裝配式鋼結(jié)構(gòu)變電站與傳統(tǒng)變電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

韋 霞

（廣東南海電力設(shè)計(jì)院工程有限公司，廣東 佛山 528200）

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裝配式鋼結(jié)構(gòu)變電站與傳統(tǒng)變電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

韋 霞

（廣東南海電力設(shè)計(jì)院工程有限公司，廣東 佛山 528200）

摘 要：從變電站建設(shè)規(guī)模、電氣主接線、配電裝置布置形式及綜合樓的結(jié)構(gòu)形式、造價(jià)等方面，對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)變電站與傳統(tǒng)變電站進(jìn)行深入的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

關(guān)鍵詞：變電站；技術(shù)方案；綠色；造價(jià)對(duì)比

隨著城市建設(shè)及電網(wǎng)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的變電站建設(shè)模式逐步轉(zhuǎn)變，并有了發(fā)展的契機(jī)。根據(jù)變電站建設(shè)中的節(jié)能、環(huán)保、抗震、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，通過(guò)研究及應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型建筑材料，憑借其優(yōu)越的特性，逐漸成為變電站發(fā)展的一個(gè)新的方向。

一、鋼結(jié)構(gòu)變電站與傳統(tǒng)變電站技術(shù)方案差異分析

以優(yōu)化110kV變電站建筑物建設(shè)作為研究?jī)?nèi)容，以裝配式建筑作為研究方向，選用鋼結(jié)構(gòu)作為研究載體，充分體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重輕、韌性好、安裝機(jī)械化程度高、低碳環(huán)保可重復(fù)利用。按鋼結(jié)構(gòu)多層布置形式（戶內(nèi)GIS）做方案，并與普通混凝土結(jié)構(gòu)從建設(shè)規(guī)模、電氣主接線、配電裝置布置形式及綜合樓結(jié)構(gòu)形式及造價(jià)、項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程、綠色、運(yùn)行等方面進(jìn)行對(duì)比，從而總結(jié)出最適合變電站的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)模式。列舉南網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)G2a方案與鋼結(jié)構(gòu)多層布置方案進(jìn)行對(duì)比，分別從等方面進(jìn)行比較，詳見(jiàn)表1。

（1）電氣部分差異

①主要差異體現(xiàn)在10kV并聯(lián)電容器容量的選擇、主變壓器的布置，主變與GIS間隔之間采用電纜連接，壓縮GIS間隔布置，充分利用GIS配電裝置室空間。②接地全暗敷、預(yù)制式電纜豎井、力纜采用電纜線夾懸吊安裝。③由于墻體采用厚捷彩板裝飾板配100型隔墻龍骨+6層12厚耐火紙面石膏板+巖棉，后期無(wú)法進(jìn)行動(dòng)力線路、照明線路、插座、燈具等安裝，因此在綜合樓主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及圍護(hù)系統(tǒng)生產(chǎn)前提前考慮電氣管線敷設(shè)。變電站內(nèi)所有配電箱及插座采用暗敷于建筑墻體內(nèi)，動(dòng)力、照明電纜線路水平方向采用槽盒沿墻明敷，垂直方向穿PVC管沿主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)敷設(shè)。④鋼結(jié)構(gòu)多層布置方案在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上調(diào)整了平面布置，主變旋轉(zhuǎn)90°布置，將GIS設(shè)備移到了首層，方便GIS設(shè)備吊裝及110kV電纜進(jìn)線；電容器室設(shè)置在二層。

