建筑裝配式在變電站工程中的應(yīng)用

宋藝

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建筑裝配式在變電站工程中的應(yīng)用

宋藝

（中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，福建 福州 350003）

隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)裝配式建筑的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展，建筑裝配式不僅應(yīng)用在住宅建筑中，同時(shí)也大量應(yīng)用在電力工程中。對(duì)國(guó)內(nèi)變電站工程建構(gòu)筑物的實(shí)際應(yīng)用案例研究，從建設(shè)工程的影響因素方面加以分析，并歸納總結(jié)裝配式技術(shù)在實(shí)際的工程運(yùn)用中存在的突出問(wèn)題，探討建筑裝配式在變電站工程中的應(yīng)用。

建筑裝配式；變電站；電力工程；應(yīng)用

1845年，德國(guó)人生產(chǎn)出第一件混凝土預(yù)制構(gòu)件，至此開(kāi)啟了裝配式建筑的發(fā)展歷史。裝配式建筑就是建筑物的構(gòu)配件在工廠里生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)組裝，建造房屋像搭積木一樣。這種建造模式改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，提高了工程施工質(zhì)量，減少了環(huán)境污染，提高了建造速度。我國(guó)2015年出臺(tái)的《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》提出，“力爭(zhēng)用10年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%”，根據(jù)政府對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展計(jì)劃，國(guó)家電網(wǎng)也提出了工業(yè)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式是今后電力工程建設(shè)發(fā)展的主要方向。

1 建筑裝配式在變電站工程中的應(yīng)用

1.1 在變電站建筑上的應(yīng)用

建筑裝配式也被稱為“PC建筑”。其基本的表現(xiàn)形式為工廠預(yù)制PC建筑構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)組裝拼接。安裝現(xiàn)場(chǎng)如同工廠生產(chǎn)線的延續(xù)，工人按照標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化工藝進(jìn)行安裝，提升了工程精細(xì)化程度。PC裝配式建筑在20世紀(jì)初期已被歐美及日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用，并形成了一整套完整的建筑體系及產(chǎn)業(yè)化渠道。

2000年以后，國(guó)內(nèi)的變電站開(kāi)始嘗試著將裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用到變電站中，之后全國(guó)各省的電網(wǎng)均有數(shù)個(gè)裝配式變電站投入建設(shè)。2010年以后，福建省的部分地區(qū)也開(kāi)始建設(shè)一批裝配式變電站的試點(diǎn)工程，在不斷摸索中，也積累了很多經(jīng)驗(yàn)和成果。裝配式工程的建筑主體結(jié)構(gòu)大部分采用鋼結(jié)構(gòu)，墻體多采用ALC板（蒸壓加氣混凝土墻板）或AS板，工程應(yīng)用中明顯縮短了建設(shè)周期，提升了經(jīng)濟(jì)效益，填補(bǔ)了福建電網(wǎng)在裝配式變電站建設(shè)方面的空白，同時(shí)也為深入貫徹福建電網(wǎng)關(guān)于建設(shè)綠色電網(wǎng)指引了方向。

尤其是在城市戶內(nèi)變電站中的應(yīng)用是非常廣泛的。城市戶內(nèi)變電站選址位置特殊，有些變電站處在城市的黃金地帶。鑒于城市用地緊張，變電站的設(shè)備都放置在一棟建筑物內(nèi)。施工階段，按照以往的傳統(tǒng)建造方式，工期較長(zhǎng)，施工噪音大，施工引起的粉塵對(duì)周邊的居民生活干擾較大。建造方式改為裝配式建筑后，大大縮短了建設(shè)工期，同時(shí)減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染以及對(duì)居民的干擾。在建和已建的廈門某裝配式變電站建筑如圖1所示。

