摘要：变电站建筑采用预制装配式设计，集成采用装配式结构体系，装配式构造体系设计，重点解决装配式技术怎样高效结合变电站工程特点，使二者有机结合。力求达到全过程、全寿命周期最优化，使装配技术、装配构件在变电站高效利用。
关键词：220kV户内变电站；预制装配式；模块化；工厂化生产
一、220kV户内变电站装配式设计
1.1装配式设计概况
变电站建筑采用预制装配式设计。集成采用装配式结构体系，装配式构造体系设计，重点解决装配式技术怎样高效结合变电站工程特点，使二者有机结合。
除电缆层采用现浇混凝土外, 上部结构、构造都为预制装配式，主要构件由工厂制作，运至现场装配。采用的结构形式、构造做法根据变电站不同功能要求做了高效匹配设计。力求达到全过程、全寿命周期最优化，使装配技术、装配构件在变电站高效利用。
配电装置楼荷载较大，楼层层数较多，建筑物防火要求高。经过综合对比分析，配电装置楼结构体系采用“现浇钢筋混凝土电缆层+预制装配式钢筋混凝土上部结构+门式刚架顶层”的组合结构型式；基础采用梁板式筏板基础；楼面采用压型钢板底模+现浇轻质混凝土楼板；屋面采用压型钢板底模+现浇轻质混凝土屋面板。既充分利用各种结构形式的特点，又满足装配式施工方式，提高施工效率。
二、装配式材料、技术在变电站中的应用
2.1 装配式外墙
建筑外墙是建筑的主要组成部分，其构造以及所使用的材料影响着建筑能耗指标和室内舒适度。
变电站建筑外墙采用彩色夹芯钢板，彩色夹芯钢板是由两层钢面板，中间夹高分子隔热内芯组成。外层钢板的成型充分考虑了结构的强度要求，并兼顾建筑外立面美观的要求。
与传统变电站建筑砖砌外墙相比，彩色夹芯钢板外墙板具有以下优势：
1）外表美观:彩色钢板多达几十种的颜色，可满足不同环境对建筑色彩的要求。
2）经久耐用:经特殊涂层处理的彩色钢板装饰性寿命达15-20年，以后每隔十年喷涂防腐涂料，板材寿命可达35 年以上。
3）隔热防火:内芯岩棉具有耐火性能高，导热系数低的特点。适用南方炎热环境，有利节能；满足变电站丙类防火安全等级要求。
4）降噪环保:夹芯钢板隔音强度可达40-50分贝，是十分有效的隔音材料。有利于控制变电站的噪音，减小对周边环境的影响。
5）强度高、自重轻:彩色夹芯钢板插接、安装灵活，可以随意切割，安装简便，可提高效率，节省工期。因板材重量较轻，在安装中只需要使用轻型吊车或卷扬机等工具，配合三到四个工人将板材固定于龙骨即可完成安装过程。可多次拆装，适宜变电站大型设备的检修安装。
2.2 装配式内墙
建筑内墙为装配式，内部为龙骨、岩棉，两侧安装15mm 厚纤维增强水泥板，表面安装白色轻质波纹钢板。轻钢龙骨装配式内墙由于其重量轻、干作业、施工快捷、结构牢固、可以重复利用，能满足变电站的功能要求。
装配式内墙的优点：
1)轻质高强:龙骨、岩棉、板材都为轻质材料，可以大大减轻建筑荷载，节省结构造价。2)安装简易:采用干式作业施工，可缩短工期，降低人工成本；管线安装在板材内部，使室内空间美观、整洁。
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3)防潮防火:板材主要材料为水泥、钢材，不易受潮，可防虫防白蚁；板材、岩棉都具有很好的防火性能，适宜变电站内部防火要求。
4)节能环保:墙面不需二次装修，无灰尘无甲醛等其它有害气体释放，减少环境污染；板材、岩棉具有良好的隔声、吸声效果，满足变电站降噪的要求。
2.3 装配式防火墙
变电站内变压器室中间的墙体采用蒸压轻质加气混凝土墙板( ALC 板) ，ALC墙板是一种性能优越的新型材料。
ALC墙板自身容重小，质量轻，且为不燃的无机材料，具有很好的耐火性能，整体耐火极限超过4 h。墙板两侧均设计有卡槽，方便施工、固定、安装。
