1、 1CSEE 中 国 电 机 工 程 学 会 标 准T/CSEE XXXX-YYYY装配式变电站设计技术规程 （条文说明）Technical Code of Design for prefabricated SubstationXXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施中 国 电 机 工 程 学 会 发 布1前 言本规程编制中提出了以下创新理念和设计方法：1. 设备支架与设备采用法兰过渡连接，达到支架适应设备更换的条件，同时弱化了设备安装尺寸对于支架的约束条件。2. 采用排列组合进行围墙设计，提高墙、板、梁的构件标准化程度，减少构建种类。3. 建筑物结构柱布置避开内
2、外墙 T 接点、外转角点，为墙内敷设电气管线创造有利条件，协调了建筑、结构与工艺的需求关系。4. 提出了利用预应力技术提高钢结构建筑物抗风、抗震的防灾能力。5. 根据变电站的实际情况，防火设计标准主要依据国家现行建筑设计防火规范GB50016-2014，行业标准 火力发电厂与变电站设计防火规范GB50229-2006 降低了钢结构装配式变电站单层建筑的防火设计标准，提升了实用性与经济性。6. 提出了装配式变电站道路、装配式挡土墙的设计理念和设计方法。7. 提出根据钢板标准宽度确定卷制直缝钢管构件管径，简化加工工艺，提高钢材利用率。8. 采用梯形格构式设备支架减小设备支架的地震力放大系数，使设备
3、支架具有保护设备的减震效果。9. 提出装配式基础的设计理念和设计方法。21 范围2 规范性引用文件4 符号、代号和缩略语5 总则5.0.1 装配式变电站设计必须树立全局观念，深入调查研究，依靠技术进步，精心设计，不断总结经验，积极慎重地推广国内外先进技术，因地制宜地采用成熟的新材料、新工艺、新布置，满足绿色工程、可持续发展要求。6 构架与设备支架6.1 变电构架6.1.2 应避免组成梁、柱的基本杆件承受较大的弯矩效应，配电装置同一构架柱有多层导线时（不含地线）宜采用格构式构架柱，仅有单层导线时宜采用人字柱结构，结构外力作用较小时还可采用单钢管柱的构架。配电装置构架梁应按经济技术比较确定采用格构
4、式或单钢管结构。6.3 构支架基础及设备的基础6.3.8 垫块临时承重，并考虑夯击后地基承载力提高，地基承载力按标准值采用。7 建筑物7.1 建筑设计7.1.4 墙板最大长度以最小配筋率满足吊装控制的标准，计算确定。7.1.8建筑物构件的燃烧性能和耐火极限，对于单一功能的单层建筑物，按建筑防火设计规范定耐火等级。变电站体型较小的装配式轻钢结构建筑宜采用隔火设计方案，尽量避免钢结构涂层工艺。建筑高度超过 6m 的单层建筑，结构梁、柱实体断面高度大于 300mm 时，可采用钢结构涂层工艺。7.1.14 防冷桥（热桥）计算标准与计算方法3维护结构热桥部位应进行保温验算，保证维护结构热桥部位内表面温度
5、不低于室内空气的露点温度。1. 装配式建筑物热桥冷桥计算数学模型根据傅立叶定律，建筑热(冷)桥三维非稳态传热数学模型可以写为：（1）1, ,bNpiitrcqgrtAA对于恒物性、无内热源热(冷)桥三维非稳态导热数学方程为：（2）tttaxyz针对装配式建筑物热（冷）桥二维非稳态传热问题，可按照二维非稳态传热问题考虑，采用二维笛卡尔直角坐标系，三维非稳态导热数学方程简化为：（3）,txytxytxya假定计算模型单元对称，则 y 向边界条件为：（4）0xxLtt热(冷)桥两侧均为第三类边界条件，表达式为：装配式建筑物室内侧： （5）10()xinwtaty装配式建筑物室外侧： （6）1yett
