冷库的土建设计

关键词： 外保温 冷库 防雷

冷库的土建设计（精选九篇）

冷库的土建设计 篇1

关键词：外保温冷库,防雷设计,接闪器,引下线,接地网

0 引言

随着近几年冷链物流行业的蓬勃发展, 各种型式的冷库应运而生, 外保温内钢结构形式的冷库 (或称外保温冷库) 由于其保温效果好, 施工周期短等特点, 被市场接受, 外保温冷库金属屋面 (0.8mm厚压型钢板) 被240mm厚的保温材料及柔性防水材料覆盖, 需要另外设置接闪器。下文以新近设计的外保温冷库为例, 对其防雷设计进行介绍。

1 工程概况

太古宁波冷库位于浙江省宁波经济技术开发区, 地处世界少有的天然良港和中国四大深水枢纽港之一的北仑港区现代国际物流园区。

本工程包括冷库 (含穿堂) 、管理综合楼、制冷机房变配电。冷库主体为一层, 穿堂主体为一层 (局部三层) , 局部管理综合楼为四层, 制冷机房变配电为二层。冷库占地面积20 433m2, 建筑面积24 446m2。

结构形式为钢结构。柱网尺寸根据货架的布置摆放, 以17.9×13m为主, 穿堂以8.95×18m、8.95×9m、8.95×4m为辅, 局部制冷机房变配电以8.95×8.4m为柱网, 管理综合楼以9×9m、9×8.1m为柱网。

钢结构屋面均采用柔性防水卷材平屋面, 由内向外基本构造为:钢檩条、0.8mm厚B36镀铝锌压型钢板底板、保温板、冷库专用隔汽膜、1.5mm厚TPO防水卷材 (机械固定) , 结构基础形式采用桩筏基础。

2 设计概述

太古宁波冷库采用外保温内钢结构形式, 即建筑物的主体结构层位于保温的内侧。由保温材料形成一个连续的封闭空间, 将建筑物主体结构包裹在其中, 由于冷库特殊的气密性及保温性要求, 尽量减少使用穿过保温层的设计方式。

2.1 年预计雷击次数计算

2.1.1 已知条件

冷库长L=174.4m, 宽W=133.2m, 高H=26.2m, 宁波当地的年平均雷暴日天数Td=40.0天/年, 校正系数k=1.5, 不考虑周边建筑影响。

2.1.2 计算公式

年预计雷击次数:N=k×Ng×Ae=0.474 0

其中, 建筑物雷击大地的年平均密度:Ng=0.1×Td=0.1×40.0=4.000 0

等效面积Ae为 (H<100m) :

2.1.3 计算结果

根据《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057-2010) 第3.0.3.10条, 该建筑应该属于第二类防雷建筑。

附录:

二类:N>0.25住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑。

2.2 屋面防雷

2.2.1 接闪器的选择及安装

由于外保温冷库金属屋面 (0.8mm厚压型钢板) 被240mm厚的保温材料及柔性防水材料覆盖 (图1) , 不能直接用金属屋面作为接闪器, 外保温冷库屋面的保温层对冷库保温效果起到关键作用, 需要由接闪器进行保护。设计采用Φ10热镀锌圆钢作接闪带, 接闪连接线网格不大于10m×10m或12m×8m。接闪带在柔性防水材料上的安装方式通常有三种 (见图2、3、4) 。

图2 (方案一) 是参考《电气设备在压型钢板、夹芯板上安装》 (06SD702-5) 第55页的方式进行安装, 图3 (方案二) 是由柔性防水卷材配套提供的安装件进行有效固定, 前两种方案均通过黏贴的方式将接闪带牢固地固定上。图4 (方案三) 是通过水泥支墩放置在防水卷材上, 由于没有与防水卷材有效固定, 且水泥支墩的迎风面较大, 有被风吹动进而磨损防水卷材的风险, 在设计中不建议采用此种安装方式。通过以上方案比较, 在本工程中选用图3 (方案二) 所示方式进行接闪带的安装。

冷库屋面上的制冷管道、支架、蒸发冷凝器等突出屋面的所有金属构件均与接闪带可靠焊接。

2.2.2 引下线的选择及安装

同样是由于特殊的外保温形式, 需要尽量少地穿透冷库保温层以防止冷桥的产生, 设计时采用了4×40m热镀锌扁钢作为引下线, 明 (贴) 敷在冷库保温板上, 并保证引下线的间距不大于18m。

为了配合建筑立面的美观效果将明敷引下线敷设在两个雨水管中间 (图5) 。

2.3 电源SPD

变压器采用Dyn11接线, 在变压器高压侧装设避雷器, 由于有引出本建筑物至水泵房的低压配电线路, 在低压侧配电屏母线上装设了I级试验电涌保护器 (电压保护水平值为2.5k V, 冲击电流15k A, 10/350μs) , 在第二级配电箱装设Ⅱ级试验电涌保护器 (标称放电电流20k A, 最大放电电流40k A, 限制电压小于1.5k V, 8/20μs) 。

2.4 等电位联结

为防止过大的电位差而导致的种种电气事故, 在变配电间、发电机房、制冷机房、淋浴室等处设置等电位箱, 在变配电间设置总等电位箱 (MEB) , 总等电位接地端子板采用4×40mm铜排接入接地网, 沿变配电间四周敷设4×40mm环形热镀锌扁钢带并接入MEB, 金属管线、电源PE线、配电柜变压器金属外壳等均与MEB可靠联结。在发电机房、制冷机房、淋浴室等处设置局部等电位箱 (LEB) , 局部等电位接地端子板采用40×4铜排接入接地网, 沿发电机房、制冷机房四周敷设4×40mm环形热镀锌扁钢带并接入LEB, 发电机组金属底座、金属油罐、压缩机金属底座、金属管道、电源PE线、控制柜外壳均与LEB可靠联结。浴室内等电位做法见《等电位联结安装》 (02D501-2) 第16页。

2.5 基础接地

4×40mm热镀锌扁钢作为引下线贴敷在保温板上, 引下线上部与接闪带可靠焊接, 下部与基础接地网可靠焊接 (见图6) , 形成良好的电气通路。利用建筑物基础作接地体, 将基础梁上下两层主筋沿建筑物外圈焊接成环形, 将主轴线上的基础梁相互焊接成网。本工程防雷接地、安全保护接地及弱电系统的接地共用综合接地极。要求接地电阻值不大于1Ω, 实测不满足要求时, 须增设人工接地体, 直到达到要求为止, 在引下线距室外地面0.5m处预留接地电阻检测点连接板或预留人工接地连接板。在本设计中, 笔者通过基础接地极引出一根4×40mm热镀锌扁钢与连接板焊接, 连接板装设在距地面0.5m处, 采用100×60×6mm热镀锌钢板。热镀锌钢板进行防腐粗处理, 放置在硬质塑料盒内, 明敷在保温板上, 涂成与保温板相同的颜色并做好防触碰标志 (见图7) 。

进入建筑物的各种金属管道、线路, 采用埋地引入, 并在入户之前将电缆的金属外皮、金属管道及钢导管与接地装置连接以防止雷电波的侵入。

敷设在冷库屋面上的制冷管道支架会穿过保温层与结构钢梁进行金属固定, 雷电流将沿着钢梁传至钢柱, 为保护人身安全采取的防接触电压和跨步电压的措施是将冷库内所有钢柱进行接地 (见图8) 。

3结束语

综上所述, 文章给出了一种外保温冷库的防雷设计思路, 可以满足防直击雷、防雷电感应及雷电波的侵入, 有效减少雷电流对建筑物本体、工作人员及用电设备等的危害。以上内容若有不当之处, 希望广大同行、专家指正。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑物防雷设计规范 (GB#space2;#50057-2010) [S].北京:中国计划出版社, 2011.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.冷库设计规范 (GB50072-2010) [S].北京:中国计划出版社, 2010.

[3]中华人民共和国商务部.室外装配冷库设计规范 (SBJ#space2;#17-2009) [S].北京:中国计划出版社, 2009.

[4]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册 (第三版) [S].北京:中国电力出版社, 2005.

冷库的土建设计 篇2

关键词：土建工程 结构设计 桩基设计 抗震设计

随着土建工程技术的发展，建筑设计思想在不断更新，建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂，给建筑结构设计提出了更高的要求。本文结合当前土建工程结构设计特点，对土建工程框架结构设计中基础、主、梁、板等四个部分的设计要点及设计过程中需注意的若干问题进行了探讨，以期为同行提供有益的参考。

1、桩基础设计与施工中经常发生的问题

（1）桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高。这里可能存在两种情况，其一是地质报告有误，桩实际承载力大于计算值，必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力。其二则可能由于土层本身原因，譬如说饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基根本无法压入，这就需要我们从施工措施上去解决。首先是必须制定合理的施工顺序，譬如说跳打，使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩；其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械，要避免抬机等现象出现；另外可以采取引孔，设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力。当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内，且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。

（2）沉降计算。设计中不可避免的存在不少问题如：摩擦型桩未进行沉降计算违反了GB50007-2002第8.5.10条；高层基础与裙楼基础未设置沉降缝，未采取有效措施减少差异沉降及影响，违反了JGJ3-2002第12.1.8条规定；在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑，未按GB50007-2002第5.3.10条规定进行变形计算；同一结构单元采用了不同的基础形式，未进行沉降计算，违反GB50011-2001第3.3.4条；同一结构单元部分用天然地基部分用桩基，不符合GB50011-2001第3.3.4条，未进行沉降差计算，不满足GB50007-2002第5.3.4条；某工程由于主楼与裙楼上部结构荷载差异很大，二者桩型、桩长、桩持力层均有较大差异，未进行沉降验算，后浇带是实际解决此类问题较为实用的方法，但总说明中也未见后浇带的施工要求；结施说明地基基础设计等级为甲级，未进行沉降验算，违反GB50007-2002第8.5.10条；勘察报告揭示土层坡度大于10%，未按GB50007-2002进行地基变形计算。

