城市全户内变电站的建筑节能分析

如今绿色环保型变电站成为电网建设的发展趋势，提高变电站的节能效果和降噪效果成为大家的共识，随着城市电网的发展和不断更新，今后变电站的设计会更关注与节能和降噪。本文首先介绍当前变电站建设过程中常用的建筑节能和相关环保技术，然后以元亩110kV变电站为例，介绍其在节能和降噪等方面的一些经验供今后工程交流。

由于城市存在人口密度大，用户集中，用电负荷较密集等特点，所以给电网正常运行带来了很多问题，为了改善城市用电，将全户内变电站作为当前城市电网改革的方向，而当前变电站设计过程中对建筑节能和降噪的要求也越来越高，所以如何做好全户内变电站的建筑节能和降噪设计研究很有必要。

1变电站常用的建筑节能技术

1.1建筑材料

变电站的墙体材料常采用蒸压加气混凝土砌块，这种混凝土砌块由于结构内部具有大量的孔隙，所以具有加好的保温性能。蒸压加气混凝土的施工性也很好，可以在工厂预制出各种规格。另外蒸压加气混凝土砌块的密度只有普通灰砂砖的2/3，所以在同等条件下可以减轻建筑物自重，节省建筑材料。砂浆通常采用预拌砂浆，相比于自拌砂浆，预制砂浆的配比更精确，拌制的混凝土质量也更高。另外城市对控制施工污染的要求较高，采用预拌砂浆有利于文明施工，减少城市泥浆污染、粉尘大气污染。

1.2门窗节能

门窗是建筑能耗散失最多的区域，在建筑总能耗的占比较大，对于变电站门窗节能，当前主要有两种方式：①在设计时减少门窗洞口的面积；②使用双层中空玻璃，双层中空玻璃在降低能耗和隔音上都有降耗的性能，具体如表1所示。

1.3空调节能技术

通常情况下，为了保证高压室的通风换气和降温都会配置大量的空调，但是在保证高压室有效的隔热和通风的前提下，可以取消空调配置。可以在高压室外墙上面安装消声百叶窗，增大进风面积，室内配备轴流风机，采取温控的方式，当室内温度达到30℃时，风机启动通风降温。虽然从降温效果上来看没有空调的效果好，但是可以在满足运行要求的同时降低大量能耗。

1.4太阳能技术

目前太阳能热水器在我国应用的范围较为广泛，也取得了巨大的环保价值，但是在变电站建筑中，其卫生间热水器没有得到大家的关注和重视，虽然这个点很小，但是还是有很大的节能空间，表2是各种热水器的能耗表，通过表2来看，虽然太阳能热水器初始投资较大，但是对于变电站这种长久使用的建筑，长远来看还是具备较高的环保价值和经济价值。

2变电站常用的建筑环保技术

2.1通风降噪

在进行建筑设计时，应尽量让各空间联通形成穿堂风，对于设备生产区可以适当配备机械通风设备。通风系统分为独立式和集中式两种，主变和GIS室主要采用独立式通风系统，配电装置室、电容器室、电缆层主要采用集中式通风系统，通过通风管道进行收集，然后再屋顶集中排放，如图1所示，利用上下气温差加快空气流动。

2.2建筑设计

当前随着社会的发展以及环保意识的逐渐加强，变电站的设计也不仅仅是一个工业建筑，进行建筑设计时也不应该只考虑电气工艺和遮风挡雨这些基本工程，还需要将变电站与周边环境相结合。关于如何结合环境设计变电站，需要根据具体环境来对待，但是还是有一些通用的规则供我们遵守：①在平面布置上，进根据地形特点，将主变压器室和通风竖井背离居民区，降低变电站对周围住宅的噪声影响；②建筑外形设计以当地建筑风格为主，做到与周边建筑风格一致，做到一眼望去无法识别该建筑为变电站；③场地四周种植树木和草坪，形成天然降噪屏障，对于过去常用的封闭围墙可以改设为通透金属围栏，然后在金属围栏上种植藤蔓植物，弱化工业建筑气息，发挥建筑的绿色功能。

2.3绿化措施

（1）采用环保透水砖，由于砖的渗透性较高，雨水可以快速渗入地下，防止站内积水，另外透水砖可以调节地表附近的湿度和温度，改善变电站的环境和生态平衡。（2）屋顶绿化，一般在屋顶种植佛甲草，可以美化环境、减少噪音、隔热保温和缓解城市热闹效应。

