊接H形钢，钢柱采用宽翼缘型，钢梁采用窄翼缘型，钢框架柱下设置混凝土短柱;钢柱脚采用埋入式柱脚连接，地脚锚栓采用Q235钢制作;主梁与钢柱采用栓焊连接;主梁与次梁采用螺栓铰接;楼面板和屋面板采用在压型钢板底模上浇注钢筋混凝土。计算模型为柱脚刚接、梁柱刚接、梁柱铰接、梁梁铰接，屋面板按组合楼板计算，楼板铺设方向设置为单向板。屋面板设置了刚性防水层以及柔性防水层，外墙墙筋采用槽钢、方钢管、矩形钢管等，外墙采用金属岩棉夹心板，内墙采用防火石膏板。因综合楼二层房间功能的差异性，二楼各个房间的楼面建筑做法也存在差异，由于二层钢梁的梁顶标高不在同一标高，需要进行降板处理。

结语

本文主要阐述了装配式变电站产生背景及其发展，详细叙述了装配式变电站的特点。通过大量装配式建筑的实践探索，有效验证了其特点和优越性，其在统一质量标准、节省人力物力、缩短工期、绿色环保等方面具有一定优势。本文以某110KV全户内装配式变电站新建工程为依托，详细介绍了装配式综合楼设计施工全过程。可为日后装配式变电站建设设计过程提供借鉴。

参考文献

[1]国家电网公司基建部.国家电网公司“两型一化”试点变电站建设设计技术导则[S].2017.