6、式中： 1 为墙体导热系数，W/(m)；t n, te 为室内外空气温度，t e 采用逐时值；twn, tww 为围护结构内、外表面温度，；a i, aw 为围护结构内外总换热系数，W/(m 2)；t 为热( 冷) 桥及墙体内的温度，。由公式(1)一(6)就构成了建筑热 (冷)桥非稳态传热问题的数学模型及定解条件。2. 装配式建筑物露点计算结露是指非饱和空气当冷却到一定温度时，即达饱和状态，再继续冷却时多余的水蒸汽将会凝结成水珠，俗称结露，此临界温度称为露点。结露是否发生取决于室内温度，室内湿度及露点温度。露点温度即使没有下降到与室外温度相同的，一定温度下仍可能发生结露现象。当温度较高的湿空气
7、接触到温度较低介质时被迅速冷却，当空气被冷却4到露点温度以下时，就会在介质表面形成水珠，产生冷凝水俗称结露。结露形成的两个基本条件：（1）温差：如果湿空气所接触到的介质表面不存在温差，空气的饱和度就不会改变，也就不会出现结露。（2）湿空气：如果空气比较干燥也就是相对湿度低，就算存在温差。其冷却后仍没有达到露点，就不会出现结露。在假定空气相对湿度保持恒定的条件下，根据空气温度变化，计算露点确定结露临界条件，不考虑抹面砂浆的水蒸气渗透、毛细吸水作用对露点的改变，当装配式建筑物维护结构部位温度低于露点时，确定为该区域为结露区。根据 Antoine 方程：lgp=A-B /(t+C) 式中：p 为温度
8、 t 时的对应的水蒸气饱和分力，单位为 mmHg；A、B、C 均为与物质和温度区间有关的蒸汽压常数。在某一时刻，空气温度为 t，相对湿度为 m，可以根据上述方程建立等气压关系，求得露点。在装配式建筑物维护结构部位温度高于露点时，可以避免结露情况。7.2 结构设计 7.2.1 目前阶段，考虑钢结构厂家较多且成熟，而及混凝土构件厂家较少，且民建中装配式混凝土结构应用不多，因此变电站装配式建筑物宜采用钢结构，如果日后混凝土构件厂家逐渐增多以及民建工程中混凝土装配式逐渐增多时，经综合比选后确定采用那种结构形式。选择结构形式时候需考虑变电站周围预制件厂的情况，因为混凝土预制件远距离运输经济性不高。7.2
9、.4 装配式梁、柱构件以及维护结构均在厂家加工生产、现场组装，因此在设计阶段不仅要对部品构件进行深化设计，而且要对相对独立的主体结构、围护系统、内装系统以及设备管线系统等进行协同设计，从而避免现场装不上，或者没有在一个系统内综合考虑所涉及的多专业技术问题而影响建筑的正常适用，需要在柱、梁或维护结构上开电气开关、插座孔洞以及穿管线开孔均的在厂家完成。57.2.5 装配式结构组成为钢结构或者混凝土，因此对于钢结构或混凝土结构的相关规范，装配式结构均应执行。无论采用何种钢结构体系，结构的平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位；对可能出现的薄弱
10、部位，在设计中应采取有效措施，增强其抗震能力；结构宜具有多道防线，避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受水平风荷载，地震作用和重力荷载的能力。变电站内建筑一般为单层结构，继电器小室对跨度有所要求，因此宜采用普通框架结构、门式钢结构。无论采用何种楼板，均应该保证楼板的整体性，保证楼板与钢结构的可靠连接，具体可以采取楼板与钢梁之间可通过设置抗剪连接件，将楼板预埋件与钢梁焊接等措施来实现。全预制的装配式楼板的整体性能较差，因此需要采取更强多措施来保证楼盖的整体性。7.2.6 装配式建筑物竖向布置及平面布置应更规则，尽量避免出现不规则的建筑，不规则建筑物受力分析复杂，且容易产生异性构件，不便
