廣東省首座500kV裝配式變電站設計探索研究

摘要：隨著“綠色經濟、低碳經濟”理念的推廣，裝配式成為變電站建設的重要發展方向。廣東省首座500kV裝配式變電站對主要建筑物、防火墻、圍墻進行了裝配式方案的探索，主控樓采用鋼框架+鋼筋桁架樓板+ALC板，單層建筑物采用門式剛架+壓型鋼板，防火墻及圍墻采用現澆混凝土柱預留凹槽嵌鑲ALC板。實踐表明，裝配式方案建造速度快，現場作業少，節約勞動力，質量可控性強，在節能、減排、降噪方面也有常規變電站無法比擬的優勢。其建筑材料、結構形式、造價控制等均與常規變電站有較大區別。
關鍵詞：裝配式  變電站  預制板  ALC板
Abstract: with the "green economy, low carbon economy" idea promotion, become the important construction fabricated substation development direction. Guangdong's first 500 kV substations to main buildings, fabricated the firewall, the walls of the scheme being exploration, control building adopts steel frame + reinforced truss floor + ALC board, single building the door frame of + pressed steel plate, firewall and wall using cast-in-situ concrete column obligate grooves panel ALC board. The practice shows that fabricated scheme to build speed, field work less, saving labor force, and quality control is strong, emissions reduction, noise reduction in energy saving, also have incomparable advantage over conventional substation. The building materials, structure, cost control, etc have great differences with conventional substation.
Keywords: fabricated prefabricated substation ALC board


中圖分類號：TM411+.4    文獻標識碼：A     文章編號：

1 引言
隨著社會發展，傳統土建建設模式暴露出一系列缺點：工人勞動強度大，生產效率低，施工速度慢，材料消耗多，環境污染大，質量控制難等。裝配式建筑是指建筑構件在工廠預制完成后運輸到工地，利用施工機械裝配而成的建筑。其建造速度快，現場作業少，節約勞動力、質量可控性強，在節能、減排、降噪方面也有其獨特優勢。由于上述優點，裝配式建筑在國外發達國家得到了廣泛應用。國內華東地區也對裝配式變電站也進行了一系列研究和工程實踐[1] [2]。
廣東省內某500kV變電站主要建(構)筑物采取了裝配式設計方案。該變電站圍墻內占地面積為42506平米。圍墻總長度963.5米，高度為2.5米。主變防火墻高度為8.3米，共4面。并聯電抗器防火墻高度為6.5米，共16面。主控通信樓為兩層建筑物，建筑面積約1800平米(含電纜間)。另有配電室、泵房等單層建筑物。
對比研究了主要的裝配式材料，論述了該500kV裝配式變電站的建構筑物方案，對比分析了裝配式與常規式的造價差異。

2 裝配式材料研究
2.1 墻體材料
預制大板材是工業化裝配式建筑的主要墻體材料。目前市場常見的預制大板材有：蒸壓素纖維水泥板（CCA板）、石膏板、埃特板、壓型鋼板、蒸壓加氣混凝土板（ALC板）、玻璃纖維增強水泥板（GRC板）等。
CCA板、石膏板、埃特板和壓型鋼板屬于輕質薄板，保溫、防火性能一般較差，用于有保溫防火要求的建筑需要另設保溫（或防火）棉。壓型鋼板具有良好的防水性能和耐久性，比較適合變電站的水泵房、中央配電室等采用輕鋼結構的附屬生產建筑物。其余板材由于防水性能較差，一般用于建筑室內裝修作輕質龍骨隔墻板。
與輕質薄板相比， ALC板及GRC板的保溫、隔熱、防火性能較好。100厚的ALC板墻耐火極限、隔聲量分別為3.23h、40.8dB，外墻150厚就可滿足夏熱冬暖地區的建筑節能要求[3]。相對于GRC板，ALC板已有相關的國家標準并已在電力工程推廣應用，技術更為成熟[4]。采用ALC的墻體，室內可直接刮膩子和涂乳膠漆，外裝修有多種做法，可以刷外墻涂料、貼墻面磚，也可干掛彩色壓型鋼板、鋁合金板等輕質板材。完成后的裝配式建筑室內外觀感與常規建筑差別不大，較易為人所接受。ALC墻板無論是室內還是室外，做面層前均無需抹灰，節省了施工工期。另外由于安裝方便、施工周期短和防火防水性能優越，ALC板還可用于露天的防火墻和圍墻。
ALC板的外裝修材料可選用鋁塑板、外墻涂料、墻面磚、石材等。鋁塑板及外墻涂料都存在耐久性問題，特別是酸雨較多的廣東地區。石材除了造價過高外，還因為重量過大而不能直接掛在ALC板上。貼墻面磚則需要耗費大量人工并需要濕作業，與裝配式變電站宗旨相違背。外墻采用壓型鋼板，全干作業且施工安裝效率高，耐久性和維護成本低，可回收利用，更符合裝配式變電站的發展趨勢。
2.2 樓板材料
鋼筋桁架樓板是近年來出現的新型樓板形式，常用于民用多高層鋼結構的樓屋面板，目前在華東地區變電站及工業廠房中的應用也日漸增多。其主要受力鋼筋以鋼筋桁架形式在工廠焊接在鍍鋅鋼板底模上，現場施工只需鋪設綁扎部分分布鋼筋，利用鍍鋅鋼板底模直接澆注混凝土。這種樓板的主要優點在于現場無需搭腳手架并且減少了鋼筋鋪設綁扎工作量，因此可以有效加快施工進度。然而，作為一種新型樓板，鋼筋桁架樓板也存在一些弊端：首先是目前生產廠家少且價格偏高，國內廠家基本集中在江浙一帶，異地運輸成本較高；其次，相關的設計、施工、質量驗收規范尚不完善，產品質量良莠不齊。