（3）桩的长细比。一些设计者在工程设计中仍以长细比来控制桩长或桩径，造成工程桩的不必要的浪费。长细比限值主要是为了保证桩身不产生压屈失稳，以及考虑施工条件的要求，对于端承桩因有一较坚硬的不变形的持力层，在桩顶竖向荷载的作用下，桩身若过于细长，可能会像压杆一样出现失稳破坏。

（4）关于桩基竖向偏差的控制和处理：桩基施工中对桩的偏差必须严格控制，特别是对于承台桩及条形桩，桩位的偏差都将产生很大的附加内力，而使基础设计处于不安全状态。根据JGJ94-94第7.4.12条我们控制桩顶标高的允许偏差为-50～+100mm，但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高，则需要劈桩，特别对于预应力管桩等空心桩来说，桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济；而当桩顶标高低于设计标高时，又需要补桩头，这既影响工期又浪费金钱。

二、当前我国土建工程在抗震设计方面存在的问题

1.建筑高度方面的问题

伴随着我国经济发展水平的快速提高，施工技术水平也迅速增长，与之相适应的还有对于建筑结构的科研水平，依据我国当前的高层建筑结构技术规定，在一定的结构模式下，高层建筑必然有一个非常合适的高度，但是，在实际施工过程中，有相当多的高层建筑都超出了这一合适的高度值，建筑物的高度增加，会使得许多因素超出先行规范的规定，例如材料性能.延性要求等都会发生变化。

2.建筑结构体系问题

在地震发生较为频繁的地区，建筑结构体系的选择是一个非常重要的问题。在我国，高层建筑主要有三种不同的结构体系：

（1）框架结构。

框架结构主要是通过量.柱等构件在节点处的连接而形成的一种承载结构。这种承载结构在建筑平面布局方面具有较大的灵活性，但是伴随着建筑结构越来越高，框架结构底部梁.柱等构件在水平载荷的作用下剪力和弯矩都大幅的增加，从而使得配筋量也随之而增长，这会给建筑平面布局和施工带来很大的影响，所以框架结构受到建筑结构层数的限制。

（2）剪力墙结构。

在钢混结构中一般会采用剪力墙承重，剪力墙承重就是将钢混墙板替代框架结构中的梁.柱等承重构件，剪力墙承载所有的水平载荷和竖向荷载，如重力载荷.风载荷以及地震载荷等，此时，剪力墙的就犹如是一根悬臂深梁，底端嵌固，在水平和竖向荷载作用下，所产生的弯曲和剪切变形构成水平位移，相对于框架结构来讲，空间和水平位移小，抗震性能好，但是混凝土的用量很多，导致自重比较大，房间格局不能随意改变。

3.轴压比问题

在当前的高层建筑中，为了达到控制轴压比的目的而使得柱的截面尺寸偏大，而控制轴压比是为了让柱在大偏压的情况，避免钢筋在没有达到屈服极限时混凝土遭到破坏，建筑结构的延性与柱的塑性变形能力关联很大，柱的塑性变形能力越大，则建筑结构的延性就越好，一旦发生地震，吸收和耗散的地震能力少，则建筑结构就很容易遭到破坏。如果梁的延性比较好，那么柱达到屈服极限的可能性也会相应降低，而轴压比的限制也可以相应的放松。当前有一些学者认为在现行抗震条件下最后采用比较高的轴压比，实际上，在轴压比稍微增大的情况下，柱断面的大小变化不会很明显。

三. 土建工程高层建筑结构的抗震设计

1.抗震设计原则

一般情况下，建筑结构应该按照以下原则进行抗震设计计算：

（1）在高层建筑结构的两个主轴方向，最后分别进行水平地震作用下的抗震计算，不同方向下的水平地震作用由各方向抗侧力构件进行承担。

（2）在建筑结构中若有斜交角度大于15℃的抗侧力构件，最好对各个抗侧力构件方向的水平地震作用分别进行考虑。

（3）如果建筑结构的质量和刚度不对称.不均匀，那么必须对水平地震影响下的扭转作用以及双向水平地震作用进行考虑。

2.抗震设计计算方法

当前，对于高层建筑的抗震设计主要采用以下几种方法：

（1）底部剪力法。当建筑物高度小于四十米，且质量.刚度分布均匀.以剪切变形为主时，采用底部剪力法进行抗震设计计算。此种方法是将地震作用看作是等效静载荷，从而计算出结构的最强地震反应。

（2）振型分解反应谱法。主要是利用振型分解以及反应谱理论计算结构的最强地震反应。

（3）时程分析法。这种方法主要是通过选定一定的地震波，对结构的运动平衡微分方程进行数值积分，从而得到在整个地震时程区域内的地震反应。

3.抗震设计时重力载荷的考虑

结构的重力载荷包括自重和可变载荷这两种，可变载荷的变动较大，当发生地震时，可变载荷不一定到底我国载荷规范规定的可变载荷标准值，一般都会比标准值小。

三、结束语：

随着我国经济建设的迅猛发展，高层建筑越来越复杂化，这就要求建筑过程中必须做好高层建筑的抗震设计，因为他是保证人民安全的重要标志。

参考文献：

[1]陈维东.土建工程结构抗震设计存在的问题及其对策[J].国高新技术企业.2009（05）.

[2]李志勇，高晓静.浅谈土建工程结构设计问题[J].城市建设，2011（03）.

冷库的土建设计 篇3

关键词：冷库设计,存在问题,安装要点

一、冷库设计问题的影响

1.1、冷库设计制约冷库安全运营

冷库作为冷藏链的一个重要组件, 是制冷业发展的基础。随着我国GDP的增长, 人们的生活质量也随之提高, 反季消费和生产企业需要冷藏储存的食品货物越来越多导致冷库需求增加。近年来许多冷库多由其他建筑用途改建而成, 改建过程中, 从功能设计与建筑结构两方面看, 普通仓库与冷酷建筑的规范要求还相差甚远, 存在大量的设计缺陷和安全隐患, 所以冷库运行安全事故频发。此外, 大量普通仓库改建而成的冷库存在手动装卸、无库门密封、装卸平台过窄等一系列缺陷, 导致能耗增加。大量的改建冷库存在设计不合理、安装不规范等问题, 从而引发安全事故, 造成制冷剂大量泄露, 严重破坏周边环境。

从功能上来讲, 冷库的运维环境良好是确保产品新鲜和食品安全的前提。现阶段我国冷库对产品的摆放与日常出入库的管理不科学。比如日常管理过程中, 要明确限制操作时间, 加入冷库门完全敞开则会加速冷库内外的热交换, 既增加了冷库的能耗, 又易导致食品因与外界空气接触而发生霉变。所以目前冷库设计影响我国冷库建设和运营方面的安全管理, 导致我国冷库运营存在安全事故多、能耗水平高、环境维护差三个方面的严重问题。

1.2冷库设计制约冷链物流发展

我国长期处于计划经济的体制之下, 冷库的功能也仅限于低温储藏, 作为冷链物流的重要节点, 其除具备冷冻属性外的物流属性也因此而被长期忽视。随着市场经济的开放和冷链物流的发展, 人们开始逐渐注意到传统冷库对冷链物流发展的限制, 因此多数传统冷库之所以会步入窘境就显而易见了。

冷链物流在我起步较晚、发展滞后。拿农产品来说, 收购与批发是最薄弱的两个环节, 从业人员的素质普遍不高、批发市场的环境不堪入目已成为人们的普遍认识。尤其要注意的是产品的运输过程及交易环境根本达不到冷库建筑的设计要求。也许你根本无法想象我们日常食用的瓜果蔬菜是经过了何种渠道最终呈现在餐桌之上的。其实在农产品流通的过程中, 经营商在冷库建造知识缺乏的情况下便将批发市场转成物流中心, 导致转型后的物流中心由于不符合基本要求而无法运营。因此一定要请物流专业人士参与进来一同改善冷链物流环境。

二、冷库设计安装的要点

2.1、设计的要求

领料:根据工程设计施工材料单到配件仓库领取材料并认真核对材料及配件型号;运输:冷库设计前按发货单核对冷库的库板数量, 装卸库板时要轻拿轻放, 并在库板的每层及地面接合部铺垫防滑层;冷库整体拼装时, 应与墙体及屋顶留有间隙, 地面或底板必须水平;冷库体地板拼装时, 冷库地板拼接处应打两道玻璃胶, 每道胶柱8mm粗, 不应间断;库体内部在用角铝固定前应用玻璃胶密封, 在用角铝靠实拉卯固定, 间距为300mm, 门口上下侧间距为100mm。

2.2、安装的要点

地板的安装。先把地坪找平, 后开始安装地板, 挑选美观的地板放于显眼处, 并做好地板及蒸发器排水系统。要求地板安装平整, 不平处用材料把地坪垫平, 并锁紧板与板之间锁钩, 达到库面平整, 无空心感。

