装配式变电站建筑物土建设计探讨

李佳炳

摘要：装配式的变电站在进行土建设计时需要严格按照设计原则展开，重视土建设计中装配式变电站的各种构件的设计过程，提高土建设计的有效性和创新性。本文就对装配式变电站建筑物土建设计进行了探讨。

关键词：装配式变电站;建筑物;土建设计

1、引言

变电站是电力基础设施的重要组成部分，变电站的建筑物建造长期以来沿用了就地采购砂石、砖块、钢筋、水泥等建筑材料，现场绑扎钢筋、立模、拌制混凝土、浇筑、养护、砲筑填充墙并粉刷等传统模式，其中的缺点有建筑工人劳动强度大，生产效率低，施工速度慢，建设周期长，材料消耗多等，施工质量容易受到施工队技术水平和天气等因素影响。装配式建筑受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建造效率和质量。目前绿色建筑，装配式建筑等理念在民用建筑领域已被大力推广，同时国家电网公司要求全面推行变电站模块化建设，鼓励变电站采用装配式构件，减少施工湿作业，提高工程建设的效率，减少对环境的污染。这就要求变电站建设适应现代化的需要，采用装配式结构，采用新型建材，用新技术建房。变电站土建装配式应用范围主要有主控通信室、配电装置室等单层或多层建筑，以及构架、防火墙、电缆沟等构筑物。

2、装配式的变电站土建设计基本原则

在设计和优化装配式变电站的土建项目时，要根据智能化变电站的实际设计要求和标准配置主动遵循理念创新、技术创新的原则，不断促进变电站施工工程的技术革新和施工技艺发展，突出工业化施工的核心优势，不断进行优化和调整。一般而言，在变电站的土建设计工作中，要始终坚持可持续发展和节能减排、保护生态环保的施工理念，在充分保障施工安全性和可靠性的基础上，提高信息技术和数据分析的支持力度，在多种设计方案的对比分析中选择优化最佳设计，把变电站的建设目标作为周期成本中的最优组合，从而进行有针对性的优化设计与统筹管理，并采用标准化的生产和检验形式实现对施工工序的整体串联与统一控制。

3、装配式的变电站在土建设计中的构件设计要点

3.1模数化设计

在装配式变电站土建设计中，为了实现建筑设计标准化、机械装配化以及建筑构件生产工厂化，首先需要满足模数化要求。为了提升装配式变电站工业化生产程度，减少生产模具数量，该变电站设计采用模数化设计方式，其中：柱网模数为7.2m、外墙模数为1.2m、外窗模数为0.6m。通过应用规整柱网、归并构件的方式，最大程度上减少生产模具数量。

3.2装配式的变电站的防火墙设计要点

装配式变电站的防火墙在设计时要严格按照国家相关建设标准进行设计，保证防火墙具备足够的结构承载力和耐火极限。通常情况下，装配式变电站的防火墙会使用现浇的杯形基础，并在插入立柱以后用预先调制好的细石混凝土进行再次的灌浆填充，并采用包裹的方法保护钢柱两侧及顶部。

3.3装配式钢结构建筑物围护墙板

建筑物墙体是降低建筑能耗的关键因素之一，墙板材料及其构造，是模块化装配式建筑推广的关键技术之一。板材建筑因其具备质轻、防火、施工快捷等优点，在当前的装配式钢结构建筑中得到广泛应用。目前市场常见的预制大板材有：防火石膏板+保温棉、压型钢板复合墙板、ALC板（蒸压轻质加气混凝土板）、铝镁锰板等。防火石膏板一般用于变电站内主控楼、配电装置楼的内墙板。防火石膏板具有轻质、高强、隔热、防火、加工方便等优点。压型钢板复合墙板的外板夹芯板系彩色涂层钢板面板及底板与保温芯材通过粘强剂复合而成的保温复合围护板材。该板材保温隔热性优良，但连接件容易出现锈蚀现像、表面涂层易于老化，一般只有5～20年的使用年限，与国家电网提倡的60年全寿命周期变电站要求相差甚远，因此不适合应用于装配式变电站。ALC板是蒸压加气混凝土板的简称。ALC板材质量较轻，可有效减轻建筑物的自重。该板具有较好的保温隔热性能，适用于内外墙板、屋面板、防火墙等，是一种轻质高强围护结构材料。但缝材易老化，使用过程应注意维护。铝镁锰合金复合幕墙集成墙板由铝镁锰合金板、型钢龙骨、防火保温棉组合而成。由工厂进行单元幕墙板预制，现场进行模块化吊装，与主体结构使用螺栓固定和挂接。铝镁锰合金是一种轻型、耐候、稳定、环保的新型材料，使用寿命长，是未来装配式变电站着重发展的一种外墙围护材料。

