淺論城市全戶內變電站的建筑節能與降噪設計

程中林（蕪湖中安電力設計院有限公司，安徽蕪湖241000）

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淺論城市全戶內變電站的建筑節能與降噪設計

程中林（蕪湖中安電力設計院有限公司，安徽蕪湖241000）

如今綠色環保型變電站成為電網建設的發展趨勢，提高變電站的節能效果和降噪效果成為大家的共識，隨著城市電網的發展和不斷更新，今后變電站的設計會更關注與節能和降噪。本文首先介紹當前變電站建設過程中常用的建筑節能和相關環保技術，然后以元畝110kV變電站為例，介紹其在節能和降噪等方面的一些經驗供今后工程交流。

變電站；建筑節能；降噪

表2　各種類型熱水器能耗對比表

引言

由于城市存在人口密度大，用戶集中，用電負荷較密集等特點，所以給電網正常運行帶來了很多問題，為了改善城市用電，將全戶內變電站作為當前城市電網改革的方向，而當前變電站設計過程中對建筑節能和降噪的要求也越來越高，所以如何做好全戶內變電站的建筑節能和降噪設計研究很有必要。

1　變電站常用的建筑節能技術

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構內部具有大量的孔隙，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，可以在工廠預制出各種規格。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，節省建筑材料。

砂漿通常采用預拌砂漿，相比于自拌砂漿，預制砂漿的配比更精確，拌制的混凝土質量也更高。另外城市對控制施工污染的要求較高，采用預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門窗節能

門窗是建筑能耗散失最多的區域，在建筑總能耗的占比較大，對于變電站門窗節能，當前主要有兩種方式：①在設計時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空調節能技術

通常情況下，為了保證高壓室的通風換氣和降溫都會配置大量的空調，但是在保證高壓室有效的隔熱和通風的前提下，可以取消空調配置。可以在高壓室外墻上面安裝消聲百葉窗，增大進風面積，室內配備軸流風機，采取溫控的方式，當室內溫度達到30℃時，風機啟動通風降溫。雖然從降溫效果上來看沒有空調的效果好，但是可以在滿足運行要求的同時降低大量能耗。

1.4太陽能技術

目前太陽能熱水器在我國應用的范圍較為廣泛，也取得了巨大的環保價值，但是在變電站建筑中，其衛生間熱水器沒有得到大家的關注和重視，雖然這個點很小，但是還是有很大的節能空間，表2是各種熱水器的能耗表，通過表2來看，雖然太陽能熱水器初始投資較大，但是對于變電站這種長久使用的建筑，長遠來看還是具備較高的環保價值和經濟價值。

2　變電站常用的建筑環保技術

2.1通風降噪

在進行建筑設計時，應盡量讓各空間聯通形成穿堂風，對于設備生產區可以適當配備機械通風設備。通風系統分為獨立式和集中式兩種，主變和GIS室主要采用獨立式通風系統，配電裝置室、電容器室、電纜層主要采用集中式通風系統，通過通風管道進行收集，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。

表1　中空玻璃與單層玻璃對比

圖1　變電站綜合樓風道

2.2建筑設計

當前隨著社會的發展以及環保意識的逐漸加強，變電站的設計也不僅僅是一個工業建筑，進行建筑設計時也不應該只考慮電氣工藝和遮風擋雨這些基本工程，還需要將變電站與周邊環境相結合。關于如何結合環境設計變電站，需要根據具體環境來對待，但是還是有一些通用的規則供我們遵守：①在平面布置上，進根據地形特點，將主變壓器室和通風豎井背離居民區，降低變電站對周圍住宅的噪聲影響；②建筑外形設計以當地建筑風格為主，做到與周邊建筑風格一致，做到一眼望去無法識別該建筑為變電站；③場地四周種植樹木和草坪，形成天然降噪屏障，對于過去常用的封閉圍墻可以改設為通透金屬圍欄，然后在金屬圍欄上種植藤蔓植物，弱化工業建筑氣息，發揮建筑的綠色功能。

2.3綠化措施

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

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

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

①植物，一般為佛甲草；

②營養土，一般為35cm；

③過濾層（無紡布）；

④蓄水、排水層，天晴時給植物蓄水，雨天蓄滿了之后則可以排水；

⑤水泥砂漿保護層；

⑥根阻防水板材，防止植物根系生長對屋面造成破壞；

⑦冷自黏底層防水卷材，對XPS保溫板起到防護作用；

⑧XPS擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板；

⑨蒸汽阻攔防水卷材，阻隔室內外溫差產生的蒸汽；

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，皖南醫學院西側。站址原地貌多為水塘、水溝相連，場地水系發育，溝塘較多，水深約 1～1.5m，臨近道路側部分場地已經回填用作城市綠化。站址處自然標高6.20～6.5m，交通便利，靠近負荷中心，進出線均方便。