11、于加工生产和现场安装。采用预制混凝土结构时宜采用混凝土框架结构，因在采取了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后，预制混凝土结构基本等同于现浇混凝土结构。预制混凝土框架-剪力墙结构适用于较高建筑，且目前该类结构应用较少，因此变电站内不建议采用框架-剪力墙结构。人们很多时候会忽略预制件在安装之前各种受力情况分析，使构件在未安装时候造成破坏，根据经验不同情况时候动力系数分别取 1.5 和 1.2。 7.5 建筑物基础因建筑物基础一般较大、而且重，因此建筑物基础一般为现浇结构，但设计基础时需考虑基础与上部结构连接可靠、方便施工的原则。8 围墙与挡土墙8.1 挡土墙与围墙基础8.1.1 对于装配式钢筋混
12、凝土挡土墙，墙身和底板的连接处为挡土墙最为薄弱的部位，6连接处的可靠性直接影响结构的整体性，必要时可采取键槽、插筋、焊接等多种措施对连接处进行加强。8.1.2 根据建筑地基基础设计规范GB 50007 第 6.7.1 条的规定，边坡的支挡结构应进行排水设计；支挡结构后面填土，应选择透水性强的填料。8.1.3 围墙基础构造结合其下挡土墙设计时，围墙的竖直和水平方向的荷载由挡土墙顶承担，围墙的基础形式和挡土墙顶的构造形式应充分考虑围墙的倾覆和滑移，应经计算确定围墙与挡土墙连接的可靠性。8.1.5 对于预制装配式构件，连接问题始终是最重要的问题，重要结构部件之间的连接、辅助构件与主构件之间的连接应采
13、用合理的构造节点，以保证荷载传递路径简捷，符合结构计算假定。8.2 围墙8.2.1 随着装配式建筑产业的快速发展，装配式围墙板的材质种类也在逐渐增多，但无论材质如何变化，变电站建设对板材防水、防火、耐候、经济、美观等性能特点都有较高的要求。8.2.2 变电站围墙的柱距一般为 2500mm4000mm，装配式围墙板的长度尺寸和加工工艺应适应围墙柱距，在整个项目中，围墙板规格应统一化、数量最小化，避免加工安装中可能发生的差错，以便保证和控制质量。8.2.3 参照装配式混凝土结构技术规程JGJ1 第 10.3.4 条规定进行要求。8.24 参考装配式混凝土结构技术规程JGJ1 第 10.3.7 条规
14、定进行要求。8.2.5 从安全防护角度出发，变电站围墙之上一般会设置电子围栏、红外对射、金属刺网等警戒设施，装配式预制围墙柱也应从构造上满足上述设施的顺利安装。9 防火墙9.1 防火墙9.1.1 本条根据建筑设计防火规范GB 50016 的相关内容进行要求。9.1.2 装配式防火墙的型钢梁柱应满足防火墙自身的耐火极限要求，根据相关规范规定，型钢梁柱应采取有效的防火防护，一般可采用防火涂料和外加防火板两种方式，具7体方案应综合地方消防部门的相关要求制定，并应选取可靠性高、可实施性强的方案执行。9.1.3 对于填充防火材料的“夹芯板” ，芯材应与外面板可靠粘接，并应采取有效措施保证芯材与防火墙梁柱
15、的可靠连接，保障芯材不在火灾中脱落。9.2 基础9.2.2 当装配式防火墙基础与墙柱采用地脚螺栓连接和焊接方式时，应采用有效措施对柱脚安装节点进行防火防护，保障柱脚节点的耐火极限满足要求。10 站区（沟）管道10.1 电缆沟10.1.1 预制电缆沟如果需要预先埋件，需要和工艺专业配合确定。10.1.3 预制电缆沟加工制作前应考虑电缆铺设所需的转弯半径，保证电缆的正常铺设和远期扩建的可行性。10.1.4 为了节省预制电缆沟混凝土用量和相应排水系统工程量，同时合理规划站区管网系统的埋深，减少整体工程量。10.1.5 降低预制电缆沟积水的可能性，与站区竖向布置保持一致更有利于电缆沟施工。10.1.6 电缆沟的沟壁高于场地设计标高便于沟道检查和人员行走，还可以有效防止雨水进入沟内。11 站区道路11.2 变电站的运行特点需要避免经常维护站内道路而影响生产，对站内道路的性能有一定要求。89
