变电站装配式建筑应用分析

2018-12-25徐光彬毕巧莹

建材世界 2018年6期

徐光彬，金毅，毕巧莹

(湖北省电力勘测设计院有限公司，武汉 430040)

国家电网公司建设“两型三新一化”变电站，推崇以“需求”为导向，推进设计理念、方法和技术创新，突出变电站工业设施定位，引领技术发展方向。推行“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”智能装配式变电站建设模式，按照“调控一体、运维一体”要求，功能集成、配置优化，工程在寿命周期内应长久安全、坚固耐用、先进适用、节能环保、方案最优、经济合理[1]。近年，湖北地区作为装配式变电站试点范围，国网湖北省电力有限公司抓住此次契机，在变电站装配式建设方面作了大量研究及实际应用工作。

1 装配式建筑应用情况

1.1 应用范围

统计近年来国网湖北省电力公司所辖范围内部分已竣工投产的装配式建筑变电站工程见表1。

按表1工程统计建筑面积，C-8方案建设工程13项，总建筑面积7 127 m2；A1-1方案建设工程1项，总建筑面积423 m2。

1.2 装配式建筑初始投资造价指标分析

1.2.1 初始投资造价指标比较

1)外围护材料

统计外围护材料造价指标数据，包括以下几种装配式外墙板材料：镀铝锌聚氨酯夹芯板、镀铝锌岩棉夹芯板、铝镁锰岩棉夹芯板、AS水泥纤维板四类。其中镀铝锌聚氨酯夹芯板、镀铝锌岩棉夹芯板、铝镁锰岩棉夹芯板均为金属墙面防火材质夹芯三明治板，AS水泥纤维板属于高致密度混凝土材料。各类外墙板建造单价如图1所示。

从材料性能看，聚氨酯夹芯材料防火性能较岩棉材料差，单价低于岩棉，镁铝锰合金板材单价较镀铝锌合金板材偏高，镀铝锌聚氨酯夹芯板材单价最低。

表1 变电站工程样本情况表

*指参考文献[2]中的国网通用设计方案(110 kV)。

外围护材料采用镀铝锌岩棉夹芯板和铝镁锰岩棉夹芯板建设方案居多，造价上，铝镁锰夹芯板较镀铝锌板材单价略高。外墙板综合性能指标如表2所示。

表2 外墙板综合性能指标比较表

由表2可见，考虑AS水泥纤维板单价较高，铝镁锰夹芯板材防腐蚀性优于镀铝锌材料，使用寿命较镀铝锌板夹芯板材长20年，以全寿命周期60年成本考虑，铝镁锰岩棉夹芯板较于镀铝锌板更具经济性，更符合装配式变电站的建设要求。

2)内隔墙材料

内墙建设方案主要包括三层石膏板刮腻子刷乳胶漆、三层石膏板加金属波纹板、水泥纤维板刮腻子刷乳胶漆、夹芯复合板等形式。其中水泥纤维板刮腻子刷乳胶漆造价最低，单价220元/m2；夹芯复合板方案其次，单价354元/m2；三层石膏板刮腻子刷乳胶漆偏高，使用频率较高，单价350元/m2；三层石膏板加金属波纹板无需内墙湿作业，工期进一步缩短，无施工粉尘，造价略高于三层石膏板刮腻子刷乳胶漆构造形式，单价517元/m2。内隔墙综合性能指标如表3所示。

表3 内隔墙综合性能比较表

由表3可见，考虑内隔墙施工便捷，工艺精美，三层石膏板刮腻子刷乳胶漆较其他3种材料更具经济性，更符合装配式变电站的设计要求。

3)屋面材料

新建站建筑屋面建造形式主要采用压型钢板加钢筋桁架混凝土现浇，综合单价587元/m2。

综合以上建筑围护结构材料综合造价指标，对装配式建筑初始投资平均造价指标与常规钢筋混凝土框架结构建筑进行差异性分析，具体包括主体结构、内外墙面及装饰、屋面、装修及其他进行分项4个方面，如图2所示。

分析结果显示，装配式建筑内外墙体及装饰及主体结构为变电站装配式建筑造价指标偏高的主要因素。

1.2.2 初始投资造价指标远期控制分析

全面推广装配式建筑时间较短，可选择的专业厂商少，市场机制不够完善，主要体现在以下几个方面：

1)装配式建筑围护板材、施工安装工艺未形成统一标准或规范，不利于招投标管控。

2)变电站建筑体量小，工程量少，施工招标单价高。

随着人工成本日趋增长，预期钢筋混凝土框架建筑价格会随着经济发展持续上涨。与此同时，装配式钢结构建筑在行业内全面推广，建筑材料及施工安装技术将进一步趋于成熟，市场机制不断完善，装配式建筑初始投资造价存在下降空间，优势将更加突出[3]。

1.3 全寿命周期造价对比分析

目前，装配式建筑平均初始投资造价5 044元/m2，较常规钢筋混凝土框架结构建筑2 733元/m2高。按全寿命周期成本LCC(使用年限60年)综合考虑造价成本，除初始投入成本以外，需要考虑运行维护成本以及报废成本等控制因素。其中，运行维护成本按全寿命周期内建筑正常使用维护所需费用考虑。报废成本主要包括报废处置管理成本、报废资产残值回收收入和提前报废成本；钢结构装配式建筑物属于可回收利用的建筑型式，建筑钢材100%可回收，报废时资产残值回收收入抵扣报废处置费用，报废成本较常规钢筋混凝土方案优势明显。

从全寿命周期角度考虑，装配式方案与常规方案成本接近。装配式建筑施工过程中环境污染小，施工工期短，质量可控。综合考虑LCC成本及缩短工期两方面因素，装配式建筑相较于常规钢筋混凝土框架建筑具有经济优势[4,5]。