3.4主体结构设计

装配式变电站土建主体结构设计存在着装配式建筑普遍存在的问题，即框架梁柱节点的设计构造及传力。在该装配式变电站土建设计中，优选主体结构，应用清晰的传力方式：框架柱为两层整体预制，采用型钢对节点进行加强处理，应用强柱弱梁以及强节点弱构件等概念设计，提升主体结构的抗震性，施工方式便捷，有利于提升施工进度;主梁和次梁采用叠合设计形式，梁端采用型钢与柱（梁）连接。在叠合层设计中，需提高混凝土结构剪切力，避免发生漏浆问题。在楼面板设计中采用格构筋叠合板，加强板的受力性能，增加新旧混凝土的咬合力。此外，为了提高土建主体结构的整体性能，可以将现浇混凝土作为粘合剂。外墙结构和主体结构应用铰接方式连接。

3.5装配式的变电站的电缆沟设计要点

设计装配式的变电站的电缆沟需要符合标准化、工厂化的施工要求，选择合适的设计思维保证混凝土预制工作的顺利进行。此外，要充分考虑电缆沟的预制长度，并根据预制长度合理选择运输途径和安装形式，在控制好电缆沟自重的前提下，保证现场施工的便捷性和防水需求，适当使用密封胶对电缆沟单体之间的缝隙进行密封。另外也需要在预埋的沟壁扁钢之上焊接能起到实际作用的电缆支架，并在每个电缆沟单体的底部位置设置不同的汇水沟槽，从而保证沟底具有一定的排水和防潮能力，为工程建设减少积水影响。

3.6装配式建筑物屋面

建筑樓面，屋面板体系是装配式变电站建筑物构件的受控要件，其性能同时要满足隔音，防火，抗撞击等性能，对于屋面特别要注意防水性能。单（多）层框架钢结构房屋的楼盖系统由楼（屋）面板和梁体系组成。楼盖结构不仅是承受和传递竖向荷载的重要结构体系，同时在传递由风荷载和地震作用所产生的水平力方面也起着重要作用，合理的楼盖结构布置可以有效地提高框架结构的抗侧刚度和整体行，协调楼层的变形。目前在钢结构中常用的屋面材料主要有蒸压加气轻质混凝土屋面，钢骨架轻型混凝土屋面板，压型钢板复合板，铝镁锰合金屋面板，压型钢板底模现浇板，钢筋桁架楼承板，钢筋桁架混凝土叠合板，PK预应力混凝土叠合板等，装配式钢结构楼屋盖的选择从装配性能，施工便利性，结构耐久性，防腐性能，防火性能，电缆管线敷设，建筑美观性等各方面综合考虑，钢框架房屋楼屋面板可采用压架结构屋面板可采用压型钢板复合板或铝镁锰合金型钢板底模现浇板或钢筋桁架楼承板，轻型门式钢屋面板。

4、结束语

虽然就目前来说，我国装配式变电站技术有了一定的发展，但是也存在着一些急需解决的问题，比如一些技术结构体系还不够系统化，国内的市场还有待开发，国内的技术人员资源缺乏等等。并且在这个资源共享，发展迅速的信息时代，唯有不断创新，与时具进，紧跟时代的步伐和潮流，走在技术的前端才能够不断地发展成长。

参考文献：

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