立板的安装。根据场地情况先选一角并定位以此角向两边延伸, 只把立板与立板间锁紧, 遇到立角处就定位, 美观的板放于显眼处, 安装到蒸发器那面时预先把排水管做好, 库外需做U型弯并打硅胶。要求立板显眼面平整, 库板无凹点, 立板头面平齐, 立板与立板间缝隙均匀, 显眼处立角与地板角平齐。

天板的安装。先选定一头定位天角板和延伸铺设、天板与天板间锁紧, 安装时显眼一头天板与立板在保证平整并锁紧, 以防跑位。要求显眼处天板选用美观天板, 天与立板接缝处要平齐、缝隙小, 库里面天板之间平整;天、地、立板大体安装好后, 天与立、立与地板之间修正平齐并锁紧, 彼此间所有锁钩;遇到需要锯的库板, 锯口处需打磨, 无毛刺, 遇到需拉角铝的库板, 则先硅胶再拉角铝, 保证密封性;库体安装好后, 排时间打硅胶, 硅胶缝平滑光洁, 打硅胶宜在当天收工时处理, 以防碰坏。

2.3、验收的标准

库板安装严密, 库面内外金属板不得相连, 防止形成冷桥;冷库板间的密封胶涂打均匀, 库门安装平直, 开启自如;压缩机组颜色一致, 布局合理, 各型号的机组安装必须一致;制冷系统各部件管径的选择要符合设计要求, 机组安装的位置要便于观察和维修调节, 膨胀阀温包要加厚保温;风机、膨胀阀、过滤器的安装位置要利于维修工作的展开;冷风机回气管路要有坡度, 风机出口要加装回油弯, 管路走向的选择要考虑管路内的阻力和美观;压缩机运转时要检查油位、底座震动、运转声音、吸气温度、排气温度、电机温度、运转电流、出风方向、冷风机和膨胀阀结霜等情况及压力保护和电机热过载保护的有效性;电脑温控数据的设计要符合使用要求, 电器控制元件动作要灵敏, 电器线圈不应发热、有交流声, 电线接点要结实, 电线表皮不超过40°;整个系统要作保护接地或保护接零, 线管和制冷管路要横平竖直, 不应交叉和高低不平, 要留有一定的间距, 用金属卡将所有管路卡实固定, 避免出现共振和相互磨擦的现象;整个工程项目要按照设计施工, 且要求施工环境整洁干净。

2.4、冷风机的安装

选择吊点位置时首先考虑空气循环的最佳位置, 其次考虑库体的机构方向;冷风机与库板间隙不小于冷风机的厚度;冷风机的吊栓应全部紧固并用密封胶将螺栓与吊栓穿孔封闭, 以防冷桥与漏气;吊顶风机过重时应用4号或5号角铁做过梁, 过梁应横跨至另一块顶板与墙板上, 以减轻承重。

参考文献

[1]谈向东主编:《冷库建筑》[M]中国轻工业出版社, 2006

[2]王菲:《浅析自动化冷库设计的要点》[J]黑龙江科技信息, 2011 (03)

[3]顾明伟:《超大型立体冷库的创新设计》[J]物流技术与应用, 2013 (01)

浅谈变电站土建设计 篇4

關键词：变电站；土建；设计

引 言

由于我国经济的快速发展，居民及工业用电幅度大大增加，电网投资项目增多，变电站的设计也越来越多样化及复杂化，在新技术应用上，采用模块化设计，积极采用先进适用的新技术、新工艺。在建筑风格上，体现工业性产品或设施的特点，提倡工艺简洁、施工方便、线条流畅，与环境协调。在设计标准上，不突破现有的设计规程、规范，遵循公司通用设计总体原则。

1 变电站土建设计前期准备阶段

1.1 地点的选择

在进行变电站地址选择时，应当首先明确变电站负荷中心的位置；这需要系统人员依据潮流分析以及电网的规划确定负荷中心位置，此外还需设计接入系统方案、无功补偿规模、进出线、主变等。依据提供的资料，土建设计人员先初步确定几个变电站选址方案，这些选址地点应当尽量与负荷中心接近，以便能够降低网损。之后就要对几个站址方案进行比选，需要考虑以下因素：

（1）所选定的变电站地址是否与当地的政府规划相一致。尤其应该注意选定的地址是否位于当地的基本农田保护区，除非当地国土部门对土地总体规划作出相应的调整，否则不能侵占基本农田修建变电站。此外，需要积极与当地规划部门沟通，以防止出现变电站选址与总体规划相冲突的情况发生。

（2）站址的水文地质、交通运输、土地征用等是否可行或便利以及是否易于执行；同时，为了能够实现环境友好型、资源节约型电网的建设，在进行变电站建设时要尽可能的使用劣地、荒地，不占用或者少占用耕地，尽量远离矿产较多、地质条件恶劣的地点等，变电站位置与地震断裂带之间的距离应不小于1km。由于变电站常修建在较为偏远的地点，这时就需要保证进入变电站道路的转弯半径、坡度以及宽度等能够满足大型设备运输的需求。

（3）变电站选址时，应明确周围是否存在陵园、风景旅游区、导航台、飞机场、通信设施、军事设施等，若确实存在应先与相关部门进行协商，得到允许后方可建站，否则另行选址。

1.2 线路的选择

变电站线路的选择应当与地址的选择相协调，在选址过程中要注重与线路人员之间的配合，明确变电站输电线路的具体方案。因线路的总体造价要远大于变电站的建设造价，因而科学、合理的线路方案有助于保证变电站建设的经济性，而且对于方案顺利通过前期的审查有着重要的作用。在进行线路选择时应当格外注重以下几点：

（1）线路需要避开重要通信设施、军事设施、自然保护区、城镇密集区等；若能够有效的进行避让，可以降低拆迁补偿的费用，避免对周边设施或景观的影响，降低对通信设施以及军事设施的干扰；若确实不能够有效的避让，则需要与相关部门进行协调后方可确定。

（2）重视对铁路、水库、河流等跨越点的选择；尤其是线路需要跨越高速公路、大河、大江时，应当尽量保证小跨度的跨越，以便能够降低项目资金的投入、减少跨越所带来的风险，降低对交通和航运的影响。

（3）变电站地址选择时要注意线路的输出条件，对已经建成的变电站的线路走向进行分析，以便能够合理的安排变电站的出线线路，尽量防止出现线之间相互交叉的情况。

2 变电站土建初步设计阶段

2.1 变电站的规划设计

在对变电站所在区域进行规划设计时，应当先充分考虑变电站所在地的交通运输、水源电源、水文气象、地形地貌等条件，进而确定进行变电站规划的具体规则。通常情况下需要考虑生态环境保护、运行检修、施工以及工艺布置等要求。在保证变电站施工工艺要求的前提下，尽量使变电站的检修、运行、施工方便，达到节约资源、不污染环境、水土保持的目的。

2.2 变电站的平面布置设计

变电站的平面布置设计应当依据电气平面布置情况进行设计，在与总体规划相符的前提下，对变电站进行合理的工艺布置，以便实现节约用地、交通方便、分区明确。采用模块化的方式进行总平面布置，将总平面划分为配电装置场地、主变场地、110kV配电装置区等功能分区。站内的各个功能分区通过变电站内的道路实现连接，变电站内道路的转弯半径、宽度等要符合消防、检修、变电站运行、大物件运输等的要求。为了能够尽量降低土地的占用量，同一时期内修建的建筑物要尽量集中布置；在消防间距满足要求的基础之上，应使各建筑物做到紧密布置。

2.3 变电站的竖向布置设计

在确定变电站场地的设计标高时，首先应当考虑的就是变电站的电压等级，之后再考虑该地区在历史上的最高内涝水位以及标准洪水位。在确保场地标高满足涝水水位以及洪水水位的基础之上，进行场地土方工程量的计算，通过综合平衡设计以使场地土方工程量最小，进而确定变电站场地的设计标高值。变电站的竖向布置可以采用阶梯式或者平坡式，但二者都要在满足工艺布置合理的基础之上，尽量利用现有的场地地形，以便能够降低土方施工量。竖向布置中需要格外注意的问题就是边坡的处理，具体的坡度值应当依据前期勘察资料来确定，若边坡之间的高度差较小时，可以考虑使用挡土墙进行处理；若边坡之间的高度差较大时，应当使用护坡和挡土墙共同作用的方式进行处理。在边坡挡土墙的坡脚以及坡顶处，应当设置排水沟和截水沟。这些措施的采用，不仅能够保证边坡不受到雨水的冲刷作用，而且可以确保边坡的稳定性，出现水土流失现象，并且能够减少土地使用量。

3 变电站土建的施工图设计阶段

变电站土建的施工图设计阶段是将已经通过审查的方案运用到现实中的阶段，它包括暖通、给排水、结构、建筑、总图等专业。为了能够有效避免各专业之间进行交接时出现问题，应当预先进行必要的沟通。为了能够有效的提升土建工程的施工效率以及施工图的质量，可以考虑使用以下措施：

（1）由于变电站内建筑物很少出现变动，因而可对其实行标准化设计，使其具有独特的设计风格。

（2）建立各专业之间资料互提制度，以便能够使参与设计的各专业之间实现有效的沟通，尽量避免各专业之间因缺少沟通而产生的矛盾。

（3）建立变电站土建施工反馈制度，以便能够将变电站土建施工中所碰到的问题快速地反馈到设计部门，进而对土建设计进行完善。

变电站土建设计的实际情况是千变万化的，但只要抓住重点，就能达到设计的预期效果。由于各地情况不同，要因地制宜，不能生搬硬套有关指标，必须熟悉所设计项目的工艺情况和所址地质情况，才能设计出合理化的工程。

4 结 语

综上可知，正是由于变电站在电力系统的重要地位作用，使得直接影响着变电站的安全性、可靠性以及经济性变电站的土建设计和施工质量对整个电力系统的安全、稳定运行至关重要。因此，我们从实际出发，切实提高对变电站土建设计和施工的重视，不断总结在变电站土建工程施工和设计的经验，进一步优化变电站土建设计使变电站在我国的电网运行工作中更好的发挥它的作用。

参考文献

[1]马伟华.变电站土建设计与施工分析[J].科技风，2009，（22）.

