装配式建筑在变电站土建设计中的应用

装配式建筑在变电站土建设计中的应用

熊颖

武汉供电设计院有限公司 湖北武汉 430030

摘要：在变电站土建项目建设中，通过应用装配式施工技术，能够有效提升施工速度，提高变电站项目建设经济效益，同时有利于对土建项目进行维修管理。本文首先对装配式变电站土建设计的优势进行介绍，然后对装配式变电站土建设计原则进行分析，并选择某变电站项目作为研究对象，对变电站装配式建筑设计要点进行详细探究。

关键词：变电站；装配式建筑；设计

引言：在电力系统运行过程中，变电站的主要作用是电能转换，变电站项目建设质量会对电力调度产生较大影响。在变电站项目建设中，主要涉及土建专业以及电力安装专业，其中，土建项目指的是变电站建筑工程。在变电站规划设计中，可选择装配式结构，包括钢结构、板材结构、框架结构等，为保证变电站土建项目建设质量，亟需对装配式土建工程设计要点进行详细探究。

一、装配式变电站土建设计的优势

（一）施工周期短。变电站土建施工工期比较长，涉及多种施工工序，施工质量容易受到天气、工艺技术等因素的影响。通过与传统变电站进行对比，装配式变电站土建施工周期比较短，对于各类零部件，均可在工厂加工和制作，将零部件运输至施工现场后进行组装，即可完成装配式变电站土建项目建设，不容易受到天气的影响，有利于缩短工期，提高项目建设经济效益。

（二）管理成本低。在传统变电站土建施工和管理中，需应用多种机械设备，人力、物力消耗量比较大，并且原材料类型比较多，工序复杂，装配式变电站项目管理难度较大。在装配式变电站土建施工中，对于各类零部件，均可在工厂进行集中生产，可显著降低生产风险，同时施工成本比较低。

（三）对环境的影响较小。在传统变电站土建施工中，材料现场加工场地较大，同时还需搭设项目部，在施工过程中会产生大量废水、废弃物以及噪音，可对周边生态环境造成较大不良影响。在装配式变电站土建施工中，各类零部件均可在工厂生产，施工现场资源消耗量比较低，避免资源浪费^[1]。

二、装配式变电站土建设计原则

为充分发挥装配式变电站土建的应用优势，在装配式变电站设计中，应注意以下几点原则：第一，安全性原则。装配式变电站项目建设的安全型要求比较高，在电气系统运行过程中，要求对多种电气运行负荷以及防火性能及性能分析，选择适宜的材料，并对结构进行优化设计，提升电力设备防护效果，提高装配式变电站对于外界环境影响因素的抵抗能力。第二，整体性原则。我国装配式建筑发展起步标玩，生产工艺技术水平有待提升，在装配式变电站土建向建设中，只有做好整体设计，才能够满足装配式变电站运行实际需要，同时为后续维护管理可改扩建提供充足空间。第三，经济性原则。在装配式变电站土建设计中，影响因素比较多，包括人为因素、政治因素、环境因素等等，因此，要求采用标准化构建方式，显著提升装配式变电站的规模化效应，对装配式变电站项目建设成本进行有效控制^[2]。

三、工程概况

本文选择某110kV变电站作为研究对象，在该变电站项目建设中，需应用3台容量均为63MVA的主变压器，110kV出线5回，采用双母线连接方式，而10kV出线36回，采用单母线三分段接线方式。对于每台主变压器，均需安装1组10kV电容器。对于主变压器、电容器，需在变电站室内安装，同时，110kV系统采用户内GIS布置形式。该变电站为全户内站，土建项目包括配电装置楼、消防水池、泵房等等。本文选择该变电站配电装置楼作为研究对象，对建筑设计要点进行详细探究。

四、变电站装配式建筑设计方案分析

（一）方案简介。在该装配式变电站项目建设中，配电装置为主体建筑工程，平面采用一字形布置形式。楼体为单层建筑工程，层高10.5m，平面轴线长度和宽度分别为60m、19m，总建筑面积为1145.9m²。在该工程项目楼内东侧位置安装变压器室，而在西侧则需布置10kV配电装置室以及二次设备室，电容器室布置在被测，最后南侧为110kVGIS室以及卫生间等等。