2.4 装配式屋面
变电站屋面根据不同功能需求设计了两种形式屋面。一种为现浇叠合楼板屋面，承载能力好，用于220kV户外出线支架的屋面。另一种为轻钢夹芯板保温屋面，自重轻，保温效果好，用于变压器室及220kV GIS 室屋面。
变压器室屋顶设计为“人”字型导流屋面，并设计了装配式通风气楼装置，能促进室内空气流动，使热气流迅速排出室外，达到变压器室自然通风的要求。取消屋面风机房，降低运行能耗，节省造价，减少风机噪音的影响。
2.5 拼装式消防水箱
消防水箱采用拼装式不锈钢结构，由单元矩型模压板，优化组合，任意拼装，利用最少的耗材，通过材料变型的方法达到最佳强度的效果。 采用标准模块不锈钢板拼装，标准模块分为1mX0.5m，1mX1m，1mX1.5m 三种，可根据需要现场装配或整体出厂。拼装式消防水箱技术成熟，可有效缩短工期，提高工效。
2.6 装配式主变大门
主变室大门采用可拆卸式模块拼装吸隔声钢板大门，下设微孔折板式消声百叶作为主变室进风口，既可保证室内通风换热，当主变故障需要搬运检修时也可快速拆卸主变大门，确保检修工作快速高效。
2.7 结构体系选型
综合考虑了电气设备布置和建筑防火防腐要求，配电装置楼采用“现浇钢筋混凝土电缆层+预制装配式钢筋混凝土上部结构+门式刚架顶层”的组合结构型式。该结构形式具有以下特点：
（1）地下电缆层采用现浇钢筋混凝土结构。钢筋砼结构整体性好，取材方便，而且施工工艺成熟，可满足地下建筑的防水抗渗要求；
（2）上部主体结构采用预制装配式钢筋混凝土结构+顶层门式刚架结构，充分利用了预制混凝土结构承重能力强，防火性能好和门式刚架结构，技术成熟可靠，结构自重小，可利用空间大，安装便捷，利于拆装的特点。是一种理想的装配式变电站结构。
三、总论
预制装配式技术的在变电站建设中的适应性主要体现在以下几点：
1）通过把生产程序的主要部分转移到固定的预制工厂中进行，可以使劳动效率显著提高，同时能大量减少工时。结台建筑物和建筑构件的定型化和标准化，可以利用高度机械化和半自动化的预制生产线进行建筑构件的工厂化生产。减少工地现场的施工时间，从而提高施工管理效率，降低业主管理人员的工作强度。
2）建筑构制预制时，施工工期可以显著缩短，从而达到投资的迅速周转。由于将各构件预制，可使安装本身之外的其它起决定性的工序同时进行，相对地在现浇建造时．在时间上是依次进行的。在预制装配式施工中，构件制作工时占总工时的65％，安装占20至25％．运输占10至15％。
3）传统作业是大量工人在施工现场，高空坠落、触电、物体打击是事故频发率最高的前三项。而作业工厂化将大量的工地作业移到工厂，现场建筑工人最大可减少89%，大大减少了现场安全事故发生率；
4）预制装配式变电站比传统变电站施工方法相比，减少了大量建筑垃圾及不可回收物，建造过程中无粉尘、噪音，材料损耗减少60%，建筑节能50% 以上；
5）传统作业变电站建筑工程施工受自然条件影响大，施工周期约190~300 天，预制装配式变电站建筑工程施工周期约60~120 天，受自然条件限制少。
6）预制厂的工业化生产，可以采用较高的混凝土标号，从而可以减少建筑体积和降低造价。
7）装配式建造方法，对于变电站的施工中可以减少脚手架的使用。
参考文献：
[1] 张肖峰.《装配式变电站发展现状与展望》
[2] 冯光仙.《论装配式变电站与常规变电站的比较》
论文作者:撰文/钟诗颖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/21
标签：变电站论文; 结构论文; 建筑论文; 屋面论文; 钢板论文; 板材论文; 作业论文; 《防护工程》2018年第32期论文;