摘要：随着社会城市化进程的快速发展，资源紧缺的问题日渐突出，传统建设模式已经无法适应环境友好型社会发展趋势。在变电站建设中，应采用土地占用量少、施工周期短、运营可靠性高的建设模式。装配式变电站采用标准化和模块化的设计方式，是传统变电站设计的变革。为更好适应社会的发展，对装配式变电站设计的研究迫在眉睫。
关键词：装配式变电站；土建设计；节能环保
一、装配式变电站土建方面的特点
装配式变电站是进一步深化智能变电站技术，统一建设标准的产物。这一转变不仅能够降低成本，缩短工期，提高质量，而且还能够减少环境污染，有利于资源节约型和环境友好型社会的建设。和传统的变电站相比，装配式变电站改变了电气的系统布局、土建设计以及施工模式。就其在土建方面的特点来说，又可以从以下三个方面进行阐述：
1.1施工周期
对于传统变电站，土建部分施工周期较长：①由于传统变电站所有的施工工序都需要一项一项按步骤单独完成，而不能同时进行，再加上比如钢筋混凝土结构等还需要浇筑和养护的时间；②受天气影响较大，如果遇上天气恶劣的情况就需要停工，等到天气良好才能继续施工，这样一来就导致传统变电站土建施工周期较长。
装配式变电站进行工厂化生产，有些工序能够同时进行，从而有效地缩短了施工周期。例如在进行某项室外的施工工序时，在工厂里能够同时进行某些建筑物零部件的加工制作，再利用现场快速装拼工艺，将施工串联流程变成施工并联流程，能够一定程度上提高施工效率。并且，工厂化的生产受天气等外部条件的限制较小。
1.2管理成本
传统的变电站土建施工现场原材料多，且堆放比较杂乱，原材料采购渠道多样；由于施工的工序比较复杂，现场的施工队伍比较多，人员鱼龙混杂；且传统变电站受外部环境影响较大。这些因素使得传统变电站土建施工具有很大的不可控性，工程质量就难以保证，风险较大。
装配式变电站利用工厂化生产，标准化地流水作业保证了相关建筑物构件质量的可控、在控性，成熟的制作工艺、优良的制作环境很大地降低了质量风险。比如，由于彩钢板的层层紧扣使得建筑的密闭性具有较好的保障，同时预制墙板良好的制作工艺能够达到传统墙体的要求。工厂化生产让材料质量可控，各道工序井井有条，衔接良好，节约了管理成本。
1.3对环境的影响
传统变电站在进行土建施工时，现场原材料、大型机械等较多且杂，会产生很多的建筑垃圾和废水等对环境有害的污染物。同时施工人员比较多，需要搭建临时的简易用房和相关的施工场地，也会产生很多的生活垃圾，不利于节能减排的环保理念。
装配式变电站使用工厂化生产，大大减少了施工现场的原材料、大型机械以及人工投入，对施工现场进行“减负”，使得对环境有害的物质得到大量的减少，且有些设备等可以循环利用，契合了建设资源友好型和环境节约型社会的要求。
二、装配式变电站土建设计实例
2.1装配式变电站概况
装配式变电站的电气设备布局形式、建筑物构件设计和施工模式都发生了较大变革，目前，我国装配式变电站建设进入了快速发展阶段。本文将以某220kV敞开式变电站作为研究对象，对装配式变电站土建设计要点进行详细探究。
2.2建筑设计
在该装配式变电站工程土建平面设计中，需要注意规划合理、布置紧凑。建筑外立面设计需结合预制建筑物结构特征，运用竖向模数单元进行构图，并引入水平遮阳线条统一建筑元素，改善建筑工程外观。建筑外观尺度适宜，造型简洁大方，融入当地独特的建筑设计元素。
2.3结构选型
在该装配式变电站工程设计中，需要遵循结构安全性、适用性和经济性的原则，同时还应关注建筑工程施工便捷性和预制程度两方面，保证变电站土建施工技术的先进性、经济合理性、施工便捷性。该装配式变电站建筑具有层高低、平面布局灵活以及楼面荷载大的特点，综合考虑各方面因素，采用全预制装配式混凝土框架结构体系，如图1所示。该结构体系具有抗震性能好、布局方式灵活、工业化预制程度高、工程造价合理等优点。
2.4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。该装配式变电站应用6类构件，共计295个，需10套生产模具，预制率可达81.3%。
2.5主体结构设计
装配式变电站土建部分建筑物主体结构设计的重点为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，明确清晰的传力方式：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，且施工方式便捷，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，避免漏浆、孔洞、连接缺陷等问题。在楼面板设计中采用格构筋叠合板，加强楼板的受力性能，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。
三、结语
现阶段已完成预装式变电站试点的成功案例越来越多，起到了良好的带头示范作用。已建成变电站的工程较好的验证了其特点和优势，装配式变电站将成为今后变电站建设重要的选择方案之一，为节约资源和占地面积、缩短施工周期、降低施工和运维检修成本起到积极主动的推动作用，为质量控制、成本控制、工期控制、集中竞价乃至新建变电站的制造模式奠定了坚实的开创性基础，具有重大的现实意义。
参考文献：
[1]2011年第10期，朱文博，等：全预制装配式变电站考察情况简述
[2]2016年第4期，国家电网公司110kV智能变电站模块化建设设计技术导则
论文作者:汪越
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签：变电站论文; 土建论文; 传统论文; 结构论文; 构件论文; 建筑论文; 工序论文; 《河南电力》2018年13期论文;