圖1 在建和已建的廈門某裝配式變電站建筑

裝配式變電站的建筑外墻板經(jīng)過(guò)應(yīng)用后證明，選用AS（纖維混凝土輕型方孔板）裝配式墻板比較經(jīng)濟(jì)合理，這種AS墻板的保溫、隔熱、防火性能均較好，耐火極限最大可達(dá)4.5 h。同時(shí)墻板的裝飾性也很好，外墻AS板外觀可以達(dá)到清水混凝土的質(zhì)感，也可以做成有其他質(zhì)感的外觀效果，質(zhì)感厚重大氣，可以直接作為外墻體和外飾面使用，不需要做外裝飾處理。這種AS墻板由于防水防火性能優(yōu)越，也可以用于裝飾露天防火墻和圍墻。

1.2 在變電站圍墻上的應(yīng)用

以往變電站的圍墻有實(shí)體圍墻和鏤空的鐵藝欄桿圍墻兩種方式。實(shí)體圍墻傳統(tǒng)上都是采用實(shí)心磚砌筑或者大砌塊砌筑的，外觀不具備裝飾性，表面必須做二次抹灰粉刷處理。這樣的施工工序費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，表面的粉刷層在現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)施工時(shí)，施工質(zhì)量很難控制，時(shí)間久了，外飾面還會(huì)出現(xiàn)裂紋，影響觀感。

而裝配式混凝土預(yù)制板，在質(zhì)量上和工藝上已經(jīng)有了很大的提高，工廠化生產(chǎn)、模具精度提高，使得構(gòu)件的尺寸精準(zhǔn)、外觀美觀平整光滑。外表工藝程度已完全達(dá)到清水混凝土的觀感效果。同時(shí)，混凝土預(yù)制板圍墻的厚度更加薄，預(yù)制混凝土板運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，僅需拼裝、插接就可以完成作業(yè)，達(dá)到使用要求。不需要做表面處理，避免了現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)。這種裝配式建筑圍墻強(qiáng)度滿足要求，施工時(shí)間不受天氣的影響；工期短，裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)得到了充分體現(xiàn)。同時(shí)，圍墻作為模塊化設(shè)計(jì)，模具類型不多，個(gè)性化的模塊較少，非常適合工廠預(yù)制生產(chǎn)。

實(shí)際工程中，裝配式圍墻的應(yīng)用越來(lái)越多，外觀和質(zhì)量都得到一致的認(rèn)可。已建南平某變電站的裝配式圍墻如圖2所示。

圖2 已建南平某變電站的裝配式圍墻

1.3 在變電站站內(nèi)溝道上的應(yīng)用

變電站內(nèi)的傳統(tǒng)溝道結(jié)構(gòu)都是磚砌、素混凝土現(xiàn)澆或者是鋼筋混凝土現(xiàn)澆的方式?，F(xiàn)場(chǎng)砌筑工序作業(yè)時(shí)間久。由于整個(gè)變電站場(chǎng)地都鋪設(shè)著電纜溝，施工作業(yè)面比較大，與其他施工作業(yè)交叉干擾，所以往往影響到整個(gè)工程的施工工期。磚砌的和素混凝土砌筑的溝道，壁厚受材料制約，都比較厚。目前我國(guó)土地資源緊缺，變電站圍墻內(nèi)的整體布局不斷優(yōu)化整合，圍墻內(nèi)的用地越來(lái)越小。在這樣的環(huán)境下，厚的溝壁占用空間多，顯得不是很經(jīng)濟(jì)合理。

然而，裝配式的電纜溝道，在溝壁的厚度上做了很好的改進(jìn)。同樣寬度和深度的電纜溝，溝壁厚度僅為原來(lái)溝壁厚度的1/3～1/2.裝配式電纜溝溝壁及底板均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，溝道的整體強(qiáng)度和安全性均達(dá)到計(jì)算要求。裝配式電纜溝道按照同一種長(zhǎng)度，不同的寬度、深度規(guī)格，僅有少量的不規(guī)格長(zhǎng)度，在工廠里用模具，事先大批量預(yù)制好，直接運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)拼裝。施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間短，這樣不會(huì)影響施工現(xiàn)場(chǎng)其他工序的作業(yè)，同時(shí)，在進(jìn)場(chǎng)時(shí)間的安排上也更加靈活。

