装配式建(构)筑物在标准配送式智能变电站中应用

2014-11-09杨利生

山西建筑 2014年25期

杨利生

(江苏省电力设计院，江苏南京 211102)

国家电网公司开展标准配送式智能变电站建设，创新变电站工程建设模式，提出了“安全性、适用性、通用性、经济性”协调统一的原则，实现“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的目标。实施标准配送式智能变电站建设是建设“一流电网”的重要举措，是标准化建设的深化，提高智能变电站技术水平，提高工程安全和工艺质量，有利于节约环保，降低全寿命周期成本。标准配送式智能变电站集成应用新技术、深化标准化建设，适应“大运行”“大检修”要求，提高智能变电站建设效率，全面提高电网建设能力。

1 工程概况

江苏110 kV某变电站工程作为全户内标准配送式智能变电站试点。按照《标准配送式智能变电站建设技术导则》要求变电站按无人值守设计，建筑设计合理配置功能房间，优化房间设置，确保功能房间数量、大小合理，满足生产要求。地下一层布置电缆层、主变油坑、散热器油坑;地面一层布置主变室、散热器室、10 kV配电装置室;地面二层布置110 kV GIS室、电容器室、二次设备室、安全工具室;地面三层布置电容器室、资料室、卫生间。GIS室不设吊车。站区围墙板、建筑物外墙板均采用EPC挤出板，颜色为水泥本色，不褪色，协调统一。整体效果见图1。

2 建筑物亮点

2.1 装配式建筑物的应用

标准配送式智能变电站要求土建设计标准化，建(构)筑物主要构件，采用工厂预制结构形式。生产综合楼结构形式采用钢框架结构，方钢管柱，型钢梁。楼、屋面及楼梯均采用自承式钢筋桁架底模现浇板。具有建设安全、优质、高效、节能、环保，减少现场湿作业的优点。钢框架结构材料轻质高强、承载力高且自重轻，钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对较高，钢结构断面可选择较小的断面尺寸［1］。钢结构具有良好的延性和抗震性能，属理想的弹塑性结构。按抗震设计规定弹性计算阶段的结构层间位移限制，对钢筋混凝土结构规定为h/550，而对钢结构则可放宽至h/300，二者相差1.8倍［2］。不仅吸能而减弱地震作用，还具有良好的适应强震变形能力［3］。钢筋桁架模板系统是将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与镀锌压型钢板焊接成一体的组合模板(见图2)。与以往的楼板施工方法不同，在建设现场，可以将钢筋桁架模板直接铺设在钢梁上，然后进行简单的钢筋工程，便可浇筑混凝土，提高了楼板施工效率，缩短了工期，减少了现场钢筋绑扎工作量。与传统的楼承板比较，现场钢筋绑扎工作量可减少60%～70%，提高整体施工速度［4］。具有以下优点［5］:无需搭设脚手架，加快了施工进度;节省资源及投资;底模利用率高;提高工程质量，改善楼板的使用性能;有利于建筑物抗震;隔声性能更加优越;耐火、防腐蚀性能优越;无需防腐处理;施工简单、废料少，有利于环保。

图1 站区整体效果图

图2 钢筋桁架模板

2.2 装配式建筑物外墙

生产综合楼外墙体均采用ECP纤维水泥板复合外墙作为节能墙体。大大降低外墙的吸热性能，提高了外墙体的隔热性能。建筑设计时做到无外露钢结构，提高了建筑物的免维护使用期限。其主要优点为［6］:

1)强度高:按国标GB/T 23451-2009检测，抗压强度和抗弯强度分别超出国标限值的3.5倍和4倍以上。

2)抗冲击性:经10次抗冲击试验后，板面无裂缝;超出国标限值的2倍以上，具有较高的耐冲击性能。

3)抗震性:由于强度高，刚性强，因此对于地震中的层间位移能有效的避免板材开裂或脱落的发生，明显优于其他湿作业混凝土类墙板。

4)尺度大:标准宽度为600 mm，最长可达4.3 m;经济性好。

5)耐候性:材质密度高，性能稳定，表面吸水率低，因此具有较强的抗冻融性，使用寿命长。

6)隔声性:ECP墙板为中空结构且为高密度材质，从低音区域到高音区域都具有良好的隔音性能。

7)耐火性:ECP墙板是一种不燃材料，无论作为外墙还是内墙均能达到相应的耐火极限要求。

8)经济性:由于ECP墙板是中空结构且厚度很薄，既增大了房间净空面积又比传统砌筑类墙体自重减轻3倍～5倍，可大幅减轻建筑物结构和基础的负荷，因此可降低整体建筑物的设计造价。

