淺論城市全戶內(nèi)變電站的建筑節(jié)能與降噪設(shè)計(jì)

程中林（蕪湖中安電力設(shè)計(jì)院有限公司，安徽蕪湖241000）

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淺論城市全戶內(nèi)變電站的建筑節(jié)能與降噪設(shè)計(jì)

程中林（蕪湖中安電力設(shè)計(jì)院有限公司，安徽蕪湖241000）

如今綠色環(huán)保型變電站成為電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，提高變電站的節(jié)能效果和降噪效果成為大家的共識(shí)，隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展和不斷更新，今后變電站的設(shè)計(jì)會(huì)更關(guān)注與節(jié)能和降噪。本文首先介紹當(dāng)前變電站建設(shè)過(guò)程中常用的建筑節(jié)能和相關(guān)環(huán)保技術(shù)，然后以元畝110kV變電站為例，介紹其在節(jié)能和降噪等方面的一些經(jīng)驗(yàn)供今后工程交流。

變電站；建筑節(jié)能；降噪

表2　各種類型熱水器能耗對(duì)比表

引言

由于城市存在人口密度大，用戶集中，用電負(fù)荷較密集等特點(diǎn)，所以給電網(wǎng)正常運(yùn)行帶來(lái)了很多問(wèn)題，為了改善城市用電，將全戶內(nèi)變電站作為當(dāng)前城市電網(wǎng)改革的方向，而當(dāng)前變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)建筑節(jié)能和降噪的要求也越來(lái)越高，所以如何做好全戶內(nèi)變電站的建筑節(jié)能和降噪設(shè)計(jì)研究很有必要。

1　變電站常用的建筑節(jié)能技術(shù)

1.1建筑材料

變電站的墻體材料常采用蒸壓加氣混凝土砌塊，這種混凝土砌塊由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有大量的孔隙，所以具有加好的保溫性能。蒸壓加氣混凝土的施工性也很好，可以在工廠預(yù)制出各種規(guī)格。另外蒸壓加氣混凝土砌塊的密度只有普通灰砂磚的2/3，所以在同等條件下可以減輕建筑物自重，節(jié)省建筑材料。

砂漿通常采用預(yù)拌砂漿，相比于自拌砂漿，預(yù)制砂漿的配比更精確，拌制的混凝土質(zhì)量也更高。另外城市對(duì)控制施工污染的要求較高，采用預(yù)拌砂漿有利于文明施工，減少城市泥漿污染、粉塵大氣污染。

1.2門窗節(jié)能

門窗是建筑能耗散失最多的區(qū)域，在建筑總能耗的占比較大，對(duì)于變電站門窗節(jié)能，當(dāng)前主要有兩種方式：①在設(shè)計(jì)時(shí)減少門窗洞口的面積；②使用雙層中空玻璃，雙層中空玻璃在降低能耗和隔音上都有降耗的性能，具體如表1所示。

1.3空調(diào)節(jié)能技術(shù)

通常情況下，為了保證高壓室的通風(fēng)換氣和降溫都會(huì)配置大量的空調(diào)，但是在保證高壓室有效的隔熱和通風(fēng)的前提下，可以取消空調(diào)配置?？梢栽诟邏菏彝鈮ι厦姘惭b消聲百葉窗，增大進(jìn)風(fēng)面積，室內(nèi)配備軸流風(fēng)機(jī)，采取溫控的方式，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到30℃時(shí)，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)通風(fēng)降溫。雖然從降溫效果上來(lái)看沒(méi)有空調(diào)的效果好，但是可以在滿足運(yùn)行要求的同時(shí)降低大量能耗。

1.4太陽(yáng)能技術(shù)

目前太陽(yáng)能熱水器在我國(guó)應(yīng)用的范圍較為廣泛，也取得了巨大的環(huán)保價(jià)值，但是在變電站建筑中，其衛(wèi)生間熱水器沒(méi)有得到大家的關(guān)注和重視，雖然這個(gè)點(diǎn)很小，但是還是有很大的節(jié)能空間，表2是各種熱水器的能耗表，通過(guò)表2來(lái)看，雖然太陽(yáng)能熱水器初始投資較大，但是對(duì)于變電站這種長(zhǎng)久使用的建筑，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還是具備較高的環(huán)保價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2　變電站常用的建筑環(huán)保技術(shù)

2.1通風(fēng)降噪

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量讓各空間聯(lián)通形成穿堂風(fēng)，對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)區(qū)可以適當(dāng)配備機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)系統(tǒng)分為獨(dú)立式和集中式兩種，主變和GIS室主要采用獨(dú)立式通風(fēng)系統(tǒng)，配電裝置室、電容器室、電纜層主要采用集中式通風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)通風(fēng)管道進(jìn)行收集，然后再屋頂集中排放，如圖1所示，利用上下氣溫差加快空氣流動(dòng)。

