摘要：随着我国经济的发展，各行各业电力需求不断增长，变电站的建设规模逐步扩大。在大量的实践过程中，装配式变电站的优势凸显出来的同时，其存在的问题也日益暴露。本文将总结装配式变电站的特点，总结装配式变电站的优势和存在的问题，并针对装配式变电站存在的问题提出了其发展对策和展望，希望能促进装配式变电站的推广，对后续装配式变电站的建设提供有益的借鉴。
关键词：装配式；变电站；主体结构；防火设计；分析
引言：
作为现代建筑工程中较普遍的钢结构建筑因其强度高、质量轻、延伸性好、抗震性强和施工周期短、环境影响小等优点，在国家电网的大力推广下广泛应用于变电站建筑中。但变电站建筑中主变压器和电容器等电气设备含油量均较多，发生火灾时危险性大。而钢结构材料防火性能、力学性能较差，通常在600℃左右时钢结构即会失去承载作用，而一般火场温度会高达800-1000℃，在这样高温下，裸露的钢结构会很快发生塑性变形，产生局部破坏，使其很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。
1.装配式变电站的优势
1.1建设周期短
装配式变电站的主要组成部分在工厂内制造、调试，现场施工时快速拼装，各建筑物、构筑物实现并联施工。同时，从工程建设的整体角度来看，建筑部分和电气部分采用装配式结构后，设备集成和厂内调试可以与现场土建部分同时进行，从而使得装配式变电站建设效率明显高于传统现浇变电站，工期明显缩减。
1.2现场作业少
除基础采用现浇混凝土基础，变电站的围墙、大门、结构支架、设备支架等全部采用组合式装配钢结构、蒸压轻质加气混凝土板（ALC），所有钢结构构件在工厂预制，进行工业化、规模化生产，技术统一化，规格标准化。待所有钢结构件生产完毕，直接运至施工现场吊装，只需进行简单的拼装组合对接，完成集约化施工。其他电气设备也按模块单元分成组，在厂内安装完毕、调试合格，分组运到现场进行。现场作业工作量大大减少，能大大降低劳动强度，同时也能减轻管理、组织协调工作量。
1.3占地和建筑面积少
装配式变电站与现浇变电站对比，占地和建筑面积往往都有所减少。以浙江省110kV杨柳变电站为例，变电站总平面为50m×55m的矩形，围墙内占地面积为2750m2，其占地面积为同等规模的现浇变电站占地面积的81.78%。由于杨柳变电站综合室中合并了110kV配电装置室和继电器室，电容器改为户外电容器组，户外设置移动厕所，并取消了安全工具间、值班室、楼梯等辅助功能用房，最终使得杨柳变电站的建筑面积仅为同等规模常规变电站建筑面积的37.5%。可见，装配式变电站建设更方便现场控制，能更好地贯彻“保证安全可靠、经济适用、符合国情”的设计方针，遵循“少占资源、控制造价、提高效率、安全可靠”的原则，最终实现建设用地和建筑面积的减少。
1.4环保节能.
装配式变电站施工时，构件在工厂预支建设，现场施工基本无湿式作业，施工无污染、无噪音，能减少对施工作业人员健康的不良影响，减少水资源的消耗。传统现浇变电站建设过程中，模板周转材消耗大、现场建筑材料浪费严重；而装配式变电站施工现场不需浇筑混凝土模板，施工现场产生极少建筑垃圾。另外，当变电站达到使用寿命时，装配式变电站与传统现浇变电站不同，主要建筑材料（钢材）可全部回收再利用，其他材料经回收粉碎后也可以二次再生产加工。装配式变电站符合我国技能环保、建筑节能的政策。
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2.主体结构防火设计
2.1防火材料选择及防火包覆工程做法
包覆法是在钢结构外表添加外包层，外包层可以为防火板材或者具有防火功能的其他包覆材料。该方法具有重量轻、干式作业、施工方便、耐火性能及耐久性优越等特点，主要做法有：一是外包混凝土或砌筑砌体：外包材料密度较大，硬度高，材料采用砌筑方式施工，外表面用水泥（或石膏）砂浆粉刷。常用的块状材料有各种黏土砖、黏土空心砖、加气混凝土砌块、陶粒空心砌块等。二是防火板包覆：防火板根据密度不同可为低密度防火板、中密度防火板和高密度防火板；根据使用厚度的不同可分为防火薄板和防火厚板。常用防火板主要有纸面石膏板、纤维增强水泥板、水泥蛭石板、水泥珍珠岩板、硅酸钙防火板、岩棉板和玻镁平板、低密度无石棉硅酸钙板等。三是复合防火包覆：即在钢结构表面涂覆防火涂料或采用柔性毡状隔热材料包覆，再用轻质防火板作饰面板。常用的柔性毡状材料有硅酸铝棉毡、矿渣棉毡、岩棉毡、玻璃棉毡等。
2.2技术要求
2.2.1防火板的安装要求
一是防火板的包覆必须根据构件形状和所处部位进行包覆构造设计，在满足耐火要求的条件下充分考虑安装的牢固稳定。二是固定和稳定防火板的龙骨粘结剂应为不燃材料，龙骨材料应便于构件、防火板连接。粘结剂在高温下应仍能保持一定的强度，保证结构稳定和完整。三是防火板材或无机龙骨与构件粘贴面应做防锈去污处理，非粘贴面均应涂刷防锈漆。四是采用岩棉、矿棉等软质板材包覆时，为提高其美观性以及增强其表面防撞强度，宜采用薄金属板或其他不燃性板材对适当的部位进行包裹。五是板材的防火包覆工程必须在钢结构安装及涂料工程验收合格及所有管线敷设完成后施工，严禁事后安装，破坏包覆板材。当管线贯通板材时，管线与龙骨以及管线与板材相交处的缝隙必须用耐高温粘结剂嵌缝。六是当构件上设有加劲肋时，一般考虑将构件进行整体包覆，不再对加劲肋单独包覆。七是水电管线应在墙上敷设，柱上仅允许预敷设金属电线管盒，严禁事后安装破坏包覆板材。开关盒、连接盒底部及周边与钢构件相交处需用垫板及耐高温无机粘结剂隔离封堵；管线与龙骨相交处缝隙必须用耐高温粘结剂嵌缝。
2.2.2采用复合防火保护时的要求
一是必须根据构件形状和所处部位进行包覆构造设计，在满足耐火要求的条件下充分考虑保护层的牢固稳定。二是在包覆构造设计时，应充分考虑外层包覆的施工不应对内防火层造成结构性破坏或损伤。
总结：采用上述防火包覆做法后，系统耐火极限满足一级耐火等级时柱耐火极限大于2.5h，梁大于2.0h；二级耐火等级时柱耐火极限大于2.0h；梁大于1.5h的要求。施工时采用干式作业，装配化程度高，是符合建筑工业化需求的施工方法；无石棉硅酸钙防火板是工业化生产，板材厚度可以保证，防火系统长期使用不会产生任何变形，也无需特殊的维护保养；符合国家电网提出的“两型三新一化”精神的要求。包含成本、运输和安装后综合造价区间为80-120元/m2，具有综合造价低、性价比高等优点；是一种适合在装配式变电站主体结构防火设计中推广的防火做法。
参考文献
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论文作者:程静,郭碧翔,王静,曹莉,郭碧涛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/23
标签：变电站论文; 防火板论文; 包覆论文; 钢结构论文; 板材论文; 构件论文; 耐火论文; 《防护工程》2018年第6期论文;