[2]吴国军.变电站土建设计方案优化的合理化思考[J].宿州学院学报，2009，（05）.

冷库的土建设计 篇5

1.穿梭车主体2.提升轮3.导向轮4.控制器箱5.锂电池6.行走电机7.防撞气囊8.指示灯9.充电插头10.抬举电机11.电源开关12.行走轮13.急停开关14.上光电开关15.前后光电开关16.左右侧光电开关17.接近开关18.显示板

低温冷库环境下的穿梭车设计应该考虑的问题包含:车体及轮轴等钢结构零部件的选材及其结构性设计规避,考虑低温环境下的电气元件及其部件的性能影响与选型,以减少低温环境下设计安全隐患,提高低温环境下穿梭车操作使用的稳定可靠。分析在低温情况下穿梭车的运行可靠性非常迫切,难度也较大,因为其涉及各种材料、电子元器件的选用和加工工艺的处理,产品的安装、调试等问题,也缺乏低温使用的产品标准和试验数据支撑,需要不断分析低温环境下的运行试验数据和客户应用体验报告等,探索、完善设计理论和标准可比性试验及其标准。

一、金属材料的低温性能改变及其设计特征

低温使得钢材及其部件的脆性断裂倾向加大,其主要力学性能指标,如屈服强度fy、极限强度fu、断后伸长率δ和破坏截面的断面收缩率ψ等随着温度降低而发生低温冷脆性变化,这种“低温冷脆现象”主要表现为脆性破坏的突然性,没有明显的塑性变形,而且构件破坏时的承载能力很低,必须在钢材的选择、螺栓紧固件或其他标准件的选用、轮轴的结构设计等方面进行合理设计与验证,避免或降低应力集中现象,提高钢结构体或零部件的设计安全性,确定穿梭车能稳定可靠地运行。

穿梭车的主体车架采用优质钢板整体大圆弧角折弯拼接而成,可以有效防止弯角变形应力影响,拼接角焊接变形量小,让焊接缺陷不成为穿梭车车体强度的影响主体,并选用优质合金焊条尽量减少焊接应力影响或焊接缺陷,所有关键孔采用数控加工,保证尺寸及工艺要求,穿梭车的传动轴、轮等结构采用大圆弧过渡,尽量减缓应力集中效应,穿梭车的抬举机构采用凸轮连杆机构,避免加工所形成的尖角、微缺陷裂纹等,确保穿梭车钢结构主体在重载情况下的低温强度和稳定性。

在低温环境下需要考虑热膨胀对穿梭车中的零部件装配公差、间隙配合及装配预紧力等的影响,以避免装配机构的卡死,或者温度应力引起的锁紧力变化造成部件的开裂、强度削减等;标准件的选配也要考虑低温影响,在设计强度满足需求的前提下尽量选用塑性高的材料。

低温环境下对部分电气元件机械部分特性也会产生影响,如动作部件内弹簧特性变化,造成本身弹性力的波动、动作阻力增大,动作时间延长,动作速度降低,甚至拒动,对于低温工作环境下穿梭车重要部件的选用就需要测试验证,或者提出低温要求。

二、非金属材料的低温性能改变及其设计特征

低温环境会造成空气动力学性能变化,也会对穿梭车的主要部件性能产生影响,非金属材料的低温性能变化、润滑系统性能的降低、加热环境的变化与波动,甚至会造成某些部件的低温失效;低温环境也增加了对穿梭车的调试、运行及维护难度。

1.PLC、控制器、电路板、电子元器件(电容、电阻、芯片等)均有工作温度要求,低温环境下,超出其工作温度范围时,可能导致芯片无法工作、控制性能下降、工作不稳定等问题,并影响其使用寿命。如:PLC的工作温度一般在0℃～60℃左右,有一些PLC能达到-20℃,但购置成本、采购周期也会大增,对使用环境中的凝露、灰尘、盐分等要求也更严苛,部件的可选用范围也大大缩小。

2.低温环境会影响一些开关、断路器等电气元件的弹簧机构、传动配合、工作响应速度等,如低温对断路器的热脱扣和热继电器的动作有影响。

3.低温对穿梭车锂电池也有一定的影响,如:充放电效率降低、内阻上升、连接电阻加大、电池发热、放电能力下降、循环寿命降低等。-20℃温度状态下电池的充电效率较低,需要建立特定的锂电池或者穿梭车的充电区,以提高充电效率;由于电解质溶液的阻抗、SEI膜的阻抗、电荷转移的阻抗均随温度降低而增大,锂电池在低温循环过程中表现出较快的衰减率,所以配置在低温穿梭车上的锂电池性能上要优选、容量可以大些,或考虑到使用效率的减低,需要增加备用电池比例,以确保穿梭车工作的有效连续性。

4.低温对橡胶、塑料等材料的影响也是很大的,如一些塑料在-40℃的温度下就变成了粉末了,电缆的绝缘性和耐用性也严重下降,故需要选用弹性和弯曲性能比较好的优质电缆或者耐低温电缆以确保穿梭车的安全使用;建议电路接线采用单线制,低温导线。

三、空气凝露现象与电气危害

空气凝露现象,即空气中的水蒸气分压在接近标准大气压的状态下,大气露点温度约-20℃～-30℃左右,这时会出现水蒸气凝结,而对于穿梭车电气控制箱而言,水蒸气凝结成水后以露珠形态散落于箱内各处可能导致一系列的问题,比如绝缘强度降低、线路短路、信号误差等,不但会影响电气系统工作、导致系统故障问题,严重的可能会损坏元器件或设备。

穿梭车导轨上易结冰,且不均匀,极易破坏穿梭车的运动性能,造成运动打滑以及穿梭车移位、偏位,形成安全隐患;可采用前后轮双驱动动力分配形式来改善穿梭车的运动性能,必要时也需增加刹车装置或者改善车轮材料,以增加车轮与导轨的接触面积和摩擦力,以增强穿梭车的安全可操纵性。

穿梭车在多个温度区域发生移库时,需要制定严格的操作管理程序,严防由于空气凝露现象产生的水蒸气凝结露珠水对电气系统的影响,必须在操作区域静置一定的时间或开启加热装置一定时间后,确保凝结露珠水挥发后才能进行正常操作使用。

四、设计经验及解决措施

通过以上多方面的分析,可以考虑从几个方面着手解决:

1.结构强度设计。

应考虑低温环境引起的结构承载力下降的影响,应通过计算或试验来验证设计温度范围内结构的可靠性。对半延展性材料也可通过断裂力学的方法进行强度验证,如聚氨酯车轮在低温环境下确保不会出现不可接受的裂纹以及性能的变化,确保同轴车轮的运动同步性。当穿梭车荷载较大时,某些非金属材料结构的设计需要试验验证,材料性能试验温度应低于或等于设计最低温度。

2.防潮隔气设计。

针对低温穿梭车的电气控制部分独立,并整合在一个密封箱体内的情况,除非箱内温度下降明显,否则不会有水蒸气凝结;当穿梭车工作时电气元件等会产生一定的热量,能提高控制箱内气压,降低水蒸气分压,这样箱内空气露点自然降低,不易达到低的露点温度,避免或减缓凝露现象的出现,PLC的电路板以及其他电器板本身也会涂覆,避免凝露发生短路等故障;建议主要电气元件采用并联电路,每个回路采用独立保险装置实现过载、短路保护,以增加穿梭车的电气可靠性。

3.加热与温控设计。

保持箱内温度始终高于露点温度,增加加热器和温控设备(控制加热器的启动和停止,温度低于设定温度或凝露温度时加热,但达到一定的温度时停止加热),能实现加热增温效果,也能达到除湿的目的。由经验可知:由于穿梭车内部元器件布置比较密集,低温型电气控制箱又处于密封状态,电气控制箱内外的温度会差别10℃～15℃以上,本着节约和延长锂电池的使用效率,这个温控器的温度设置要低些,确保控制箱内的温度不超过0℃,应尽量保留充足的温度可调节余量。

4.特殊要求与设计。

节能型冷库温度测控系统设计 篇6

大型冷库如何更好地保证储存货物的质量, 减少制冷系统不必要的能耗, 对冷库冷间温度的检测与控制是重要环节之一。由于大型冷库每个冷间的温度决定着制冷系统的蒸发温度, 而制冷系统的蒸发温度每降低1℃, 其螺旋杆式压缩机的制冷量会降低4%~5%。虽然螺杆式制冷压缩机的轴功率只是略有下降, 但螺旋杆式压缩机的能效比COP却有明显的降低。依据TS16949质量管理体系, 经COP分析, 知系统节能降耗创造价值的过程中, 除科学选择建筑形式和材料外, 必须防止冷间温度大起大落, 严格控制冷间温度在给定温度的很小范围内波动。本系统力求温度控制在给定温度的±0.5℃范围内工作, 实现节能降耗。下面分硬、软两部分介绍本系统的设计与构成。