表1　中空玻璃與單層玻璃對(duì)比

圖1　變電站綜合樓風(fēng)道

2.2建筑設(shè)計(jì)

當(dāng)前隨著社會(huì)的發(fā)展以及環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，變電站的設(shè)計(jì)也不僅僅是一個(gè)工業(yè)建筑，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)也不應(yīng)該只考慮電氣工藝和遮風(fēng)擋雨這些基本工程，還需要將變電站與周邊環(huán)境相結(jié)合。關(guān)于如何結(jié)合環(huán)境設(shè)計(jì)變電站，需要根據(jù)具體環(huán)境來(lái)對(duì)待，但是還是有一些通用的規(guī)則供我們遵守：①在平面布置上，進(jìn)根據(jù)地形特點(diǎn)，將主變壓器室和通風(fēng)豎井背離居民區(qū)，降低變電站對(duì)周圍住宅的噪聲影響；②建筑外形設(shè)計(jì)以當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格為主，做到與周邊建筑風(fēng)格一致，做到一眼望去無(wú)法識(shí)別該建筑為變電站；③場(chǎng)地四周種植樹(shù)木和草坪，形成天然降噪屏障，對(duì)于過(guò)去常用的封閉圍墻可以改設(shè)為通透金屬圍欄，然后在金屬圍欄上種植藤蔓植物，弱化工業(yè)建筑氣息，發(fā)揮建筑的綠色功能。

2.3綠化措施

（1）采用環(huán)保透水磚，由于磚的滲透性較高，雨水可以快速滲入地下，防止站內(nèi)積水，另外透水磚可以調(diào)節(jié)地表附近的濕度和溫度，改善變電站的環(huán)境和生態(tài)平衡。

（2）屋頂綠化，一般在屋頂種植佛甲草，可以美化環(huán)境、減少噪音、隔熱保溫和緩解城市熱鬧效應(yīng)。

（3）做好屋頂防滲處理，屋頂綠化最大的問(wèn)題就是防滲問(wèn)題，目前常用方法是在屋頂上鋪設(shè)XPS保溫板進(jìn)行防水處理。自上而下依次鋪設(shè)如下：

①植物，一般為佛甲草；

②營(yíng)養(yǎng)土，一般為35cm；

③過(guò)濾層（無(wú)紡布）；

④蓄水、排水層，天晴時(shí)給植物蓄水，雨天蓄滿了之后則可以排水；

⑤水泥砂漿保護(hù)層；

⑥根阻防水板材，防止植物根系生長(zhǎng)對(duì)屋面造成破壞；

⑦冷自黏底層防水卷材，對(duì)XPS保溫板起到防護(hù)作用；

⑧XPS擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板；

⑨蒸汽阻攔防水卷材，阻隔室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的蒸汽；

⑩冷底子油；

11○基層。

3　案例研究

3.1工程概況

元畝110kV變電站站址位于蕪湖市城南緯五路與濱江南路交叉口東南角，皖南醫(yī)學(xué)院西側(cè)。站址原地貌多為水塘、水溝相連，場(chǎng)地水系發(fā)育，溝塘較多，水深約 1～1.5m，臨近道路側(cè)部分場(chǎng)地已經(jīng)回填用作城市綠化。站址處自然標(biāo)高6.20～6.5m，交通便利，靠近負(fù)荷中心，進(jìn)出線均方便。

3.2站區(qū)平面布置原則

變電站站址位于蕪湖市弋江區(qū)濱江南路與緯五路交叉口的東南角，緊鄰城市道路?？偲矫媸歉鶕?jù)電氣提供的平面布置方案和進(jìn)、出線方向等要求布置，并執(zhí)行“兩型一化”要求。

根據(jù)站址地理位置、進(jìn)出線方向、征地要求和進(jìn)站道路入口位置以及周邊環(huán)境等因素，根據(jù)規(guī)劃部門要求，站址采取北偏西3.91°平行于緯五路布置。根據(jù)進(jìn)出線的要求設(shè)置生產(chǎn)綜合樓的方位。根據(jù)地形特征，因地制宜，豎向布置采用設(shè)置縱坡，便于場(chǎng)地排水?？傮w規(guī)劃中考慮到場(chǎng)地現(xiàn)狀因素，減少拆遷量，避開(kāi)不良地質(zhì)、節(jié)約用地，合理確定站址位置。并根據(jù)電氣工藝布局的特點(diǎn)要求，變電站按照終期規(guī)劃進(jìn)行總體布置。

