浅谈发电厂中装配式钢结构应用前景

浅谈发电厂中装配式钢结构应用前景

赵红唐雯静

（中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司新疆乌鲁木齐830001）

摘要：在国民经济日新月异发展的今天，在进入中国特色社会主义新时代，建设现代化经济体系，节约和环保成为了当今社会的两大热点问题。本文主要从节约和环保角度剖析钢结构在发电厂应用中的优越性和时效性，对比砖和钢筋砼结构在发电厂中的缺陷性，展望发电厂中钢结构应用的广阔前景。建议在发电厂中大力推广装配式钢结构，逐步压缩砖和钢筋砼结构在发电厂中的应用。为电力事业的可持续发展、为当今世界节约能源和环保事业尽一份自己的力量。

关键词：发电厂；节约资源；保护环境；装配式钢结构；钢筋砼结构；砖结构

1.引言

在《在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告》（十九大报告）中明确提出了坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》国办发[2016】71号文中明确指出发展装配式建筑是建造方式的重大变革。是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。众所周知道电力建设中主要的承重构件上设备荷载较大，而采用钢筋砼结构和砖混结构相比采用钢结构承重截面要大很多，不仅费材而且浪费有限空间。而发电经济计运行寿命为30年，那么30年后随着设备运行的老化和国民经济发展的需求，将会产生大量装机容量小的发电厂被新建大型机组电厂取代和大量运行寿命到期的发电厂，这些电厂的拆除不仅要耗费国家大量的人力物力、而且还消耗了国家有限的土地资源、增加了大量的建筑垃圾，造成了生态环境的严重破坏和污染。据行业资料显示20年后将仅电力行业将会产生4000多万吨拆除的砖混结构和钢筋砼结构建筑垃圾。这些建筑垃圾今后堆到那里？怎么处理？都是很麻烦的问题。在国家倡导可持续发展的今天，我们要坚持节约资源和保护环境的基本国策大力发展装配式钢结构，尽可能地在发电厂、民用建筑和工业建筑等各类工程中采用可重复利用的装配式钢结构。

本文主要从发电厂中运用钢结构和常规钢筋砼结构对比工程造价和工期来探讨钢结构发展的广阔的前景。

2.工程情况

2.1.新疆某电厂三期扩建工程中的煤场挡风墙253.2米×94.5米，面积23927.4平方米，运煤专业要求挡风墙净高12米。考虑地面高差后设计最高为12.8米，其中挡风墙主受力构件高12.5米（采用钢管支架和彩钢板封闭），钢筋砼短柱高出设计地面0.3米。当然本工程还有很多其他结构也采用了钢结构。

2.2.河北某热电厂工程中的炉后引风机房轴线尺寸19.5米×44.5米，层高11.0米，局部7.0米，在11.0米屋顶上钢烟道支架顶标高14.8米。全部采用装配式钢结构，纵向抗力构件采用十字交叉支撑和人字支撑，钢筋砼基础短柱设计在-0.05米预埋好地脚螺栓，在工厂加工好的钢结构到现场基本上全部采用高强螺栓连接，部分有焊接施工，维护墙板1米以下采用砖墙，其余采用双层保温压型钢板封闭。

3.经济性比较

3.1.新疆某电厂三期扩建工程中的煤场挡风墙，采用钢管支架结构承重和彩钢板封闭，不仅外观漂亮轻巧而且工程综合造价也不比普通的钢筋砼结构高多少。基础面积为：2.2×5×1=11立方米，单根钢梁和钢支撑重0.45吨。

3.2.常规采用的钢筋砼挂墙板结构设计中，如新疆某火电厂（2×135MW），同样高度的煤场挡风墙（地震设防烈度及地基承载力基本相当，基本风压有所不同，故对承受基本风压大的挡风墙基础进行了一定折减），采用的钢筋砼柱截面尺寸为0.6×1.4×12=10.1立方米，柱下独立基础面积为3×5.8×1=17.4立方米。框架梁2根体积为：0.3×0.6×2×7=2.52立方米。

