摘要：随着国家住建部推出“绿色建筑”相关文件，建筑工业化已势在必行。装配式建筑正是建筑工业化的代表，其在施工周期、能源消耗、产品质量、环境污染等方面的优势，是普通建筑所无可比拟的。近年来，福建省内几个装配式变电站成功试点并投运使用，表明装配式变电站具备可行性且优势明显，未来，装配式变电站将成为变电站设计的主要形式。本文简要分析了预制装配式结构在变电站土建设计中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：装配式结构；变电站建设；应用分析
基于我国能源短缺的局势下，国家提出了绿色建筑、节能减排的建筑理念，并且经过多年的发展，该理念已经在实际的项目施工领域得到应用。而装配式变电站是一项相对较为系统化的工程，其整个建筑结构的施工材料、维护材料等都实现了标准化的要求。与此同时，装配式变电站从设计—生产—安装全过程体现了节能环保的理念，符合国家提出的节能减排的绿色建筑理念。装配式变电站的应用，不但降低了水资源的浪费，实现了节约能源的效果，而且大大缩短了施工工期，在很大程度上降低了劳动强度。并且装配式变电站有效提高了变电站的工程质量，同时也增加了其运行成本。
1.装配式变电站的发展
随着国家住建部推出“绿色建筑”相关文件，建筑工业化已势在必行。装配式建筑正是建筑工业化的代表，其在施工周期、能源消耗、产品质量、环境污染等方面的优势，是普通建筑所无可比拟的。近年来，福建省内几个装配式变电站成功试点并投运使用，表明装配式变电站具备可行性且优势明显，未来，装配式变电站将成为变电站设计的主要形式。
2.装配式变电站的基本特点分析
当前，配电装置楼为变电站的核心建筑，通常情况下其楼层主要为 2—3 层，而楼内主要放置电气设备，并且对于其跨度与防火性能等要求相对较高。鉴于半户外变与全户内变而言，其常规站都需要在施工现场进行相应的作业，当土建作业结束后，还需要根据实际需要，对电气设备进行运输安装调试，同时还需要对通电后的现场区域进行整改与修补。当使用装配式变电站时，需要在地基基础施工前，对工厂进行预制生产。当基础施工完毕后，需要进行梁柱与墙板安装工作，不需要额外扎筋支模及砌体施工。除浇屋面板与捣楼板以外，基本上无土建湿作业，致使建筑质量的稳定性得到了基本保障。在土建部分施工过程当中，部分电气设备则可在此阶段完成预制安装与调试工作。然后再将其制作成成品舱，当完成土建完成后，直接运至现场进行吊装定位。当前这种形式，开辟了新的电气设备安装形式。基于装配式建筑土建的改进与创新，成功改变了传统电气安装形式，并且在很大程度增加了变电站的科技含量。此外，极大地缩短了变电站的施工周期，为变电站的提前投入使用提供了重要的保障。
3.装配式变电站结构技术方案
变电站一般为一幢或两幢长方形布置型式的配电装置楼，楼层一般两层以上。配电装置楼楼板设备荷载远大于普通民用建筑，为了满足电气设备运行、检修和扩建要求，配电楼跨度一般达到 10m，层高如GIS 室常常达到 8 ～ 9m。因此，配电装置楼具有荷载大，跨度大，防火要求高等特点。以前户内变基本采用钢筋混凝土框架结构，今年来国内有少量钢结构户内变投运，试点成功后国网将逐渐推广装配式结构变电站。
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装配式结构主要分为装配式混凝土结构和装配式钢结构两种形式: ①装配式混凝土结构是指工厂预制混凝土构件，通过现场安装的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑。构件的装配方法一般有现场后浇叠合层混凝土、钢筋锚固后浇混凝土连接等，钢筋连接可采用套筒灌浆连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等做法。预制混凝土装配式结构是包括梁、板、柱、墙等工厂预制完毕运至现场吊装就位。相比现浇混凝土结构，它大大缩减了工期，减少了施工现场协调工作的难度。装配式建筑在许多国家和地区，如美国、日本得到了广泛的应用，并经受了实际地震的考验。近年来由于节能减排要求的提高，以及劳动力价格的大幅度上涨等因素，我国的预制装配式混凝土构件的应用呈现迅速上升趋势。但该结构体系如何应用于变电站多层装配式建筑物，需要从变电站特性出发，借鉴近年来住宅工业化的新技术和新工艺，对建筑构件连接方法、施工工艺等方面进行深入应用研究；②钢结构是以钢材为主，较为成熟的建筑结构类型。钢结构构件小轻，便于运输和安装，可大大减少基础造价；制作周期短；抗震性能高；可回收利用。因其适用于跨度大、高度高的承载重的结构，故国内已有部分变电站采用钢结构体系设计，例如世界海拔最高的 220 千伏变电站邦达变电站主控楼等。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，施工工期短、抗震性能好和回收率高等优势。但是，钢结构也存在耐热不耐火、耐腐蚀性差，特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。
两种结构形式的选用，需要设计人员根据工程的实际情况出发，考虑现场工程地质情况、楼层高度、建筑外观要求等诸多因素，合理选择预制装配式变电站的结构形式。
4.装配式变电站全寿命周期分析
装配式结构与普通钢筋混凝土结构相比较分析，通过对施工周期进行计算，装配式结构极大地缩短了建筑的施工周期。并且在一次性投资方面，而配电装置楼通过预制式工艺与常规方式对比，前者在投资方面增加率为 10.2％左右。但是，装配式变电站的使用，不但减少了现场湿作业，而且实现了环保节能的效果。此外，通过现场装配安装以及工厂生产预两个阶段建设，极大地缩短了项目建设的周期，在一定程度上促进了装配式变电站提前投入使用，为企业实现经济效益的最大化提供了重要的保障。
结语
随着绿色建筑的日益推广，我国以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设，大力推广绿色建筑相关技术，推动建筑工业化建设。预制装配式变电站从设计到生产到安装是一个系统工程，装配式建筑结构中的材料和围护材料等，将会逐渐实现标准化、工业化。装配式变电站能充分实现变电站全过程、全寿命周期内“资源节约、环境友好”，缩短工期，提高变电站施工质量和运行成本。变电站采用装配式结构是从土建设计的初始环节提升全寿命周期的综合效益，以优化、创新的理念为国家的电网建设贡献力量。
参考文献
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论文作者:乔夏楠
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：变电站论文; 建筑论文; 结构论文; 土建论文; 钢结构论文; 周期论文; 户内论文; 《电力设备》2019年第3期论文;