在裝配式電纜溝道圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，溝道壁上的留孔、留洞的位置都必須事先確定好，在工廠里預(yù)制時(shí)，盡量把這些留孔、留洞預(yù)留好，避免現(xiàn)場(chǎng)打洞破壞溝道的受力結(jié)構(gòu)。

福建南平地區(qū)的同心220 kV變電站，工程中就采用了這種預(yù)制的裝配式電纜溝，有效地縮短了工期。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)做好的裝配式溝道，在外觀和質(zhì)量上都符合設(shè)計(jì)要求。已建成的南平某變電站的裝配式電纜溝如圖3所示。

圖3 已建成的南平某變電站的裝配式電纜溝

2 建筑裝配式運(yùn)用中存在的問(wèn)題

2.1 外掛墻板的防火、防腐、隔音、保溫、抗壓?jiǎn)栴}

預(yù)制的墻板由于本身材料的組成和厚度，要在能保溫隔熱情況下，還要同時(shí)滿足防火、防腐、抗壓的性能，與傳統(tǒng)的砌體相比，需要考慮更多的處理方式。

2.2 設(shè)計(jì)難度較大

目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有完整的裝配式建筑的規(guī)范指導(dǎo)體系，基本上還是沿用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系在國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常成熟。而裝配式建筑的設(shè)計(jì)還處在發(fā)展階段，從項(xiàng)目的全壽命周期出發(fā)，要想降低工程成本，必須配合BIM技術(shù)，這些對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是有一定難度的。

2.3 運(yùn)輸安裝問(wèn)題

由于裝配式建筑的建造流程是工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。工廠里預(yù)制的大尺寸預(yù)制構(gòu)件，在工廠和施工現(xiàn)場(chǎng)之間的轉(zhuǎn)移需要啟用大型運(yùn)輸工具和起吊安裝設(shè)備，對(duì)于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，設(shè)備的租用等會(huì)無(wú)形增加工程成本。

2.4 工程投資受裝配率的影響，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)不明顯

目前，我國(guó)建筑市場(chǎng)上做預(yù)制構(gòu)件的廠家并不是很多，價(jià)格上還沒(méi)有太大的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，在運(yùn)輸工具和安裝設(shè)備上資金投入較大。并且，從設(shè)計(jì)初期，構(gòu)件廠、水電專業(yè)、施工方都必須提前介入。在整個(gè)工程的裝配率不是很高的情況下，人工成本、建筑耗材等的節(jié)省不是很明顯，但是又必須由擁有較高技術(shù)水平的專業(yè)人員來(lái)完成，這些都增加了工程造價(jià)。

3 結(jié)束語(yǔ)

裝配式建筑是綠色生態(tài)發(fā)展在建筑業(yè)中的一個(gè)體現(xiàn)，也是節(jié)能減排的時(shí)代要求。我國(guó)的裝配式建筑在整個(gè)建筑業(yè)里的占有率同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比偏低。當(dāng)今，國(guó)家出臺(tái)激勵(lì)政策，提倡建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力推廣建筑工業(yè)化。這正是一個(gè)契機(jī)，響應(yīng)國(guó)家政策，投入人力、物力深入研究，解決裝配式建筑存在的實(shí)際問(wèn)題。

目前全國(guó)以及福建一些地區(qū)的變電站中，已建有一批代表性的預(yù)制裝配式工程項(xiàng)目和示范工程。未來(lái)工業(yè)建筑的工業(yè)化、裝配化、模塊化是必然的發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)以質(zhì)量和效益為中心發(fā)展方向，也是變電站工程發(fā)展的終極目標(biāo)。因此，建筑裝配式在變電站工程中的應(yīng)用前景十分廣闊。

［1］姜立，張志遠(yuǎn)，張雷，等.BIM技術(shù)在PKPM建筑工程軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2012，4（2）：78-87.

［2］修龍.裝配式建筑的再認(rèn)識(shí)［J］.城市住宅，2016（5）.

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2095－6835（2018）24－0144－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.24.144

宋藝（1969—），女，一級(jí)注冊(cè)建筑師，主要從事電力工程建筑及總圖方面的設(shè)計(jì)工作。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