（2）土建部分差異

傳統(tǒng)變電站采用的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體填充墻的建筑形式，由于受力構(gòu)件需現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土澆筑成型，存在著施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲大、粉塵多且施工周期較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低，施工速度慢，對(duì)周?chē)h(huán)境影響大、建筑材料不可回收利用，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量控制難等弊端，愈來(lái)愈不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)約化、預(yù)制模塊化已成為變電站建設(shè)的新目標(biāo)，采用預(yù)制裝配式建筑是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效手段。①綜合樓地上部分采用鋼結(jié)構(gòu)，柱子選用工字型鋼柱，梁為工字型鋼梁。梁柱間用腹板高強(qiáng)螺栓連接，翼緣現(xiàn)場(chǎng)焊接。鋼梁、柱表面均噴涂紅色醇酸底漆、白色防火防腐面漆，鋼柱外包防火板，滿足鋼結(jié)構(gòu)防腐防火要求。地下部分采用混凝土結(jié)構(gòu)，底板、側(cè)壁采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，柱子采用混凝土內(nèi)藏工字型鋼柱。樓面采用樓承鋼板組合樓蓋，屋面采用輕鋼結(jié)構(gòu)坡屋面，室內(nèi)樓梯采用鋼結(jié)構(gòu)樓梯，內(nèi)外墻采用組合式墻板，防火墻兩側(cè)各設(shè)雙層防火石膏板，滿足變電站防火要求。②站區(qū)設(shè)綜合樓一座，半地下一層、地上兩層。其中，半地下一層布置消防水池、電纜層，地上一層布置主變室、10kV配電裝置室、110kVGIS室、蓄電池室等，地上二層布置主控室、電容器室等。與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建筑面積一致，將GIS設(shè)備等大體量設(shè)備從原6.5m層下放至1.5m層，可降低建筑物重心，減輕地震反應(yīng)，并且降低綜合樓總高度，緊湊布置。③標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案中屋面被劃分為3塊，每塊的標(biāo)高都不一致，建筑外立面被分割得較為零碎。鋼結(jié)構(gòu)方案通過(guò)調(diào)整功能房間布置，統(tǒng)一了整棟建筑物的屋頂標(biāo)高，并采用坡屋面的形式，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，全面展示現(xiàn)代化工業(yè)建筑大氣、厚重的風(fēng)采。④變電站圍墻按通透式圍墻設(shè)計(jì)，主體采用裝配式方管鋼柱配鐵藝圍墻，與周邊環(huán)境相呼應(yīng)。⑤所有鋼構(gòu)件、墻體、屋面均采用廠家成品、現(xiàn)場(chǎng)安裝。可減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)工程量60%，減少建筑垃圾量80%，縮短施工工期50%。⑥綠色環(huán)保和可再循環(huán)材料使用量占所用建筑材料總重量的70%，充分體現(xiàn)了電網(wǎng)綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)理念。⑦施工實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，易于質(zhì)量控制，并有效減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工期。

（2）主要差異經(jīng)濟(jì)比較

由上述可以看出，鋼結(jié)構(gòu)多層布置與傳統(tǒng)變電站的差異主要體現(xiàn)在綜合樓結(jié)構(gòu)部分，因此僅對(duì)該部分進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，見(jiàn)表2。

由表1可看出，采用鋼結(jié)構(gòu)方案，綜合樓建筑工程造價(jià)比常規(guī)鋼筋混凝土方案增加256萬(wàn)元，約增加22.8%。增加部分相對(duì)于整個(gè)變電站的投資而言，僅占總投資的約4%。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，在使用功能、材料性能、受力特點(diǎn)、設(shè)計(jì)、施工工藝和工期、環(huán)保節(jié)能以及綜合經(jīng)濟(jì)方面都有優(yōu)勢(shì)。

表1

表2

二、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于變電站中的特殊性

與其他鋼結(jié)構(gòu)建筑物不同，變電站是電力系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換電壓、接受和分配電能的電力設(shè)施，決定了變電站要設(shè)置大量埋件來(lái)安裝設(shè)備，要有大量線纜、埋管穿梭于各個(gè)設(shè)備間，要有很多設(shè)備開(kāi)洞等來(lái)滿足今后設(shè)備的安裝、運(yùn)行要求。因此，設(shè)計(jì)圖紙要全面，預(yù)埋件、穿管、配電箱等位置要準(zhǔn)確。需要設(shè)計(jì)院與廠家密切配合，有效溝通來(lái)達(dá)成一致。

結(jié)語(yǔ)

預(yù)制裝配式建造模式需要現(xiàn)代預(yù)制件、鋼構(gòu)件工廠作支撐，需要對(duì)傳統(tǒng)土建工程招標(biāo)及標(biāo)段劃分作調(diào)整，需要對(duì)采購(gòu)方式與施工組織重新定義。全預(yù)制裝配式變電站的建設(shè)，通過(guò)工廠生產(chǎn)預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝兩大階段縮短土建施工周期，減少工程建設(shè)人員，簡(jiǎn)化檢修維護(hù)工作。通過(guò)探索實(shí)踐，完善出設(shè)計(jì)、加工、施工、管理、定額等標(biāo)準(zhǔn)，從而有效地控制工程質(zhì)量、建筑周期和工程造價(jià)。其標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、集約化施工，使變電站建設(shè)走向科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、精細(xì)化建造的道路。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，全預(yù)制裝配式變電站的技術(shù)、產(chǎn)品和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)一定會(huì)很快地成熟起來(lái)，必將成為變電站建設(shè)的重要選擇方案之一。

參考文獻(xiàn)

［1］葉建峰.110kV全預(yù)制裝配式變電站建設(shè)實(shí)踐［J］.供用電，2010（2）：42-45.

中圖分類(lèi)號(hào)：TM633

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A