9)施工性:不需大型起重机械即可施工，为干法作业，采用钢制连接件与墙板螺栓连接，且板面无需抹灰，施工快捷简便。

10)环保性:绝不含石棉、甲醛等有害物质，放射性核素限量也低于国标限值10倍以上，是绿色环保制品。

11)装饰多样性:ECP墙板表面可直接施以涂料或粘贴壁纸、瓷砖等装饰材料;抛光后的墙板表面更加光滑且具有自然的质感，可直接使用;还可通过改变挤出模具实现板面的各种浮雕效果。

3 构筑物亮点

3.1 装配式围墙

站区围墙采用装配式实体围墙，工厂化制作。板材采用水泥基轻质墙板及预制混凝土柱，表面密实光洁，棱角分明，颜色一致，预制柱留有槽口，用于围墙板卡入安装(见图3)。减少现场湿作业、缩短施工周期，提高工艺水平，有利于现场的安全管理。

3.2 预制式电缆沟

电缆沟是变电站、发电厂中必不可少的基础设施，主要用来放置电缆，电缆沟的施工质量和运行可靠性对变电站和发电厂有着重要的意义。目前电缆沟的通用做法有两种:砖砌体表面抹灰电缆沟和现浇混凝土电缆沟。目前在施工和运行过程中存在以下问题:以上电缆沟现场施工作业工序多，工期长，资源耗费较大，易造成现场混乱，安全隐患增加，管理难度加大，不利于安全文明施工的展开;砖砌抹灰要求较高，抹灰的质量普遍偏低，现浇钢筋混凝土电缆沟存在支模困难，且混凝土表面平整度难以保证等问题;电缆沟壁稳定性较差(砖砌)，常出现倾斜、倒塌或变形等问题;附件角钢支架存在易锈蚀、易损电缆和造成涡流损耗等问题;附件沟盖板常为水泥，存在脆性大、易碎、连接接缝大，防水性能不佳等问题［7］。根据国家电网“两型一化”变电站建设原则，施工工艺上，推行工厂化加工、集约化施工、模块化组合，推出装配式复合电缆沟解决方案，即电缆沟沟槽、电缆支架和沟盖板均采用复合材料，供货时为各个模块运输，施工时直接装配即可，可以大大缩短施工周期。实现了电缆沟的构件工厂化，可明显缩短施工周期，保证施工质量和周期;复合材料具有强度高、质量轻、阻燃性和耐老化性良好，彻底杜绝了涡流损耗。底部增加排水通道，解决了电缆沟排水问题(见图4)。

图3 装配式围墙

图4 预制式电缆沟

传统电缆沟与复合材料沟槽对比见表1。

3.3 户内预制式半仓应用

预制式半仓将原有零散的二次设备组合，相对户外全仓取消了围护结构，具有如下优点:

1)实现了组合式二次设备的“工厂化加工”，将大量的接线及调试工作在厂家完成，减少了现场接线、熔纤、调试的工作量。2)实现了组合式二次设备的“装配式建设”，设备整体运输，整体吊装，现场接线采用双端预制的线缆连接一次设备智能控制屏与组合式二次设备屏柜，实现二次设备的“即插即用”。3)可拆卸式的框架组合，释放了屏柜周边的空间，使运维人员工作时不感到空间局促，且单个屏柜的增加或更换方便，利于今后的升级或改造。4)实现板前安装，板后接线，运维方式比二次设备舱更符合现有习惯。5)利用了变电站建筑内的暖通及辅控设施，节约了成本。