二、硬件系统设计

由于冷间体积大, 存放的货物多, 进出货较频繁, 不同位置的货物温度是不同的, 因此本设计采用模拟开关构成测控网, 在温度测控过程中, 对每个冷间进行八点温度实时检测和计算处理, 最大限度地提高多点温度检测和控制的精度。

系统采用台式机作为该集散系统的上位机, 通过RS-485串行总线与各冷间中的前置机相连, 前置机以89C51单片机为控制核心, 主要由A/D转换器、温度传感器、电源电压监测和看门狗、串行通信接口等电路组成, 通过控制模拟开关的切换, 分时检测安装在冷间不同位置的8个温度传感器测得的温度, 实现智能多点温度测控。

1. 温度传感器电路的设计

系统使用DS18B20半导体温度传感器, 它以PN结作为敏感元件, 具有反应快、价格低等特点。在正常工作时输入端须设置为恒流偏置, 其工作电流在200uA左右。由于传感器中PN结两端的电压随温度变化而变化, 因此在系统中只需检测这个PN结两端的电压, 再将其转换成与之对应的温度数值即可。

2. 开关输入电路的设计

为了完成对8个检测点温度的动态检测, 系统设计了由一片CD4052双四选一模拟开关组成的开关输入电路。在单片机的控制下通过对8个支路的选通, 依次将8个传感器的输出与A/D转换器的输入端相连, 完成对冷间8个点温度的测量。

3. A/D转换电路的设计

由于设计要求测量精度小于±0.5℃, 系统选用的DS18B20温度传感器输出精度为2.5mV/℃。因此使用普通的8位A/D转换芯片是满足不了测量精度要求的。本设计选用了抗干扰能力强, 应用广泛的AD574A高精度12位逐次逼近型快速A/D转换器, 其转换速度最大为25μS, 转换精度为0.05%, 其片内配有三态输出缓冲电路, 因而可与各种典型的8位或16位的CPU或MCU相连, 而无需附加逻辑接口电路。由于AD574A片内设有高精度的参考电压源和时钟电路, 且能够与CMOS和TTL电平兼容, 这使它在不需要任何外部参考电压电路和时钟电路的情况下, 就可以完成所有A/D转换功能, 直接输出二进制A/D转换数码, 本设计将AD574A的模拟信号电压输入范围设定为0V~+10V, 单极性输入。由于该芯片用12/和A0端来控制转换字长和数据格式, A0=0时启动12位A/D转换模式, A0=1时启动8位A/D转换模式, 12/=1时, 对应12位数据并行输出。12/8=0时, 对应8位双字节数据并行输出。其中A0=0时输出数据高8位, A0=1时输出数据低4位, 并以4个0补充低4位无效位, 由于89S51单片机字长是8位, 故只能分两次直接读取AD574A模数转换结果。必须指出12/8端与TTL电平不兼容, 故只能通过布线将其接到电源或地线上。A0在数据输出阶段不能变化, 否则读取的模数转换数据无效。

4. 电源电压与程序看门狗电路的设计

为防止电源干扰和程序跳飞造成死机, 本系统设计了由电源电压监测器TL7705, 双单稳态触发器74LS123构成的电源电压和程序看门狗电路。其TL7705的触发信号连到89S51的第9脚, 如有电源干扰将强迫89S51复位, 使其重新开始正常工作。由于TL7705自身功耗低, 上电时可自动发出复位信号, 因此本设计将其作为89S51的上电复位电路。另外设计还选用了74LS123双单稳态触发器, 作为89S51单片机自动复位电路, 通过对单稳态触发器设置适当的RC时间常数, 当程序跳飞造成死机时, 使89S51单片机不能给单稳态触发器输送小于该时间常数的触发信号时, 单稳态触发器将因超过该时间常数所规定的时间, 使其输出状态发生翻转, 强迫89S51单片机复位, 并使其重新回到初始状态开始正常工作。

5. 上位机与前置机串行通信接口电路的设计

由于RS-232通信协议只允许点对点的通信, 实际应用时各冷间通信线路长度不等, 最长达几百米。根据RS-232通信要求, 系统设计了专用通信电路板, 利用台式计算机的串口, 将RS-232串行通信接口转换成可以进行多点通信的RS-485串行通信接口。这样, 在上位计算机软件编程时, 仍可直接使用串口管理多台前置机。能实现RS-485通信功能的芯片很多, 本系统选用了抗干扰能力强、功耗小, 传输距离远的SN75176半双工差动输出芯片, 在数字信号传输过程中, 自动完成TTL电平与EIA电平之间的转换。

三、软件系统设计

本系统软件设计分为两大部分, 即上位计算机软件和前置机软件。

1. 上位计算机软件设计

上位计算机软件采用C++完成界面设计, 其控制程序完成对冷间中分布在不同位置的传感器进行实时温度检测, 并对冷间中各点温度进行计算、分析和数据打印等。

2. 前置机软件设计

前置机软件主要包括电子矩阵开关切换的控制、A/D转换启动及读取结果和与上位计算机的串行通信。前置机软件设计了电子开关切换后的延时, 以确保A/D转换时输入端有稳定的电压。由于AD574A是逐次逼近型A/D转换器, 转换时间较短, 因而本系统对多点温度检测速度较快, 是完全可以满足大型冷库对温度的检测要求的。89S51单片机与上位计算机通信设定为串口工作模式二的多机通信方式, 并以中断方式完成。

四、结语

由于设计采用的集散式系统结构简单、人机界面友好、方便实用。经过多家大型冷库使用性能稳定可靠, 节能效果显著, 产生了很好的经济效益。

参考文献

[1]李全利.单片机原理及应用技术[M].北京, 高等教育出版社, 2010.

[2]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京, 清华大学出版社, 2010.

冷库的土建设计 篇7

1 火灾基本情况及经验教训

1.1 建筑消防基本情况

宝源丰公司主厂房火灾危险性属丁类, 建筑耐火等级为二级, 主厂房为一个防火分区, 符合GB 50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称“建规”) 相关规定。

(1) 主厂房功能分区:主厂房内共有南、中、北三条贯穿东西的主通道, 将主厂房划分为4个区域, 由北至南依次为冷库、速冻车间、主车间 (东侧为一车间:除腔区;西侧为二车间:分割区;中部为预冷:设有预冷池) 和附属区 (包括更衣室、卫生间、办公室、配电室、机修车间和化验室等) 。

(2) 主厂房结构方面:主厂房结构为单层门式轻钢框架, 屋顶结构为工字钢梁上铺压型板, 内表面喷涂聚氨酯泡沫作为保温材料 (依现场取样, 材料燃烧性能经鉴定, 氧指数为22.9~23.4) 。屋顶下设吊顶, 材质为金属面聚苯乙烯夹芯板 (依现场取样, 材料燃烧性能经鉴定, 氧指数为33) , 吊顶至屋顶高度为2~3m不等。主厂房外墙1m以下为砖墙, 以上南侧为金属面聚苯乙烯夹芯板, 其他为金属面岩棉夹芯板。冷库与速冻车间部分采用实体墙分隔, 冷库墙体及其屋面内表面喷涂聚氨酯泡沫作为保温材料 (依现场取样, 材料燃烧性能经鉴定, 氧指数为23.8) , 附属区为金属面聚苯乙烯夹芯板, 其余区域2m以下为砖墙, 以上为金属面岩棉夹芯板。钢柱4m以下部分采用钢丝网抹水泥层保护。

主厂房屋顶在设计中采用岩棉 (不燃材料, A级) 作保温材料, 但实际使用聚氨酯泡沫 (燃烧性能为B3级) , 不符合 “建规”不低于B2级的规定;冷库屋顶及墙体使用聚氨酯泡沫作为保温材料 (燃烧性能为B3级) , 不符合GB 50072-2001《冷库设计规范》不低于B1级的规定。

1.2 主厂房消防设施情况

主厂房设有室内外消防供水管网和消火栓, 主厂房内设有事故应急照明灯、安全出口指示标志和灭火器。厂区设有消防泵房和1 500m3消防水池, 并设有消防备用电源, 符合“建规”的相关规定。

1.3 事故发生、蔓延扩大及造成人员伤亡的主要原因

火灾发生的直接原因:主厂房一车间女更衣室西面和毗连的二车间配电室的上部电气线路短路, 引燃周围可燃物。当火势蔓延到氨设备和氨管道区域, 燃烧产生的高温导致氨设备和氨管道发生物理爆炸, 大量氨气泄漏, 介入了燃烧。

造成火势迅速蔓延的主要原因:一是主厂房内大量使用聚氨酯泡沫保温材料和聚苯乙烯夹芯板 (聚氨酯泡沫燃点低、燃烧速度极快, 聚苯乙烯夹芯板燃烧的滴落物具有引燃性) ;二是一车间女更衣室等附属区房间内的衣柜、衣物、办公用具等可燃物较多, 且与人员密集的主车间用聚苯乙烯夹芯板分隔;三是吊顶内的空间大部分连通, 火灾发生后, 火势由南向北迅速蔓延;四是当火势蔓延到氨设备和氨管道区域时, 燃烧产生的高温导致氨设备和氨管道发生物理爆炸, 大量氨气泄漏, 介入了燃烧 (事故企业先后共购买液氨45t。事故发生后, 从氨制冷系统中导出液氨30t, 据此估算事故中液氨泄漏的最大可能量为15t) 。

