装配式变电站的土建设计谷海燕
发表时间：2018-10-17T16:01:51.880Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：谷海燕
[导读] 摘要：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。

（国网河北省电力有限公司衡水供电分公司河北衡水 053000）
摘要：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。

关键词：装配式；变电站；土建设计
引言
随着国家经济的快速发展，电力工程逐渐进入大众的视野。

将国家电网的指导理念与建筑装配生产经验相结合，秉承着设计标准化、加工工厂化、施工机械化、建设装配化的技术原则，结合民用和工业建筑的实际情况，装配式变电站就应运而生。

装配式变电站是根据标准配送式智能变电站的需求设计，创新了设计理念，使工业化设施的地位得以突显，并且实现了从变电站设计到整个施工过程的组织集约化。

为了减少浇筑制作等步骤所需的时间，最大幅度地提高工程效率，从而采用了即插即用的电气设备。

建设资源节约型和环境友好型社会的概念日益深入人心，随着近几年经济的迅猛发展，各行各业包括电力行业的技术都得到了突飞猛进的进步，变电站的建设模式也进行了转型发展，装配式变电站建设技术也日益成熟。

1装配式变电站土建设计原则与特点
装配式变电站主要针对标准配送式智能变电站设计需求产生的，它推动设计理念的创新、突出建筑的工业化设施定位，体现优化集成的设计思想。

其以变电站全寿命周期成本最优为目标，以工业标准化来代替现场浇筑制作；以各施工工序并联进行代替施工串联流程，实现变电站土建施工先行的可操作性，缩短工程建设周期。

装配式变电站的土建设计与传统设计方式有明显不同，其在设计过程中需综合考虑预制构件生产工艺、运输条件、现场施工条件及安装方式等因素，需结合地区资源条件以及项目自身特点来确定总体技术方案，同时在设计阶段除正常使用阶段的结构计算外，还应对预制构件的运输及吊装过程进行验算并对施工技术要点、施工顺序进行必要的详细说明。

2装配式变电站的土建设计要点
2.1围护系统
（1）装配式钢结构建筑物楼(屋)面
装配式钢结构楼屋面可采用压型钢板、压型钢板混凝土组合楼板、钢筋桁架楼承板等围护。

压型钢板在所有屋面材料中质量最轻，经常与轻钢结构配合使用，可有效节约用钢量，降低基础承重，节约造价。

但钢板拼接螺钉容易生锈，影响建筑使用寿命。

单纯的压型钢板屋顶管线明敷，既不美观也不满足使用要求。

变电站的特性使得建筑的跨度大，设备荷载重，楼板预埋管及预埋件也多，所以楼板不适宜采用装配式轻钢屋面，宜采用现浇组合楼板。

带一定肋高的压型钢板混凝土组合楼板目前在钢结构中应用广泛，压型钢板混凝土组合楼板利用凹凸相间的压型薄钢板做衬板，与现浇混凝土浇筑在一起，支承在钢梁上构成整体型楼板，主要由楼面层、组合板和钢梁三部分组成。

压型钢板组合楼板具有现场作业方便、施工周期短等优点，且楼板的整体性好。

但该楼板因需设多道小梁且楼板总厚度大而导致净高减少，且楼板下表面不平整，影响美观，防火性能差，需在板底做防火处理。

楼板双向刚度不一致，抗震性能差。

钢筋桁架楼承板在压型钢板组合楼板的基础上更进一步改良，将混凝土楼板中的受力钢筋在工厂中加工成钢筋桁架，桁架模板依靠自身强度和刚度，可承受混凝土自重及施工荷载，无需支模和拆模，亦无需在高空搭设和拆卸任何临时脚手排架，提升了约40%的工作效率。

钢筋桁架楼承板已有板的主要配筋，故施工现场只需简单的绑扎钢筋、预埋管线及预留孔洞后便可浇筑混凝土，减少了现场60%～70%的钢筋绑扎量。

钢筋桁架楼承板组合楼板受力模式更加合理，可根据需要设计成单向板或双向板，抗震性能好，板底为平板，净高有保证，施工便捷，工期较短。

（2）装配式钢结构建筑物围护墙板
建筑物墙体是降低建筑能耗的关键因素之一，墙板材料及其构造，是模块化装配式建筑推广的关键技术之一。

板材建筑因其具备质轻、防火、施工快捷等优点，在当前的装配式钢结构建筑中得到广泛应用。

目前市场常见的预制大板材有:防火石膏板+保温棉、压型钢板复合墙板、ALC板(蒸压轻质加气混凝土板)、铝镁锰板等。

防火石膏板一般用于变电站内主控楼、配电装置楼的内墙板。

防火石膏板具有轻质、高强、隔热、防火、加工方便等优点。

压型钢板复合墙板的外板夹芯板系彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘强剂复合而成的保温复合围护板材。

该板材保温隔热性优良，但连接件容易出现锈蚀现像、表面涂层易于老化，一般只有5～20年的使用年限，与国家电网提倡的60年全寿命周期变电站要求相差甚远，因此不适合应用于装配式变电站。

2.2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。

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。

2.3冷弯薄壁型钢结构体系
由墙体、楼面及屋面三大系统组成。

所有构件采用常温下轧制成型的镀锌薄壁型钢，一般采用C形和U形薄壁截面。

该种结构体系采用工厂化生产并通过自攻或自钻螺钉实现现场快速装配。

其为无柱结构，室内空间利用率高，具有自重轻、跨度大、抗风抗震性能好，保温隔热，隔声好的特点。

由于该结构体系为轻钢结构体系，其楼面系统的荷载范围一般为3-5kN/m2，适用于变电站单层、多层轻载屋面建筑物。

对于GIS室等大荷载楼面则不适用。

结束语
虽然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
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