變電站裝配式建筑物設計探索

劉豐

摘 要：社會經濟和工業經濟的快速發展，能源需求快速增長，解決人力資源日益短缺的矛盾，施工進度緊張，對電網建設工程質量和管理技術的水平要求越來越高，現有的電力變電站工程建設管理模式已不能完全滿足這些新的技術要求。本文主要通過建筑裝配式鋼筋混凝土框架結構與大型鋼結構的綜合比較，并對建筑輕鋼和閥門式結構剛架和大型鋼結構框架的主要適用范圍，分別進行了具體細分等方面進行了探索。

關鍵詞：變電站、裝配式、建筑物

1 概述

裝配式工程變電站設計是為了學習貫徹國家變電站工程建設項目的全周期壽命和長周期典型設計以及改造施工技術理念，遵循國家電網公司的“兩型一化”工程變電站典型設計和改造施工技術指導方針，根據工程技術監督管理有關要求，在制定典型電站設計方案的根本基礎上適時進行典型設計技術改進，優化電站平面布置和強化垂直結構設計。要有效控制降低施工足跡、建筑面積、投資、工期等成本指標，實行國際標準化建筑設計，裝配式建筑施工，減少建筑管理操作難度和施工復雜性，降低建筑資源過度占用、環境影響，全面實施綠色工業化生產、機械化建筑施工，實現建筑資源利用節約、環境友好和綠色產業化，減少重大項目建設投資，實現城市工程建設各個項目全方位生命周期和各功能高度匹配、生命周期協調、成本平衡。

2 裝配式變電站建筑物結構

變電站建筑的主要基本功能作用是合理布置、保護變電站設備，為人員及時提供設備維修和生產活動空間，屬于現代工業節能建筑的應用范疇。變電站主體建筑按其功能主要用途又可分為一級通信室、一級輔助配電室和二級輔助性多功能配電室。目前，常用的各種裝配式復合結構主要有三種裝配式大型：鋼筋混凝土復合結構、裝配式大型鋼板鋼筋混凝土復合結構和裝配鋼結構。其裝配式混凝土結構和鋼結構對比如表1。

從以上表格中我們可以明顯看出，新型鋼筋混凝土主體結構自重較大，現場運輸和吊裝都比較困難。鋼結構制造技術已比較成熟，運輸簡易組裝方便，施工生產速度快，自重輕，抗震腐蝕性能好，然而，鋼結構的整體抗腐蝕和耐火沖擊能力較弱，在結構設計、制造、保護、安裝等各個方面必須適當引起行業足夠的高度重視。在實際的變電站建設中需要充分考慮建筑抗震性、施工速度、節能環保等諸多因素，對設計進行綜合比較，確定最優的設計方案。

3 裝配式變電站建筑物屋面

變電站建筑主體樓板和結構屋面板是變電站內部建筑主體構件，需要具有阻熱隔音、防火、抗沖擊等特殊性能。單（多）超高層結構鋼桁梁框架結構房屋的主梁樓板結構體系由主梁樓板（包括屋頂）和梁樓板體系結構組成。樓蓋主體結構不僅僅是一個承受和協調傳遞水平豎向重力荷載和縱橫荷載的重要框架結構運動體系，而且在承受傳遞橫向風荷載和傳遞地震橫向荷載運動引起的主體水平橫向荷載運動方面它也起著重要支撐作用，合理的進行樓蓋主體結構框架布置設計可以有效地幫助提高樓蓋框架結構的穩定抗側框架剛度和穩定整排框架剛度，協調控制樓蓋結構變形。目前建筑鋼結構中常用的輕型屋面吊頂材料主要類型有空氣蒸壓罐、空氣輕型框架混凝土吊頂屋面、鋼骨輕型框架混凝土吊頂屋面板、異型鋼桁架組合板、鋁合金鎂鋁高錳合成五金屋頂樓面板、異型混凝鋼板底桁架模板及砼現澆板、鋼桁架樓面覆蓋橋梁承重板、鋼桁梁框架輕型混凝土橋梁組合板、預應力輕型混凝土桁架組合底模板等。從產品裝配安全性能、施工管理方便性、結構使用耐久性、防腐耐蝕性能、防火凈化性能、電纜和排水管道工程敷設、建筑美觀等多個方面對各種裝配式不銹鋼屋面上蓋的材料選擇問題進行了高度綜合性的考慮，鋼桁梁框架上蓋屋面板加工可直接采用壓型鋁合鋼板框架底模或壓型鋼桁梁框架上蓋屋面板鋼支撐底模板加工現場灌澆，輕鋼五金框架上蓋屋面板加工可直接采用壓型鋁合鋼板底模復合板或壓型鋁合鋼鎂鋁鋅錳合板五金屋蓋平面板加工制作。

4 總結

考慮到變電站建設的經濟效率和設計質量問題，分析和設計比較了變電站的主體裝配式復合建筑和其他屋面建筑材料的主體結構成分類型。在大型裝配式電力變電站中，推薦建設采用雙層鋼框架結構建筑形式的變電主控室和通信實驗室、配電設備室等建筑。單層建筑一般采用輕型的拱門式和鋼剛架建筑結構。多層建筑多采用鋼框架結構，但其在設計、生產、防護、安裝等方面的抗腐蝕、耐火能力受到了足夠的重視。建筑物的外墻板材則推薦盡量采用壓型不銹鋼板和聚碳纖維復合水泥板，內墻裝飾材料板則推薦盡量采用耐火石膏板。

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