造成重大人员伤亡的主要原因:一是起火后, 火势从起火部位迅速蔓延, 聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等材料大面积燃烧, 产生高温有毒烟气, 同时伴有泄漏的氨气等毒害物质;二是主厂房内没有报警装置, 部分人员对火灾知情晚, 加之最先发现起火的人员没有来得及通知二车间等区域的人员疏散, 使一些人丧失了最佳逃生时机 (发生火灾时一车间113人, 二车间192人, 挂鸡台20人, 冷库70人) 。

2 冷库建筑防火设计探讨

2.1 设置火灾自动报警系统的必要性

“建规”和《冷库设计规范》均未对冷库是否设置火灾自动报警系统作明确规定。

(1) 冷库功能多样化决定需要。传统冷库场所平时库内无人, 需要进入时人员也很少, 且均为熟悉环境的工作人员。然而, 目前冷库已经从单一贮藏、库温, 为本行业服务, 从单纯的冷加工和进出货功能发展到多品种贮藏、多库温, 并面向社会及物流功能等多功能并重的综合型发展。尤其是部分物流交易型冷库出现了分区租赁、进库现场交易、人员流动量大、车辆进出频繁等特点。

(2) 冷库火灾特点决定需要。冷库冷藏技术要求大量采用隔热材料, 墙体夹层内通常为泡沫夹芯板, 如挤塑聚苯乙烯泡沫保温材料属于易产生燃烧的物质, 而且是阴燃。如墙体破坏并发生阴燃, 阴燃火焰在夹层内缓缓地向上部或平行方向蔓延, 外部很难发现火点, 一旦条件具备易发生大型火灾, 并释放大量有毒烟气。隔热材料软木起火后, 首先是阴燃, 潜伏期可达10~15d, 不易发现。期间软木逐渐炭化, 变得松散, 接触氧气的面积随之增大, 最后由阴燃转变为明火燃烧。氨作为一种性能良好, 尤其是环境友好型制冷剂制替代工质, 在冷库制冷技术领域应用得愈加广泛。氨气属于乙类生产、储存物质, 具有刺激性气味且有一定的毒性和可燃性。火灾发生时, 从压缩机、储罐、制冷系统管路泄漏出来的氨会刺激人体黏膜, 达到一定浓度后人会窒息, 氨气在空气中体积分数达到11%~14% 时可点燃;达15.5%~27%时, 遇明火可引起爆炸, 而冷库建筑内的除腔、分割等预加工处理属劳动密集型生产, 一旦未能在火灾初期阶段及时疏散人员, 极易造成群死群伤火灾事故。

(3) 联动控制的需要。“建规”第9.1.3条要求, “占地面积大于1 000m2的丙类仓库应设排烟设施”。《冷库设计规范》第8.3.6条规定, “大型冷库和高层冷库设计温度高于0 ℃, 且其中一个防火分区建筑面积大于1 500m2时, 应设置自动喷水灭火系统。当冷藏间设计温度不低于4 ℃时, 应采用湿式自动喷水灭火系统;当冷藏间设计温度低于4 ℃时, 应采用干式自动喷水灭火系统或预作用自动喷水灭火系统”。对于这些防火措施, 电气方面也需要设置火灾自动报警系统给予联动控制。

(4) 早期发现火灾和及时组织疏散的需要。近年来, 冷库的建筑规模不断扩大, 公称容积20 000~5 000 m3的中型冷库成为主体。冷藏间由于其密闭性, 绝大部分时间没有人员出入。一般情况下火灾发现得较晚, 扑救困难。对于宝源丰公司主厂房此类大体积、大面积且设置吊顶的工业建筑还面临着及时发现初期火灾、发出火灾警报、有序组织疏散的困难。

(5) 灭火救援实战的需要。大中型冷库 (青岛港前湾新港区单体冷库建筑面积多达5.5万m2) 和设置在地下室的冷库建筑 (单多层冷库, 耐火等级为一、二级, 冷藏间最大占地面积可达7 000m2, 防火分区可达1 500m2) 发生火灾, 由于烟雾和高温笼罩整个空间, 传统的感烟、感温探测器在首警后始终处于不断的报警中, 或由于受损等原因导致系统瘫痪故障, 使作战指挥员难以通过火灾报警监控系统实时掌握火场全局情况。如判断危险区域和相对安全区域, 尤其是分析判断火灾蔓延方向, 指导人员疏散和为扑救火灾提供准确及时的火场实时信息。为此, 往往需要消防员深入建筑内部进行火情侦查, 极易造成不必要的伤亡。从灭火救援实战方面, 大中型冷库和设置在地下室的冷库建筑尤其需要稳定可靠, 能快速、准确探测火灾发生并能提供火势蔓延方向、区域 (点位) 温度变化等实时火场数据信息的火灾报警监控系统。

综上所述, 建议有条件的大中型和地下室冷库建筑均应设置火灾自动报警系统。结合现行消防技术标准, 建议对于日常人员流动大、货运进出频繁的交易型、物流型冷库建筑, 根据“建规”第11.4.1条“任一层建筑面积大于3 000m2或总建筑面积大于6 000m2的商店建筑, 建筑面积大于500m2的地下、半地下商店应设置火灾自动报警系统”的规定设置火灾自动报警系统。且与冷库同处一栋建筑的其他生产、加工、储存部位一并纳入建筑面积计算, 并设置相适应的火灾自动报警系统。

2.2 火灾探测器的选型

冷库的大部分区域, 尤其是冷却间、冷结间、冷藏间是低温潮湿场所, 不适合安装感烟探测器。 同时, GB50016-98《火灾自动报警系统设计规范》第7.2.6条规定:“可能产生阴燃火或发生火灾不及时报警将造成重大损失的场所, 不宜选择感温探测器;温度在0 ℃以下的场所, 不宜选择定温探测器;温度变化较大的场所, 不宜选择差温探测器”。由于冷库环境不适合安装点型探测器, 需选择既能在低温且湿度大的环境中使用又能对阴燃感应的火灾探测器, 因此考虑选择线型感温探测器。

传统线型感温探测器为缆式线型定温探测器, 现在市场上出现了新型线型感温探测器, 如空气采样式烟雾探测器和分布式线型光纤感温火灾探测器等。缆式线型定温探测器一般使用的是感温电缆, 分布式线型光纤探测器使用的是光纤, 二者均适用于低温环境, 但感温电缆动作温度高, 最低需达到70 ℃, 测量距离约200m。

与感温电缆相比较, 分布式线型光纤感温火灾探测器具有以下优点:

(1) 测量距离长, 灵敏度较高且能分析判断火灾蔓延方向。感温光纤的测量距离有2~4km, 当光纤布置总长度在12km内, 位置分辨率为1m, 温度分辨率为1℃, 响应时间小于20s。它能准确及时地检测火灾着火区域 (点位) 及其周边未过火区域 (点位) 的不同探测点连续温度实时变化, 通过温度比对客观反映出危险和相对安全区域, 尤其是判断火场火势蔓延的方向。既可为引导疏散逃生提供正确的“生命路线”, 也可避免消防员不必要的火情内部深入侦查。

(2) 灵活设置报警温度和级别。探测器反馈的是一个连续的温度信号, 可以根据不同位置点设置不同的报警温度和级别。如位置A为40 ℃预报警、50 ℃采取措施;位置B为45 ℃预报警、55 ℃采取措施, 并且可以根据不同环境温度进行修正。为了避免误报发生, 在定温报警的同时, 可以就温升速率进行测量, 并提供相应多级报警信号输出。

(3) 无需维护保养, 性能稳定。由于光纤是用石英材料制作而成, 本身物理和化学性质十分稳定, 其工作温度可达-190~460 ℃, 不受冷库内冷风机运转及其他电磁干扰和恶劣环境的影响, 可挠性强 (弯曲半径大于25cm时性能不受影响) , 在火场中不易受损, 在日常使用中无需特别维护保养, 可靠性极高。

(4) 系统安装、施工方便, 兼容性强。因为光纤本身就是光传播的介质, 可实现信号传播和温度传感一体化, 不像其他探测器需要用单独设置金属导线传输信号。分布式线型光纤感温火灾探测器温度的感知范围为周围2m以内的距离, 在冷库内顶板上成每隔2~3m一行行连续敷设的同时, 还可沿固定货架分层敷设, 能更好更早地感知火灾的发生, 达到早期报警的目的。光纤主机还可以通过专门接口与其他火灾报警控制器连接, 根据不同报警区分段、分级输出信号, 以适应不同控制盘的需要, 从而构成完整的火灾报警系统。值班人员可以统一监控, 非常方便。

空气采样式烟雾探测器也有用于冷库的实例。但冷库的冷凝作用可能使采点被冰堵塞。避免采点被堵塞的安装工艺较复杂, 需要将采样管系统安装在距离建筑结构尽可能远的位置, 并使采样管道保持一定倾斜角度, 使冷凝水流至外部的露水收集装置, 探测器安装在冷库外, 且被采空气在进入探测器时需预先加热。