3 主要建構筑物方案
基于對上述裝配式材料的研究，該500kV裝配式變電站采用了如下方案： 
(1) 主控通信樓：主結構采用鋼框架(箱型柱+H型鋼梁)，樓屋面采用鋼筋桁架樓板，圍護墻體為150厚ALC板，內墻刮膩子刷乳膠漆，外墻掛壓型鋼板。鋼結構采用冷噴鋅防腐體系。部分裝修要求較高的房間，采用鋁合金穿孔板吊頂，石膏板封閉H型鋼梁側面。其它房間直接利用鋼筋桁架樓板底模壓型鋼板作為天花。
(2) 單層建筑物：主結構采用門式剛架輕鋼結構，外墻采用內外兩層單層壓型鋼板夾棉和復合壓型鋼板，屋面為雙層壓型鋼板復合保溫隔熱屋面。
(3) 防火墻及圍墻：均采用現澆鋼筋混凝土柱設凹槽，橫裝150厚ALC板。圍墻頂部采用ALC花紋裝飾板。ALC板的兩端嵌鑲在鋼筋混凝土柱預設的槽內，空隙用細石混凝土填實。墻板表面涂丙乳密封液一道、披防水膩子一道、刷外墻防水彈性涂料兩道。

4 造價對比
常規500kV變電站中，建筑物一般采用混凝土框架砌體填充墻，內刷涂料外貼瓷磚；防火墻一般采用現澆鋼筋混凝土墻；圍墻一般采用磚砌。該變電站采用裝配式方案后，土建造價為911.76萬元，相對于常規式造價509.79萬元增加了約80%?？梢姴捎醚b配式方案后，土建造價增加較多，主要原因有以下幾點：
(1) 墻體材料ALC板及樓屋面鋼筋桁架模板均為異地采購，單價較高；
(2) 由于建筑立面效果受圍護壓型鋼板質量影響很大，采用了單價較高的知名廠家產品。

5 結論
(1) 該500KV變電站采用裝配式方案后，土建造價增加了約80%。但土建施工工期減少了約兩個半月，現場濕作業和施工廢料大幅度減少。裝配式方案在工期、環保方面表現出很大優勢。
(2) 綜合考慮防火、防水、隔聲、保溫隔熱、外裝飾等性能，ALC板是目前最適合裝配式變電站的墻體材料。目前主要困難在于其廠家集中在江浙一帶，異地采購成本較高。但推廣應用后，其運輸成本問題應會逐步得到改善。
(3) 防火墻采用裝配式方案后，避免了清水混凝土大模板的現場拼裝，減少了現場混凝土澆筑量和降低了施工難度，各方面優勢十分明顯，是一種值得推廣的防火墻方案。


參考文獻
[1] 王尉, 王磊, 楊明.“兩型一化”變電站設計的初步實踐. 武漢大學學報( 工學版)，第41 卷增刊，2008 年7 月.
[2] 肖向東，司為國，戴陽，郭正興. 預制裝配式變電站設計和建造技術研究. 建筑技術，第39 卷第12 期，2008 年12 月.