2 装配式建筑物课件 - 图文

智能变电站模块化建设——装配式建筑物

2013年始国家电网公司开始模块化智能变电站建设研究工作，开展了30项试点工程，大力推行“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”，通过应用预制装配结构，推进现场机械化施工，减少现场接线和调试工作，提高工程建设安全质量、工艺水平，全面提升电网建设能力。

模块化建设试点工程均采用装配式建筑和结构，统一建筑模数、结构和材料，结构构件工厂预制，机械化现场装配。模块化试点工作大大推进了装配式建筑在变电站中的应用，已有数十个试点站投入运行，建设效率显著提高，环保节能，受到广大基建、运行部门的欢迎。可以预见，装配式建筑今后将在变电站建设中得到大规模应用。

标准化设计 装配式建设

变电站装配式建筑按工业建筑标准，统一标准、统一模数布置，做好建筑“四节”（节能、节地、节水、节材）工作，应满足变电站60年使用寿命及外观要求。

?总体方案

变电站按无人值守设计，建筑设计满足生产要求，合理配置功能房间，确保功能房间数量、大小合理。建筑物均采用装配式结构，统一建筑结构、模数、柱距、层高等，形成模块化工厂预制件，现场机械化装配，大大提高施工效率、减少人工工作量。

?结构型式与建筑维护材料

结构体系选择综合考虑使用功能、抗震类别、地质条件等因素，安全可靠、经济合理。柱间距、层高、跨度宜统一尺寸，采用标准模数。户内变采用钢框架结构或预制混凝土PC

结构，户外变均为单层建筑采用钢框架结构、轻型门式刚架结构，满足设计使用寿命要求。

围护材料包括外墙、内墙，力求就地取材、便于安装，选用节能环保、经济合理的材料，满足保温、隔热、防水、防火、耐久性要求，材料尺寸符合标准模数。外、内墙采用纤维水泥板复合板或压型钢板复合板，内墙材料也可采用石膏板复合墙体.

在试点工实施过程中，由于各地建筑材料供应情况，工期要求等因素，试点工程的建设标准主要有以下四类，轻钢结构+ALC加气混凝土外墙板，外建筑涂料饰面，典型工程浙江省220kV元东变，完成时间2010年；预制钢筋混凝土框架结构+预制钢筋混凝土墙挂板，典型工程上海市110kV庙三变，完成时间2013年；工字钢框架+装饰防火板复合外墙挂板，典型工程浙江省220kV袍南变，完成时间2013年；钢结构+AS水泥基复合外墙挂板，典型工程某省500kV太原南变，完成时间2014年。

?结构楼板

楼（屋）面材料采用压型钢板底模现浇板，在轻型门式刚架结构中，屋面采用压型钢

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板复合板。

?墙板管线埋设

工厂预埋管路及孔洞，实现建筑物内管线暗敷，工艺效果美观。建筑物的墙板在工厂内完成预留孔洞的加工，同步完成各类埋管、接地件、配电箱、插座等的安装定位，现场无需开孔埋管，实现各类管线全部暗敷。

?防腐防火

钢结构常用的防火措施对户外变单层建筑一般采用在钢构件表面喷涂防火涂料或用轻质防火厚板将钢构件包裹；对户内变钢柱采用将紧贴钢构件用防火涂料或其他隔热防火材料，外用防火薄板包覆的复合保护做法。其他钢结构房间宜采用白色涂料。

减少建筑面积、提高建设效率，降低全寿命

周期成本

变电站模块化建设通过总平面布置优化、建筑平面布置优化以及二次设备舱集成优化等措施，在围墙占地面积、建筑面积、屏柜数

量等方面效益明显。以220kV户外变试点工程为例，围墙内占地面积较常规工程可节省5%~11%，建筑面积较常规工程平均节省4%-40%，屏柜数量较常规工程平均节省10-50%。

推行标准化设计、配送式施工，减少管理难度和复杂性，大幅提高工程建设效率，以220kV变电站模块化建设试点工程为例，最快4个月建成，而110千伏变电站最快3个月可建成投产，工程建设周期较常规工程减少约20～70%。

