浅谈装配式变电站中的土建设计

浅谈装配式变电站中的土建设计

(1.内蒙古电力经济技术研究院内蒙古呼和浩特010090;

2.内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特市010020)

摘要:装配式建筑以其建造速度快,生产成本低,绿色施工节能环保的特点而被广泛应用于民用以及工业建筑领域。而对于变电工程,传统的现浇混凝土建设模式在建设周期越来越短、建设结构功能要求越来越高的环境下弊端愈加凸显。主要表现为:现场作业时间长、施工占地面积大、易受外界环境影响,同时还伴随大量湿作业及施工废料废水产生且易受施工现场人员素质、能力水平影响使得施工质量无法保障。对此,文章主要研究了装配式变电站中土建设计的相关内容,仅供参考。

关键词:装配式;变电站;土建设计

1引言

2016年国务院发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,指出大力发展装配式建筑是建筑方式的重大变革,是新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源、能源,减少施工污染,提升劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化、工业化深度融合,是推动绿色建筑发展的先进建造方式。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。

2装配式变电站技术及其优势分析

装配式变电站能将站内所有的电气设备,包括主变压器、无功补偿装置、多路高压进出线开关、绝缘母线、变电站中和自动化系统,已经通讯、计量、远动等设备,按照一体化的原则,进行先期装配。通过系统系的装配,使整个钢结构箱体具备安全、可靠、易维护等特点。装配式变电站与传统变电站相比,其具有十分突出的优势,主要包括:第一,节约占地面积和建筑面积。据测算,装配式变电站的占地面积较传统变电站降低了1/4,而建筑面积更是相比传统变电站减少了3/4。由于装配式变电站的体量更小,据《GB50016-2014建筑设计防火规范》中的建设标准,针对装配式变电站的防火问题也更加简单,由于面积的缩小,变电站内甚至可以不设置自动喷水装置。第二,现场建设效率更高。装配式变电站的站内建筑一般采用标准化的钢结构,因此在整个工程的建设过程中,建设人员积极与工厂进行合作,通过工业化、规模化的生产,为后期的现场装配提供标准化的装配部件,促进整个变电站建设效率的提高。通过与工厂的合作,能将二次预制舱设备等满足运输尺寸的设备,进行厂内的先期加工和安装调试,从而简化现场作业的工作内容。第三,更加节能环保。由于装配式变电站的多数组件和电气设备,都是以模块的形式进行的工程操作。现场只需进行简单的组装作业。不仅现场工作效率更高,同时由于现场基本能进行无湿化操作,整个施工过程无噪音、无污染,也节约了水资源的消耗,并减少了对施工人员的健康损害。

3装配式变电站土建设计的原则与特点

装配式变电站主要是为满足标准配送式智能变电站的建设需要而设计的,其应用推动了变电站设计理念的创新、体现了优化集成的设计思想,同时贯彻了节能环保、可持续发展的设计理念。装配式变电站以变电站全寿命周期成本最低为建设目标,以工业标准化生产来代替现场浇筑制作,以各施工工序并联开展代替串联施工流程,进而实现了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建造方式明显不同,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才可确定总体技术方案;同时,在设计阶段就需要对预制构件的运输及吊装过程进行验算,对施工技术要点、施工顺序进行必要的说明。

4装配式变电站中的土建设计要点

4.1装配式建筑设计

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。特殊构件的主要特点就体现在它的特殊性上,不同功能的变电站对于特殊构件的要求是不一样的,换句话说就是需要什么样的特殊构件是由变电站的功能来决定的,就以下两种情况来举例说明。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。

4.2围护系统

变电站的围墙、大门和结构支架以及设备支架等全部采用了装配式钢构件,变电站使用的钢结构构件都是定制的,这就需要选择使用技术统一的、规模化的、标准化的构件。目前变电站应用的装配式围墙主要有以下的几种:厂家成品钢柱加钢格栅通透式围墙、预制混凝土柱加预制墙板实体围墙、型钢柱加预制墙板实体围墙。配装式围墙技术的核心操作技术是在整体墙面,其压顶工作通过一次加工就可以完成,制造完成后,直接将构件运送至施工现场进行组装,这也极大地缩短了变电站施工建设的时间,相应的经济成本也获得了显著的提升。我国的装配式围墙一般由柱、墙板、压顶和柱帽构件组成,采用的所有构件都是从工厂预定的。在基础施工完成后,上部安装的预制构件按立柱一插板一压顶一柱帽现场的装配,装配过程中,小型吊装设备完成,施工方便。装配式围墙可归结为预制混凝土结构、钢柱+轻质墙板结构以及混合结构。预制压顶和柱帽一般选用混凝土或轻质材料,和墙柱色彩需要统一。对比分析目前常用的这几种围护结构的性能特点,综合来说,GRC复合板材是一种集装修保温于一体复合墙板,且各项性能指标良好,是未来围护系统的发展方向;ALC板保温隔热性能好,却存在刚度较低,表面硬度不够,接缝多,装饰工程量大的缺点,多用于内墙;FC复合板材质轻高强,隔热保温性能好,但现场施工量大,效率低,不符合预制装配工业化要求;ECP板表观质量好,强度高,但现场施工量大,效率低,板材色差大且造价高;压型钢板夹芯板外表美观,自重轻,抗震性能好,但是防腐、防火及耐久性却是其薄弱环节,需要定期维修;钢丝网架水泥夹芯板轻质高强,抗震性能较好,但是接缝多,还存在热桥、二次装修等问题。

5结束语

总而言之,装配式变电站充分体现了绿色变电站设计理念,具有节约土地资源、减少投资、施工周期短的优势,符合资源节约型、环境友好型社会的发展规律,取得了显著的经济效益及社会效益,值得大力推广。然而目前仍有诸多问题须解决,例如构件成品运输问题、国家产业化基地布点问题等,这些直接影响着装配式变电站的推广。随着技术、材料不断改进以及国家政策的导向,装配式变电站会得到广泛的应用。

参考文献

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