3.3现依据电力工程预算价计算如下：

钢管支架：

（0.596+0.45）×9000元/T+11×900=19314元

钢筋砼结构：

（10.1+2.5）×1500+17.4×900=34560元

每米挂墙造价：

彩钢板：250×12=3000元

砼挂板：1000元

综上所述两种结构的工程每米造价比较如下：

钢结构：19314/6+3000=6219元

砼结构：34560/7+1000=5038元

3.4.河北某热电厂的钢结构引风机房，技经专业计算结果表明，钢结构房屋的造价确高于普通钢筋砼结构房屋的造价，增加幅度在30%左右，但在人工费用高涨的今天，工期的缩短会相应降低工程总投资。

3.5.从上述两个单体工程的造价分析结果来看，对于像挡风墙这种耸高悬臂结构来说，因为钢筋砼独立柱基础面积的增加，抵消了上部结构的差价，二者工程投资相差不大。但是对于普通建筑来说钢结构的投资的确增加了不少，目前随着我国经济结构的转型，人员劳动力成本在逐年提高，而且装配式钢结构有着工期短的优势，相对可降低些工程投资，同时早投产早收益，因此装配式钢结构的应用还是有其优势的。

4.工期和经济效益比较

4.1.由于钢筋砼材料的特殊性，其施工顺序：绑扎钢筋-支模板-混凝土浇筑-混凝土养护-拆除模板。复杂的施工工序和前期强度低的特点决定了，混凝土结构施工周期要远大于钢结构现场施工的周期。缩短了施工时间，就使电厂提前投产，提前产生经济效益。

4.2.砖混结构虽然造价低，施工周期介于钢砼之间，但是其强度较低，在发电厂等工业建筑中有一定的使用限制。同时砖混结构的材料的使用，其材料常取用国家有限制的耕田土壤，目前已经受到国家的限制。

4.3.钢结构造价高，也要区分对待的，从上面2条的分析可知。考虑目前随着我国劳动力成本在逐年提高，而且装配式钢结构有着工期短的优势，相对可降低些工程投资，同时早投产早收益，装配式钢结构也符合国家产业政策，因此装配式钢结构的应用还是有其优势的。

5.施工设计环保角度

5.1.随着国民经济的发展，美的追求也在不断提高。漂亮奇特的外观造型越来越受建设方的追捧，钢材的特殊性更适合做大空间、大跨度和奇特造型的结构设计。在设计中因有专业的钢结构厂绘制详图进行工厂加工，也会减少设计人员的劳动量。

5.2.所有构件基本在工厂加工完成，精度高效率快，而且现场施工方便快捷，大大缩短施工周期。

5.3.钢结构施工现场，整齐干净无污染。钢筋砼结构和砖混结构的施工现场，各种原材料和周转材料堆积如山，尘土飞扬，不利于环保和节能，而且重复利用很困难。

6.后期拆除论述

6.1.砼和砖两种结构，在电厂运行寿命结束后，一般都要拆除，不可能重复利用或改建。那么厂区70%左右的建设用地都很难恢复的，必须清除地上结构及地下结构的混凝土，这样大量的清除工作和环境污染治理问题都相当的艰巨，将严重影响电力行业的可持续发展建设道路。

6.2.全球倡导走可持续发展道路的今天，在我国大力发展装配式建筑结构的引领下，钢结构的可再生利用、拆除方便和几乎很少产生建筑垃圾的优点，必将在一段时间后成为发电厂和整个工程建设的主要使用材料。

7.结束语

对于特殊的结构采用钢结构和钢筋砼结构的工程造价相差不大，考虑工期因素和劳动力成后，二者综合造价会逐渐趋于接近。

装配式钢结构在发电厂建设中大力推广和应用，压缩钢筋砼结构使用，不仅施工周期短投产快，而且产生的建筑垃圾少，利于造福子孙后代、更符合国家环保节能政策。大力发展装配式钢结构符合十九大中明确的基本国策，响应国家提出的大力发展装配式建筑的政策，践行绿水青山就是金山银山的理念。

参考文献：

［1］《建筑结构荷载规范》（GB50009）

［2］《混凝土结构设计规范》（GB50010）

［3］《钢结构设计手册》（第三版）

［4］技经专业提供的单位工程造价

［5］工程中设计资料