3.2站區平面布置原則

變電站站址位于蕪湖市弋江區濱江南路與緯五路交叉口的東南角，緊鄰城市道路。總平面是根據電氣提供的平面布置方案和進、出線方向等要求布置，并執行“兩型一化”要求。

根據站址地理位置、進出線方向、征地要求和進站道路入口位置以及周邊環境等因素，根據規劃部門要求，站址采取北偏西3.91°平行于緯五路布置。根據進出線的要求設置生產綜合樓的方位。根據地形特征，因地制宜，豎向布置采用設置縱坡，便于場地排水。總體規劃中考慮到場地現狀因素，減少拆遷量，避開不良地質、節約用地，合理確定站址位置。并根據電氣工藝布局的特點要求，變電站按照終期規劃進行總體布置。

在總體布置中，考慮到消防、運輸等安全距離的規定，節約變電站的占地面積，選擇較好的朝向，合理地確定設計高程。站區各建（構）筑物布置上力求達到布置緊湊、協調，使整個站區形成一個較好的群體空間，同時留有綠化、美化用地，為今后的生產、生活創造較為優雅、舒適的站區環境。

3.3站區總平面布置

本變電站為全戶內變電站，所有電氣設備均布置在一棟樓 （主廠房）內。本站址方案圍墻內占地面積為62m×38m= 2356m2。主變室布置在主廠房南側，110kV由北面緯五路架空進線，10kV由北面電纜出線，進出線均比較方便。進站入口道路由緯五路直接引接，主道路寬4m，滿足消防及運輸要求。同時所有建、構筑物與電氣設備之間滿足防火規范要求。該方案站內布置參考國家電網公司標準化建設成果（通用設計、通用設備2011年版）110-A3-3方案，建筑物朝向合理，節約土地資源。

3.4生產建筑物

生產綜合樓建筑 （按 “兩型一化”及國網公司通用設計110-A3-3模式）整個變電站只設置一棟房屋，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，室內外高差1.60m。地上一層設有主變室、10kV開關室、工具間、電容器室以及警衛室等，層高4.80m；二層為GIS室、二次設備室、接地變室，其中GIS室層高7.60m，二次設備、接地變室層高4.20m；地下設層高2.60m的電纜夾層。

生產綜合樓西側4.50m標高處設有吊裝平臺，供設備的安裝運輸兼消防使用。綜合樓主樓梯布置在戶內東側，消防樓梯布置在西側。在室外設置上屋面爬梯，便于屋面檢修。

本建筑方案立面設計從尺度、色彩等方面入手，力求簡潔、舒展，本站坐落于城市綠地公園內，設計中考慮滿足“兩型一化”要的的同時要和周圍環境和諧統一，本次設計采用坡屋頂和高低跨屋面相結合的方式，既有工業建筑的氣勢和明快，又能表現出本地區建筑的典雅和舒適，入口西立面的設計富于變化，整個建筑的檐口、雨篷等的處理力求一致，以形成統一的風格。剖面設計中根據各房間的不同使用功能要求，采用的不同的標高和層高，充分利用建筑空間，減少建筑體積和建筑面積，節約投資。立面美觀大方，整齊，視線感強，警衛室緊靠站區進站大門，方便管理。

4　結論

目前在全戶內變電站的節能和降噪工作已經積累了較多的經驗，通過這些措施能夠有效的做好變電站的建筑節能和降噪設計，人們對在居民樓附近建設變電站的抵觸情緒也越來越低，但是由于工程需要參考周邊環境來進行設計，所以每個工程都具備特殊性，相關的工程人員應積累大量工程經驗的前提下做好全戶內變電站的建筑節能與降噪設計。

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

［2］劉耀鋒，吳 寧，印吉景.220kV全戶內變電站設計相關問題探討［J］.電力自動化設備，2010（12）：31～35.

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

程中林（1976-），男，工程師，國家二級注冊建筑師，國家二級注冊結構工程師，主要從事變電站建筑結構設計工作。

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2095-2066（2016）10-0035-02

2016-3-8