2.3 建筑隔墙“到顶”, 闷顶内设置喷头和火灾探测器

GB 5004-95 (2005年版) 《高层民用建筑设计防火规范》第5.2.6条规定:“高层建筑内的隔墙应砌至梁板底部, 且不宜留有缝隙”。“建规”第7.4.2条也规定“建筑内的隔墙应从楼地面基层隔断至楼板地面基层”。同时, GB 50084-2001 (2005 年版) 《自动喷水灭火系统设计规范》第7.1.8条规定:“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时应设置自动喷水灭火系统喷头”。《火灾自动报警系统设计规范》第4.2.3 条规定, “建筑物闷顶应单独划分探测区域”, 其附录D中具体明确火灾探测器的具体设置部位为“净高超过800mm具有可燃物的闷顶”。几个规范中对于闷顶的定义不是很明确。笔者认为, 闷顶是吊顶的一种, 吊顶的范围更为广泛, 如格栅吊顶。里面和外面通透或从外部能直视内部空间的不能叫闷顶。即内外不通透、不可视的情况, 闷顶就是吊顶。在消防设计、施工及验收中, 建筑隔墙是否“到顶”、闷顶内是否设置喷头、火灾探测器经常容易被忽视。尤其是部分消防审核、验收人员认为, 只要没有超过防火分区面积且按要求在吊顶下部设置了自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统, 对于设计及施工中隔墙未砌到“顶”、闷顶无喷头、探测器的问题没有引起足够重视。加之消防工程施工完毕后, 再要求建设单位、施工单位重新将隔墙砌到顶、在闷顶内增设喷头比较烦琐, 消防验收环节也往往忽略这一问题。这样一来, 建筑中火灾危险性较大房间与走道之间、房间与房间之间、重要设备房与其他房间之间等处的隔墙只砌至吊顶下部, 又不按要求在有可燃物的闷顶内设置喷头和探测器, 便形成了闷顶内部的“一马平川”。此类部位一旦发生火灾, 初期火灾难以及时发现, 喷头无法迅速扑救, 火势极易通过闷顶蔓延扩大, 尤其是极易出现烟雾热气流在闷顶流动, 其下部人员毫无查觉的危险情况。宝源丰公司主厂房火灾蔓延扩大的一个重要原因就是由于空间为2~3m的吊顶内连通且无消防报警、灭火设施。火灾发生后, 火势从吊顶内由南向北迅速蔓延, 吊顶下部工作人员未发现火情, 错过疏散逃生的最佳时机。

因此, 无论在建设工程消防设计审核还是验收中, 高度大于800mm且有可燃物的闷顶均应严格要求设置喷头和火灾探测器, 在满足隔墙耐火等级的基础上, 将隔墙修砌到“顶”一并纳入消防隐蔽工程审核、验收的重要检查内容。同时, 注意管道、电缆等水平穿越隔墙时不应留有缝隙, 必要时可采用防火堵料进行封堵, 有效控制火灾和烟气蔓延。

2.4 提高保温 (隔热) 材料的燃烧性能

冷库的隔热材料从原始的软木、稻壳等逐步转变为以聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等为主导的有机泡沫保温 (隔热) 材料。《冷库设计规范》第4.3.1条规定, “冷库的隔热材料宜为难燃烧或不燃烧材料”。“建规”第7.2.6条规定:“冷库采用泡沫塑料、稻壳等可燃材料作墙体内的绝热层时, 宜采用不燃烧绝缘材料在每层楼板处做水平防火分隔。 防火分隔部位的耐火极限应与楼板的相同。”国内外冷库火灾的主要原因就是采用聚氨酯、聚苯乙烯硬泡沫、软木等可燃、易燃物质做隔热材料所引起的。因此, 有些国家对冷库采用可燃塑料作隔热材料有较严格的限制, 在规范中确定小于150m2的冷库才允许用可燃材料隔热层。建议应严格执行冷库的隔热材料为难燃烧或不燃烧材料这一规定, 尽可能避免使用可燃材料, 特别是聚氨酯泡沫等材料。如必须使用可燃材料时, 必须进行阻燃处理。

酚醛泡沫树脂作为一种新型的有机泡沫阻燃保温 (隔热) 材料, 由于具有自熄、低烟、无滴落物、不产生有毒气体且质轻价廉等优良性能使其越来越受到广泛应用。其主要燃烧性能如下:

(1) 低烟低毒。酚醛分子中只有碳、氢和氧原子, 高温分解时只产生由碳、氢和氧构成的产物, 除少量CO外, 没有其他有毒气体。

(2) 使用温度范围广, 不燃阻燃, 无滴落。酚醛泡沫树脂分子主链上含有大量的芳基, 热解剩焦量 (CR) 高, 燃烧时炭化层迅速覆盖在燃烧着的聚合物表面, 从而使火焰熄灭。实验数据表明, 25 mm酚醛泡沫板可经受1 700 ℃的火焰喷射10min, 仅表面略有炭化而不会被烧穿。材料的阻燃性还可以用临界氧指数及燃烧结果来表征。酚醛泡沫与其他有机泡沫相比, 其临界氧指数高, 使用的温度范围广, 故有“不燃烧的泡沫塑料”之称。

(3) 导热系数低。由于酚醛泡沫树脂具有均匀微细的闭孔结构, 所以其导热系数低, 仅为0.022~0.040 W/ (m·K) , 其绝热性能与聚氨酯泡沫相当, 优于聚苯乙烯泡沫。酚醛泡沫塑料一旦局部产生火焰, 由于其低导热系数, 其他部位的温度也不会升得较高而使火焰扩散, 也使得该种材料保温隔热性能极佳。

3 结束语

目前, 我国的商用冷库的冷藏库 (间) 面积有700多万平方米, 还远不能满足日益增长的社会经济发展需求。未来10年内, 冷藏库 (间) 年均增长将达30%以上, 大中型物流交易型冷库将日益增多, 其功能也将日趋多样化。应进一步规范完善冷库建筑消防安全防火设计, 提高其防范抵御火灾事故的能力。

摘要：以“6·3”吉林宝源丰禽业有限公司特别重大火灾爆炸事故发生、蔓延、扩大及造成重大人员伤亡的主要原因和经验教训为借鉴, 结合现行消防技术标准和工作实际, 从火灾自动报警系统的设计、自动喷水灭火系统的设置、建筑隔墙的设计施工、闷顶内消防设施的设置、提高隔热材料的防火性能等方面探讨了进一步提高冷库建筑抵御火灾和保障人员安全能力的必要性及采取的相应技术措施, 为相关消防技术标准的修订提供参考。

关键词：冷库建筑,火灾,防火设计

参考文献

[1]GB 50016-2006, 建筑设计防火规范[S].

[2]GB 50072-2010, 冷库设计规范[S].

[3]GB 50084-2011 (2005年版) , 自动喷水灭火系统设计规范[S].

[4]GB 500165-98, 火灾自动报警系统设计规范[S].

[5]DBJ/CT 516-2005, 空气采样烟雾探测报警系统技术规程[S].

[6]龚海辉, 谢晶.冷库结构与保温材料现状[J].物流科技, 2010, 10 (2) :121-1232.

[7]刘家鑫.酚醛泡沫应用于彩钢夹芯板的分析与探讨[J].建筑节能, 2010, (8) :36-37.

[8]阎瑾瑜, 马先伟.保温材料防火性[J].广州化工, 2011, 39 (11) :27-29.

[9]黄烈.冷库的发展与消防安全隐患问题的探讨[J].建筑科学, 2009, (12) :92.

冷库的土建设计 篇8

随着人民生活水平的提高,人们对小型冷库的需求越来越大,而且要求也越来越高。小型冷库的控制系统正朝着智能化方向发展,但是目前小型冷库的控制大多仍采用继电器逻辑电路组成的控制器,这种控制器具有接线复杂、功耗高、工作寿命短、可靠性、通用性及灵活性低的缺点。而可编程控制器PLC恰恰具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、使用方便以及功耗低等特点,采用压缩机的吸入压力作为检测参数,具有反应迅速,经济性能比高的特点。笔者采用S7-200CN PLC替代原来继电器逻辑电路组成的控制器对压缩机进行控制,使冷库的运行状态达到最佳效果,并对节能、减轻劳动强度有实际意义。

1 系统工艺和控制流程

1.1 系统工艺流程

本冷库设有1台4FS-7B半封闭型压缩冷凝机组,4FS-7B半封闭型高速多缸制冷压缩机设有移动套式能量调节机构,分4级调节,分别为:0,1/4,1/2,3/4,1。库房两间,建筑面积12m2,内各有冷风机1台;节流阀采用热力膨胀阀,使用R22制冷剂,标准制冷量为7kW;冷藏温度在-15～-25℃之间。制冷剂R22首先经压缩机的吸气过滤器分离掉杂质后,进入制冷压缩机汽缸增压形成高温高压气体,进入油分离器进行油气分离,增压气体R22送入冷凝器中,由冷凝器进行放热,使其形成高压液体,并经节流后,形成低压液体,进入蒸发器交换热量,使冷库内的温度下降。蒸发后的制冷剂R22再进入压缩机循环,同时油分分离出来的润滑油经过滤器返回压缩机内,保证各机械部件的润滑,工艺流程如图1所示。

1.2 工艺控制流程

控制过程分为两个部分:制冷和冲霜。

1)制冷是为了实现冷库的冷藏功能;冲霜是为了增加制冷效率,因为制冷一段时间后,空气中水蒸气会在制冷管路上形成霜,严重时可能结冰。因此,应适时的将霜融掉,增加热交换效率。当系统处于制冷状态时,可以选择自动或手动运行。手动运行时,先要选择要制冷的冷库房间号,再设定所需要的温度上下限值即可开机。开机指令发出后,系统运行。首先,开启冷却水泵;然后,开启冷却塔风机;接着,开启需制冷的压缩冷凝机组和库房冷风机电机;启动确认后,开启制冷库房相应的供液电磁阀;最后压缩机将根据蒸发压力进行能量调节,进行正常运转降温过程。自动运行时,只需选择要制冷的冷库房间号,再设定所需要的温度上下限值即可,系统将根据温度上下限值自动开停机。控制流程示意图如图2所示。

