变电站绿色建筑设计探析

变电站绿色建筑设计探析

汪君慧

中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 河北 石家庄 050000

摘要：本文对变电站建筑设计中的绿色建筑设计思路与方案进行了探讨，结合某110kV变电站的具体设计情况，围绕设计绿色变电站的意义和具体节能设计方案等内容展开分析，目的在于为绿色节能大背景下的变电站建筑设计提供建议，以供参考。

关键词：变电站；绿色建筑；设计

1变电站建设中绿色建筑的意义

为了满足现代社会日益增长的电力需求，顺利实现向社会供电，我国变电站建设发展迅速。目前，从城市到乡村变电站数量不断增加，变电站的规模不断扩大，有的变电站甚至建立在城市的中心区域，给城乡居民提供了方便，促进了城市的发展和繁荣。树立绿色理念，推广绿色变电站建设，可大大提高社会公众对变电站的接受程度，适应节能环保的时代要求，是社会发展的必然趋势。

变电站中的工业建筑对变电站电能转换的效率具有决定性作用，因此建设绿色变电站的核心是对工业建筑进行设计改良。而电力行业建筑设计改良，必然牵涉到建筑结构选型和围护结构形式的转变。建设绿色变电站是一项综合性工程，涉及到建筑物的选址、设计、建造、使用、维护、拆除、处理废弃建材等整个环节。

2变电站绿色建筑设计要求

在变电站的建设过程中，对照绿色建筑的要求，涉及到以下内容：

(1)变电站生产运行需要采购的所有设备必须是节能环保型。

(2)变电站建设对站址周围环境的破坏及影响要降低到最小，变电站建筑外形与周边建筑要相协调。

(3)变电站总平面设计方案要科学合理，建筑设计符合占地面积最小、耗能最少的要求。变电站内的工业建筑厂房，应统筹优化空间设计，选用能源消耗最少、资源利用最佳、环境负荷最小的绿色环保型建材。

(4)施工方案除满足国家规范和工程所在地工程建设的相关规定以外，还应该达到噪声最小、外排污水最少、外排建筑垃圾最少的要求。

(5)变电站运行生产过程中，对变电站围墙外环境产生电磁辐射指标、噪声污染指标，必须符合国家规范

3变电站建筑节能设计方案

本文结合华北地区某110kV变电站的具体设计方案，对变电站建筑节能设计进行了分析，此110kV变电站站的建设规模为110kV出线最终规模3回，本期为2回;10kV出线最终规模30回，本期20回。变压器最终规模3×50MV·A，本期2×50MV·A。

3.1外墙节能设计方案

外墙是建筑物的重要围护结构，约占整个外围护结构的60%～70%，其传热系数大小，热工性能好坏，直接影响着建筑物的节能效果。以前变电站外围护结构大多采用砌体自保温及外贴外保温板的做法，对砌体或保温材料的耐久性和耐候性要求较高，系统的抗裂、防水及防止冷凝等问题一定程度上依赖施工水平，且对外墙装饰有一定影响。在此变电站设计中，选用工厂预制生产的保温装饰一体板为外墙饰面层，是由保温层和保护装饰面层组合成的外墙外保温饰面系统，通过这种设计将大面积保温施工作业拆解为小面积预制安装的做法，解决了外保温墙体表面裂缝等问题。在主变压器室等设备房间可选用防火特厚型的一体化外墙装饰保温板，可有效保证保温体统的连续性和效果。与现场湿作业施工方式相比，该体系机械化程度高，施工现场基本干作业，环境污染少，施工周期短，产品质量稳定，使用耐久性好。比传统的外保温有更好的保温隔热效应，且可根据建筑的具体需要进行设计加工，满足不同装饰效果和施工的需要。

3.2门窗的节能设计方案

外门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占建筑总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3。门窗由门窗框与玻璃构成，合理的选用门窗框料和选用节能型玻璃是减少门窗能耗的有效措施。夏热冬冷地区，夏季窗户辐射传导的热量约占空调总能耗的30%，冬季占采暖能耗的20%以上，因此，外墙门窗的保温隔热性能对节能的实现是非常重要的。从能源的流失比例看，整个建筑的能量损失中有70%是从门窗流失的，而其中主要的能耗又是外门窗缝隙的空气渗透。特别是空气渗透，可以通过框料设计和五金选用而尽量避免。在变电站设计中，严格保证门窗的气密性及保温性能:严格控制外墙的窗墙面积比，在满足使用功能情况下，窗洞尽量小;并减少突窗、落地窗，以减少窗户的散热面积，加强门窗的气密性和保温性能，减少空气渗透带来的能量消耗;窗框全部采用断桥铝合金，该型材采用多腔体结构，利用尼龙隔热条阻断热穿导来形成断桥，比钢窗型材传热要小，约降低15%能耗;窗户与主体之间采用节能橡胶垫片密封，外窗玻璃选用双层中空玻璃，使能耗降到最低。

3.3太阳能资源利用方案

在不影响建筑功能情况下，将太阳能利用系统与建筑围护结构统一规划设计，采用非晶硅薄膜光伏防水卷材屋面，其光伏发电原件主要包括晶硅光伏电池板和非晶硅光伏薄膜电池卷材。非晶硅薄膜光伏防水卷材屋面既可应用于大跨度屋面、轻型屋面，也可应用于其他屋面；可以满屋面铺设，屋面面积利用率高；不需要额外的支撑系统，有利于减少构造层厚度，整体性好，降低了安装成本。非晶硅薄膜光伏电池采用不锈钢基板，铜铟镓硒薄膜光伏电池采用高分子聚合物为基板，均可以与普通金属屋面板、单层高分子卷材、改性沥青卷材等结合，是光伏建筑一体化的产品。非晶硅薄膜光伏防水卷材屋面，可以充分利用太阳能资源、零污染，对于变电站建筑绿色化和实现节能减排具有积极意义。

4总结

综上所述，变电站的绿色建筑设计工作具有重要的现实意义，是对“可持续发展”战略理念的深入贯彻，在进行设计工作时，设计人员可以主要围绕外墙、门窗等结构进行优化设计，减少能耗，也可以对太阳能资源进行利用。要注意的是在进行设计时必须结合实际工程情况进行设计，不能照搬照抄，合理应用绿色建筑理念，建设出实用而有效的绿色变电站。

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