浅谈环保型通信塔的设计与运用

薛明

【摘要】随着现代通讯发展，我们需要建设越来越多的通信基站来满足我们的日常需要。但是旧型的通信基站普遍能耗高而具有污染性，为此国务院与工业和信息化部联合下发了《关于推进电信基础设施共建共享的紧急通知》。通知指出，我们必须建设新型的环保型通信基站来共享国家电网，降低能耗的同时保护资源和自然景观，从而节约大量资金以此来解决基站能耗高不环保的现象，创建更环保的新型通信基站，应用環保型通信塔在一定程度上实现节能减排。

【关键词】通信基站；共建共享；环保型通信塔；环保节能

0引言：

通信塔从功能上可分为为了满足铁路系统为列车运行情况监控与调度的要求而建设的铁路通信塔，第二种则是为了各种移动通信公司各自建设的移动通信塔。如果能将两者进行共享共建不仅便于统一管理，也能降低通信塔之间的质量差异进行标准的统一从而实现环保理念。共建、共享的观念提出就要求我们寻求一种新型的通信基站来实现以上要求，新型的通信基站将以环保为主题，与旧型基站不同的是新型环保基站必须考虑共建、共享需求，在安全性、经济性、适用性及美观性等方面都可以出色完成。所以开发新型的通信基站设计方案是非常具有现实意义的课题。

虽然共建、共享已提出一段时间，但实施仍处于起步阶段，只是在现有的塔型上增加设备，这难免在各方的利益上、安全上和实用方面带来一些负面的影响，开发新型的智能的、环保的、节能的通信基站显得迫切性和重要性。为此，提出一种新型的用钢量小、无需热镀锌的环保型通信塔。它不仅适用于三大移动通信运营商之间的基站共建，也适用于铁路通信信号塔与移动通信塔的共建、共享，尤其适用于布置在高速铁路沿线，同时贯彻了工信部提出的电信基础设施共建共享的重要方针。

1环保型通信塔的设计要求

为了克服传统的单管塔存在着用钢量大，钢材需要热镀锌等问题，新型通信塔应属于环保型设备。新型通信塔需要承受共建、共享各方的天线设备自重及产生的横向风荷载，结构需要采用可受力材料。天线安装方便，并且安装的位置可以提供天线足够的延伸空间。在安全方面，因为多方设备集中于同一基站，所以必须提高安全系数，防止盗窃与破坏。重中之重表示通过合理的设计来达到环保的目的，更好地节省空间与材料，环保节能。

2. 环保型通信塔的设计与运用

新型通信塔克服了过去通信塔安全系数低、能耗大不环保、经济效益低下、适用性不强的不足，而是新型具有节能功能、增加工作效益的环保型通信塔，其具有许多传统基站所不具备的优点。

环保型通信塔其特征在于空间钢桁架结构，相对于以往悬臂式的单管塔，结构简单紧凑。外围设置有玻璃罩，玻璃罩采用高分子材料，将内部钢桁架处于室环境，空间钢桁架结构呈截头四棱锥结构，由塔柱、横杆、斜杆组成。塔柱、横杆都采用角铁材质构成，横杆则由角铁与槽钢制成。底部为了便于工作人员进出采用“K”型斜杆布置；中间塔段采用交叉斜杆；顶部塔段由于受力较小适当减少了斜杆层数。如图1a、图1b、图2。

井架作为塔架中心，由多个大小形状相同的节段组成。节段采用圆锥筒结构，相邻两节圆锥筒质检通过接头接插连接，顶部的避雷针为了提高安全度，在底部突出的距离进行安装从而避免波及塔身。机房是由内、外墙组成的封闭环形结构，它通过隔墙供不同企业进行使用有效地增加了通信塔的实用性。屋顶为了利用水的散发，采用了中心高，四周低的结构，但在其内部为了以免积水依旧铺设排水系统。