在總體布置中，考慮到消防、運(yùn)輸?shù)劝踩嚯x的規(guī)定，節(jié)約變電站的占地面積，選擇較好的朝向，合理地確定設(shè)計(jì)高程。站區(qū)各建（構(gòu)）筑物布置上力求達(dá)到布置緊湊、協(xié)調(diào)，使整個(gè)站區(qū)形成一個(gè)較好的群體空間，同時(shí)留有綠化、美化用地，為今后的生產(chǎn)、生活創(chuàng)造較為優(yōu)雅、舒適的站區(qū)環(huán)境。

3.3站區(qū)總平面布置

本變電站為全戶內(nèi)變電站，所有電氣設(shè)備均布置在一棟樓 （主廠房）內(nèi)。本站址方案圍墻內(nèi)占地面積為62m×38m= 2356m2。主變室布置在主廠房南側(cè)，110kV由北面緯五路架空進(jìn)線，10kV由北面電纜出線，進(jìn)出線均比較方便。進(jìn)站入口道路由緯五路直接引接，主道路寬4m，滿足消防及運(yùn)輸要求。同時(shí)所有建、構(gòu)筑物與電氣設(shè)備之間滿足防火規(guī)范要求。該方案站內(nèi)布置參考國(guó)家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)成果（通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備2011年版）110-A3-3方案，建筑物朝向合理，節(jié)約土地資源。

3.4生產(chǎn)建筑物

生產(chǎn)綜合樓建筑 （按 “兩型一化”及國(guó)網(wǎng)公司通用設(shè)計(jì)110-A3-3模式）整個(gè)變電站只設(shè)置一棟房屋，地上二層，半地下一層，總建筑面積為 1930.5m2，其中地上建筑面積為1417.5m2，地下建筑面積為513m2，建筑總高度14.00m，室內(nèi)外高差1.60m。地上一層設(shè)有主變室、10kV開(kāi)關(guān)室、工具間、電容器室以及警衛(wèi)室等，層高4.80m；二層為GIS室、二次設(shè)備室、接地變室，其中GIS室層高7.60m，二次設(shè)備、接地變室層高4.20m；地下設(shè)層高2.60m的電纜夾層。

生產(chǎn)綜合樓西側(cè)4.50m標(biāo)高處設(shè)有吊裝平臺(tái)，供設(shè)備的安裝運(yùn)輸兼消防使用。綜合樓主樓梯布置在戶內(nèi)東側(cè)，消防樓梯布置在西側(cè)。在室外設(shè)置上屋面爬梯，便于屋面檢修。

本建筑方案立面設(shè)計(jì)從尺度、色彩等方面入手，力求簡(jiǎn)潔、舒展，本站坐落于城市綠地公園內(nèi)，設(shè)計(jì)中考慮滿足“兩型一化”要的的同時(shí)要和周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一，本次設(shè)計(jì)采用坡屋頂和高低跨屋面相結(jié)合的方式，既有工業(yè)建筑的氣勢(shì)和明快，又能表現(xiàn)出本地區(qū)建筑的典雅和舒適，入口西立面的設(shè)計(jì)富于變化，整個(gè)建筑的檐口、雨篷等的處理力求一致，以形成統(tǒng)一的風(fēng)格。剖面設(shè)計(jì)中根據(jù)各房間的不同使用功能要求，采用的不同的標(biāo)高和層高，充分利用建筑空間，減少建筑體積和建筑面積，節(jié)約投資。立面美觀大方，整齊，視線感強(qiáng)，警衛(wèi)室緊靠站區(qū)進(jìn)站大門，方便管理。

4　結(jié)論

目前在全戶內(nèi)變電站的節(jié)能和降噪工作已經(jīng)積累了較多的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)這些措施能夠有效的做好變電站的建筑節(jié)能和降噪設(shè)計(jì)，人們對(duì)在居民樓附近建設(shè)變電站的抵觸情緒也越來(lái)越低，但是由于工程需要參考周邊環(huán)境來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以每個(gè)工程都具備特殊性，相關(guān)的工程人員應(yīng)積累大量工程經(jīng)驗(yàn)的前提下做好全戶內(nèi)變電站的建筑節(jié)能與降噪設(shè)計(jì)。

［1］胡波，高 彧，鄭杰.全戶內(nèi)變電站主變散熱、降噪方案研究［J］.中國(guó)電力教育，2010（S2）：62～65.

［2］劉耀鋒，吳 寧，印吉景.220kV全戶內(nèi)變電站設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探討［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2010（12）：31～35.

［3］金淋芳.城市全戶內(nèi)變電站主變壓器室通風(fēng)降噪研究［J］.供用電，2010（2）：48～51.

程中林（1976-），男，工程師，國(guó)家二級(jí)注冊(cè)建筑師，國(guó)家二級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，主要從事變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

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2095-2066（2016）10-0035-02

2016-3-8