在配电装置楼主体结构规划建设中，采用钢框架结构设计方案，主体结构是由钢梁以及钢柱所组成的，在钢梁施工中，选用H型钢，而在钢柱施工中，选用箱形截面钢，钢筋原材料为Q345B。在基础结构设计中，采用现浇混凝土结构，在梁和柱之间，采用翼缘梁和柱进行焊接处理，而对于梁腹板以及柱，则需应用高强螺栓进行连接，在钢结构施工中，需应用防火涂料，由于该变电站为全户内变电站，因此对于耐火性的要求比较高，要求选用厚型防火涂料。在外墙施工中，采用厚度为60mm的纤维水泥加压板，在内墙施工中，需应用两层厚度为12mm的防火石膏板，在隔墙施工中，应用砌体结构。在外墙施工中，会形成挂板接缝以及铝单板接缝，要求应用硅酮密封胶进行密封处理。在屋面结构设计中，联合应用桁架楼承板技术以及现浇钢筋混凝土施工技术。

（二）基础及节点连接设计。在该装配式变电站设计中，可应用钢框架结构以及轻型门式钢架结构，可根据工程项目建设要求选择适宜的结构类型。在基础结构施工中，采用现浇混凝土基础结构，在钢结构节点施工中，采用螺栓连接技术或者焊接施工技术。在本工程项目建设中，施工区域环境气温比较低，工期较长，在节点连接方式设计中，应尽量简化安装方式，同时加强焊接工艺控制。

（三）防火材料。在该变电站工程项目设计中，在钢结构防火设计中，需采用屏蔽型防火技术或者喷涂型防火技术，如果采用屏蔽型防火方式，则可应用金属构件，即可将火源和耐火材料相隔离，而如果应用喷涂型防火技术，则涂料在吸热后，其内部会释放出水蒸气以及不燃气体，可有效延缓热量传递，同时还可显著降低钢结构表面温度，最后，通过应用多孔轻质材料，即可有效隔绝热量。在变电站钢结构防火设计中，一般采用喷涂型防火材料，喷涂型防火涂料类型比较多，可根据实际需要选择厚型涂料或者薄型涂料。

（四）外墙设计。在该变电站装配式建筑工程外墙设计中，应用压型钢板复合板，而对于内墙，则需应用防火石膏板以及纤维水泥复合墙体结构。在内墙材料采购中，应综合考虑工程设计、材料运输、安装技术以及维护管理等因素，选择生产技术水平比较高的厂商建立合作关系，同时根据工程项目建设要求进行二次设备，便于现场安装以及后续维护^[3]。

（五）屋面设计。在本工程设计中，采用钢框架结构设计方案，屋面结构选用钢筋桁架楼承板，而对于轻型门式钢架结构，则可选用压型钢板复合板。在本工程女儿墙设计中，采用现浇钢筋混凝土结构，在实际施工中，要求对钢筋绑扎过程以及模板安装过程进行有效控制。在模板安装中，需搭设脚手架，要求对女儿墙设计结构进行优化调整，同时对屋面墙身节点施工方式进行优化调整。在外墙设计中，对于挂板接缝，可应用硅酮密封胶处理技术。

结语：

综上所述，本文主要结合实例，对变电站装配式建筑设计要点进行了详细探究。装配式变电站和常规变电站之间有一定区别，在装配式变电站规划设计中，要求根据工程项目建设要求做好前期规划，坚持“设计、加工、装配”一体化原则。在项目设计建设中，涉及多个专业，不同专业之间应做好协调控制，对施工组织设计方案进行优化调整，同时根据项目建设要求以及施工现场实际情况做好二次设计，提高设计精度，保证项目建设质量。

参考文献

[1]保绍昆.装配式建筑在变电站中的应用分析[J].科技资讯，2018，v.16；No.513（12）：42-43.

[2]余子剑.装配式变电站的土建设计[J].电力系统装备，2019，000（006）：204-205.

[3]孔宪扬，李仲元.装配式变电站建筑物土建设计探讨[J].居业，2018，131（12）：79-81.