围绕塔架设置防护罩有效地防止非工作人员从机房顶部进人，玻璃钢防护罩可保证足够的高度和强度，铁塔、馈线以及空调室外机等设备均被保护在一个封闭的空间内，以此来努力杜绝盗窃、恶意破坏、非工作人员的擅自闯入。

整板基础供塔架、井架和机房一起使用，所以必须具有足够的硬度以免产生沉降现象，整板基础硬度的增加可使机房的自重成为基础抗倾覆的有利荷载。与此同时，井架柱头采用底板为镂空结构，。不仅仅是为了节省混凝土的使用量来节省成本而是为了井架与基础下的接地网连接的创新设计。

3性能分析

3.1安全性

从结构承载力方面来看，采用空间钢桁架结构作为受力构件，相对于以往的单管塔，结构简单紧凑，又以玻璃钢作为外围，玻璃钢作为一种高分子材料，不仅耐腐蚀性高，防腐性强，同时保护钢结构，增加了安全系数。和之前的通信塔相比抗弯惯性矩、抗扭转刚度都有大幅提高，整体承载能力明显加强，能够抵抗更大的风荷载及高速列车带来的附加风荷。

与传统的通信塔相比，爬梯，电线以及避雷引线都悬挂于塔架下，这样常常会出现安全隐患，且对通信塔本身负荷增加，而新的通信塔将重心移动至井架上进一步加强了高铁塔的安全性。

除此之外，铁塔的塔架处于防护网形成的保护网下，不但可以避免遭受盗窃和恶意破坏等想象。同时杜绝了外来人员进入天井与机房的可能， 进一步使通信塔的工作得到了安全，有效地完成。保证通信基站平稳、安全的工作。

3.2适用性

环保型通信塔的结构采用空间桁架结构，不仅使运输方便、安装便捷且充分利用塔间空间。塔柱间的距离考虑了天线水平间距要求，可以十分方便地进行天线安装，大大增加了通信塔的适用性。

3.3经济性

首先环保型通信塔一改以往用钢量大的弊端，在减少钢量的同时放弃了热镀锌的使用，但同样达到了其效果，又降低了生产成本提高了通信塔的积极效益。（详见表1）

同时铁塔和机房的共建共享，又在机房自重抗倾覆的帮助下，减少了占地面积以及大量的混凝土。

环形机房具有更好的保温性能，机房在高度增加的同时将防护罩的材质更新为密闭性遮光材料，使得热空气上升，冷空气下降产生烟囱效应降低了空调在此方面的支出从而增加了通信塔的经济性。

3.4外观

新型通信塔、外形与传统单管塔一样，但是其外包材料可以调配成各种景观色彩，可以搭配任何环境以此相互辉映，不仅仅成为令人感到冰冷的贴建筑而是成为城市独特的风景线，如同城市雕塑一般拥有生命力。其外围设置有玻璃钢外罩，使铁塔结构显得更为规律化，有很强的节奏感。

3.5环保节能性

新型环保通信塔在反复强调的环保节能方面表现突出，采用氟碳涂料代替了原本污染环境的电镀锌，完全实现了环保零排放、零污染。用钢量减少，采用有机玻璃钢硬度不减，而且玻璃钢作为一种高分子材料，耐腐蚀性好，又对钢桁架起保护作用，降低了钢材的腐蚀性，无不体现其环保节能性。表1（新型环保型通信塔与传统通信塔以高度为比例所用钢量与镀锌重量的对照表）

5结论

通过对于环保型通信塔的运用，可以充分实现通信基地间的共享与共建，同时拥有其他型通信塔所不具备的新概念设计，尤其是在环保节能方面做出了巨大的贡献，运用全新的材质不仅节约了占地空间，增加了安全系数，同时其外包材料可以调配成各种景观色彩赋予时代的生命气息。

参考文献：

[1]屠黑男， 王肇民. 轻型通信塔设计[J]. 特种结构， 2001， 18（4）：24-26.

[2]于送洋. 一种新型钢管通信塔的设计实践研究[J]. 特种结构， 2012，