通过减少对资源的占用、对环境的影响，全面实施工业化生产、机械化施工，达到资源节约、环境友好和工业化，降低工程投资，实

现建设项目全寿命周期内功能匹配、寿命协调、费用平衡。试点工程初期建设成本与常规方案基本持平（增加0.5%以内），以220kV变电站模块化建设试点工程为例，建筑工程费较常规工程增加1%~13%，综合考虑占地面积、建筑面积减少，设备集成，建设周期缩短等因素，经LCC成本测算，全寿命周期较常规站降低2～20%。

典型工程设计与施工情况介绍 袍南220kV变电站是国网公司标准配送式变电站项目首批试点工程中唯一的220kV电压等级的变电站，工程于2013年7月投运，建设工期130天，该工程的建设为标准配送式

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变电站建设积累了经验，在国网电网建设领域中具有里程碑意义。

主建筑物为主控通信楼和35kV配电装置室，结构型式采用用单层单跨钢框架结构，模数统一、构件标准，围护墙采用成品纤维水泥复合墙板，外挂装饰防火板；为适应沿海地区多雨、台风较多的天气条件，屋面板采用预制刚接桁架模板加轻质陶粒混凝土，降低全寿命周期内的成本。装配式建筑物建设工期50天，较常规方案节省50%。围墙内占地面积减少11%，建筑面积减少17%，总建设周期缩短70%，LCC寿命周期成本减少5.8%。

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配送式方案常规方案350300250200150100500土建施工周期电气安装周期现场调试周期总建设周期

变电站装配建筑墙板实现标准模块化设计与施工的难点是需要提前精细化设计，在工厂预制的墙板内要预留各类埋管及孔洞，实现建筑物内管线暗敷，期间需要设计对各墙板中的埋管、控制箱进行统筹安排，兼顾电气专业与美观要求，进行墙板分块与整体的三维设计，确保板中埋管的对接准确。

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装配式建筑施工过程是首先现浇钢筋混凝土基础、基础顶面准确预埋地脚螺栓、安装钢结构、安装建筑围护墙板、铺设压型钢板底模、浇筑钢筋混凝土屋面、屋面防水层施工。

图 墙面、屋面管线暗敷

变电站模块化建筑物未来应用前景展望 建筑工业化、住宅产业化是各国建筑业发展的一个共同方向，其主要特征为构配件设计标准化、生产工厂化、施工机械化和管理科学化，目前住宅产业化主要指预制混凝土装配式建筑，国网公司目前正在引进住宅产业化研究的最新成果，在变电站装配式建筑物进行积极探索。

预制混凝土装配式结构是在工厂预制好混凝土构件，然后运输至现场进行吊装拼接，该结构型式的优点是能极大减少施工现场湿作业，提高建设速度，而且能提高房屋质量，

存在的问题是结构节点的整体性和受力性能较差，使在地震区的应用也受到一定限制。目前PC结构在欧、美、日等建筑工业化发达的

国家和地区得到了迅猛的发展，不仅广泛应用于住宅建筑，而且在形式多变的文化和商业建筑中也有大量的应用。国内外学者对装配式PC结构做了大量的研究工作，并开发了多种装配式结构形式，如无粘结预应力装配式框架、混合连接装配式混凝土框架、预制结构钢纤维高强混凝土框架、装配整体式钢骨混凝土框架

等。由于我国在这方面的起步较晚，预制混凝土装配式结构研究和工程应用与国外先进水平相比还有明显差距，国内目前仅有住宅建筑开始运用PC结构，其中万科集团、远大住工、中南集团、宇辉集团和宝业集团等企业在PC结构方面有深入研究，形成了一套相对成熟的技术体系。

图 装配式施工现场图

图 万科住宅楼应用PC结构

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变电站预制混凝土装配式结构建筑目前已成功应用在上海110kV庙山户内变。国网公司基建部拟结合设计竞赛方案在500kV承德东开展建筑结构一体化建筑的工程试点，将钢结构柱与建筑墙板、保温层、装饰层一次性工厂预制完成，现场结构与建筑安装，工程示意图见下图。

图 变电站建筑、结构一体化墙板的整体安装

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