（3）做好屋顶防渗处理，屋顶绿化最大的问题就是防渗问题，目前常用方法是在屋顶上铺设XPS保温板进行防水处理。自上而下依次铺设如下：①植物，一般为佛甲草；②营养土，一般为35cm；③过滤层（无纺布）；④蓄水、排水层，天晴时给植物蓄水，雨天蓄满了之后则可以排水；⑤水泥砂浆保护层；⑥根阻防水板材，防止植物根系生长对屋面造成破坏；⑦冷自黏底层防水卷材，对XPS保温板起到防护作用；⑧XPS挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板；⑨蒸汽阻拦防水卷材，阻隔室内外温差产生的蒸汽；⑩冷底子油；輯訛輥基层。

3案例研究

3.1工程概况

元亩110kV变电站站址位于芜湖市城南纬五路与滨江南路交叉口东南角，皖南医学院西侧。站址原地貌多为水塘、水沟相连，场地水系发育，沟塘较多，水深约1～1.5m，临近道路侧部分场地已经回填用作城市绿化。站址处自然标高6.20～6.5m，交通便利，靠近负荷中心，进出线均方便。

3.2站区平面布置原则

变电站站址位于芜湖市弋江区滨江南路与纬五路交叉口的东南角，紧邻城市道路。总平面是根据电气提供的平面布置方案和进、出线方向等要求布置，并执行“两型一化”要求。根据站址地理位置、进出线方向、征地要求和进站道路入口位置以及周边环境等因素，根据规划部门要求，站址采取北偏西3.91°平行于纬五路布置。根据进出线的要求设置生产综合楼的方位。根据地形特征，因地制宜，竖向布置采用设置纵坡，便于场地排水。

总体规划中考虑到场地现状因素，减少拆迁量，避开不良地质、节约用地，合理确定站址位置。并根据电气工艺布局的特点要求，变电站按照终期规划进行总体布置。在总体布置中，考虑到消防、运输等安全距离的规定，节约变电站的占地面积，选择较好的朝向，合理地确定设计高程。站区各建（构）筑物布置上力求达到布置紧凑、协调，使整个站区形成一个较好的群体空间，同时留有绿化、美化用地，为今后的生产、生活创造较为优雅、舒适的站区环境。

3.3站区总平面布置

本变电站为全户内变电站，所有电气设备均布置在一栋楼（主厂房）内。本站址方案围墙内占地面积为62m×38m=2356m2。主变室布置在主厂房南侧，110kV由北面纬五路架空进线，10kV由北面电缆出线，进出线均比较方便。进站入口道路由纬五路直接引接，主道路宽4m，满足消防及运输要求。同时所有建、构筑物与电气设备之间满足防火规范要求。该方案站内布置参考国家电网公司标准化建设成果（通用设计、通用设备2011年版）110-A3-3方案，建筑物朝向合理，节约土地资源。

3.4生产建筑物

生产综合楼建筑（按“两型一化”及国网公司通用设计110-A3-3模式）整个变电站只设置一栋房屋，地上二层，半地下一层，总建筑面积为1930.5m2，其中地上建筑面积为1417.5m2，地下建筑面积为513m2，建筑总高度14.00m，室内外高差1.60m。地上一层设有主变室、10kV开关室、工具间、电容器室以及警卫室等，层高4.80m；二层为GIS室、二次设备室、接地变室，其中GIS室层高7.60m，二次设备、接地变室层高4.20m；地下设层高2.60m的电缆夹层。生产综合楼西侧4.50m标高处设有吊装平台，供设备的安装运输兼消防使用。

综合楼主楼梯布置在户内东侧，消防楼梯布置在西侧。在室外设置上屋面爬梯，便于屋面检修。本建筑方案立面设计从尺度、色彩等方面入手，力求简洁、舒展，本站坐落于城市绿地公园内，设计中考虑满足“两型一化”要的的同时要和周围环境和谐统一，本次设计采用坡屋顶和高低跨屋面相结合的方式，既有工业建筑的气势和明快，又能表现出本地区建筑的典雅和舒适，入口西立面的设计富于变化，整个建筑的檐口、雨篷等的处理力求一致，以形成统一的风格。剖面设计中根据各房间的不同使用功能要求，采用的不同的标高和层高，充分利用建筑空间，减少建筑体积和建筑面积，节约投资。立面美观大方，整齐，视线感强，警卫室紧靠站区进站大门，方便管理。

4结论

目前在全户内变电站的节能和降噪工作已经积累了较多的经验，通过这些措施能够有效的做好变电站的建筑节能和降噪设计，人们对在居民楼附近建设变电站的抵触情绪也越来越低，但是由于工程需要参考周边环境来进行设计，所以每个工程都具备特殊性，相关的工程人员应积累大量工程经验的前提下做好全户内变电站的建筑节能与降噪设计。