2)自动冲霜根据每间库的累计运行时间进行。当本间库的运行时间到达设定值时,发出冲霜指令,系统自动冲霜。其过程为:首先,本间库的供液电磁阀关闭;然后,关闭冷风机电机;接着,开启本间冷库热电融霜;延时20min后,关闭热电融霜,冲霜过程完毕。

2 系统设计

2.1 系统硬件设计

温度PT采集:库房2间,压缩冷凝机组冷水进出口2个;压缩机排气温度1个。压力采集:系统的吸气压力1个;排气压力1个。根据控制系统的实际情况计算系统的输人输出点数,本着节约元器件,降低成本的原则,选用l台西门子S7-200CN PLC作为控制器,该控制器选用CPU224,2块EM231-模拟量输入模块。CPU224集成了14输人,10输出,共24个数字量1/0点,可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量1/0点,或35路模拟量1/0点;13kB程序和数据存储空间,6个独立的30kHz;高速计数器,2路独立的20kHz;高速脉冲输出;具有PID控制器,2个RS485通信编程口;具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。PLC的外部接线原理如图3所示。

2.2 系统软件设计

1)冷风机控制:

考虑到冷库面积较小,温度波动较小且分布均匀,故每间冷库设1只温度传感器,测取库温并将温度值输送到系统控制PLC,进行除霜控制及判断。

2)冷却塔控制:

根据机组运行信号开循环水泵,根据冷凝压力控制器控制冷却风机的开停,水池自动补水;并具有缺水保护、冷凝压力超高报警功能;运行时遵守均衡磨损和备用自动投入原则。

3)冷风机除霜控制:

除霜控制设有手动和自动定时除霜两种选择,采用实时时钟控制或定时时钟控制,除霜时间及除霜间隔时间可根据实际情况自由设定。由于热电除霜存在一定的危险性,而且除霜对库温的影响较大,电气方面加设可靠的电气互锁和库温过高保护,确保系统运行的稳定性和可靠性。

4)库房温度控制主程序:

如上所述,设定每一间库房温度的上下限,把设定温度在CPU中转化成压缩机的吸气压力并进行累加确定为设定的吸气压力,与检测的吸气压力进行对比,进而控制活塞的加载和减载。所以,库房温度的控制实际上是对电磁阀的控制。电磁阀通过自动、手动开关来选择压缩机的加载、减载的方式。在手动状态下,由手动按钮控制加减载;在自动状态下,压缩机入口压力检测元件PT来检测蒸发器输送来的R22气体的压力,并将信号转换为电动信号传给PLC的EM231接口信号输入端。PLC程序控制器主要用于冷库1台压缩机系统的能量调节,它采用定点延时、分级步进的调节方式,将控制参数(吸气压力)在额定值附近设4 个定点值:上限、下限、过上限和过下限,最多可以有6 级能级供用户使用。检测系统检测吸气压力值,若吸气压力值在上限与下限之间,说明制冷量与负荷基本匹配,控制器不改变当前能级状态;若负荷增大,吸气压力升高至上限与过上限之间,则延时一段时间后,控制器使系统能级自动增加一级;若吸气压力继续升高至过上限以上,则延时时间后,使系统能级再增加一级。相反,若吸气压力在下限与过下限之间,延时后自动递减一级;若吸气压力低于过下限,则延时后自动递减一级。吸气压力设定值(上限、过上限、下限及过下限)和延时时间均可由用户通过按键进行外部设定,如图4所示。其中,A为给定的减载信号,当吸气压力X达到设定的下限,开始减载,到过下限在减载一级,延时后继续减载,直到空载。B为给定加载信号,当吸气压力X达到设定的上限,开始加载,到过上限在加载一级,延时后继续加载,直到满负荷载。C为加减载停止信号,如若吸气压力值在上限与下限之间,则停止加减载。

5)压缩机的联锁保护程序:

在初始状态,如润滑油压力太低,则不能满足压缩机的启动条件。因此,在启动之前,保持延时10s,在10s内允许启动压缩机,压缩机带动油泵启动,不受油压低开关控制。压缩机启动之前,压缩机处于全卸载状态—空载状态,才允许启动压缩机。另外,对于电机运行状态,设有电流过载保护开关,如图5所示。

6)报警程序:

由于该系统的报警参数较多,如制冷剂灌注过多、润滑油压力过低、冷凝器泄液不畅、冷却水中断等。微电脑能记录最后8次故障的情况,包括发生的时间、记录的数据,这些有助于维修人员及时排除故障。机组具有下列自动保护功能:吸气压力低、排气压力高、电机过载、过电流保护、压差过低和电源保护等。

3 结论

1)西门子PLCS7-200和原来继电器逻辑电路组成的控制器分别对该冷库进行控制,设定库房温度为-20°。库房温度的变化曲线如图6所示。

由图6可知,采用可编程控制器PLC和常规的继电器逻辑电路对库房温度的控制可以得到相同曲线图,可见采用可编程控制器PLC可达到常规的继电器逻辑电路对冷库温度的控制。

2)可编程控制器PLC比常规的继电器逻辑电路的抗干扰能力强,稳定性好。在继电器控制系统中,器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象是不可避免的。所以,系统的可靠性不高、且维修工作耗资费时。而在PLC人控制系统中,大量的开关工作由无触点的半导体电路完成,且在硬件和软件方面都采取了强有力的措施,使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力,故PLC可以直接安装在恶劣的工业环境现场而稳定地工作。

3)可编程控制器PLC比常规的继电器逻辑电路的检测功能强,对系统可以实时监控,而且可以通过网络传送数据,实现远程监控。

冷库的土建设计 篇9

关键词：变电站；土建设计；安全性与耐久性

变电站的土建设计是变电站工程设计中的关键环节，而结构的安全性与耐久性分析又是变电站土建设计中的重要内容，其设计质量的好坏不仅直接关系到变电站工程的正常运行，还关系到工程项目的资金预算与分配。因此，加强有关变电站土建设计中的安全性与耐久性分析，对于提高变电站土建设计的质量具有重要的现实意义。

1 变电站土建设计中的安全性与耐久性

1.1 变电站土建的安全性

变电站土建设计的安全性是指建筑结构防御破坏的性能，在房屋遭受外界自然灾害或其他影响过程时能够避免出现结构损坏或倒塌的性能，其是评价变电站工程质量的重要指标之一。变电站结构使用方式、建筑施工水平、施工工艺、施工材料性能与质量、结构设计的合理性、工程的维护与监测等都会对变电站的安全性产生影响。变电站土建结构的安全性主要包括以下三方面的内容：

（1）耐久安全性。耐久安全性主要是指建筑混凝土结构地域腐蚀、自然灾害、时间等的性能。由于混凝土钢筋腐蚀或裂缝引起的混凝土安全事故，其危害程度要远远大于因结构构件承载不足而引起的安全事故。

（2）整体牢固性。整体牢固性是指变电站在保证安全度的基础上抗灾害、防倒塌的性能。具有结构整体牢固性的建筑结构应当具有高强的延性与充足的冗余度，在遭遇自然灾害的过程中能够避免倒塌、减少损坏。

（3）构件承载安全性。构件承载安全性是指变电站土建中使用的各项构件在正常工作中的最大承载性能。荷载分项系数、构件承载性能大小、材料强度系数等是评价构件承载安全性的重要指标。目前国内规定的变电站楼板需要达到200kg/m2的荷载性能。通常变电站的荷载分项系数增加，其结构的安全系数也会相应增大。[1]

1.2 变电站土建的耐久性

变电站土建的耐久性主要是指建筑结构在正常的使用寿命和应用范围内最大化发挥其使用功能的能力。变电站土建的耐久性主要包括两个方面的内容：①土建的使用周期性能与适用性；②土建的安全性。变电站结构建设中主要采用混凝土为原材料，混凝土的耐久性和质量将直接决定变电站土建的耐久性。

2 提高變电站土建结构安全性与耐久性的具体措施

2.1 施工设计

在变电站土建施工设计时，应当根据现行规程与规范确定整体设计发难，然后再根据实际工程要求做局部调整。

（1）结构设置。变电站的结构设置应当与周围环境相适应，在符合使用功能与立面标准的条件下尽可能减少多余附属建筑面积，并按照变电站的工作要求对跨度压缩层高进行降低；在室外配电装置设计中应当尽可能使用成型预制钢筋混凝土环形杆；在保证结构强度的条件下，尽可能运用砖混结构，减少钢筋混凝土结构的使用。[2]

（2）边坡与挡土墙。对于填方区挡土墙应当在分析地基承载力的基础上对断面形式与挡土墙材料进行确定，在地基承载力不高的区域应当扩大基础面并缩小基础埋置身度；在顺坡地质条件下可以采用挡土墙与护坡相配合的方式；在边坡与挡土墙设计红只能怪应当计算场地平整高程，并恰当利用地质地形数据资料；对于高程在8m以上的工程应当使用扶壁式挡土墙和天然地基。

2.2 结构设计

在结构设计中应当考虑以下内容：应当使用恰当的构造系统和构造钢筋，使用对结构耐久性有利的最佳配筋率，对不恰当的约束因素要采取技术措施进行消除，并恰当设置后浇带与变形缝；制定结构设计的基本安全标准，并考虑工程失效的风险后果、资源供给等；在结构体系的设计中应当加强理论计算与试验结果分析，确保承载能够有效传递；在受力骨架的配置中，应当做好相应的刚度与强度计算和裂缝宽度及抗裂性能验算，以防止由于裂缝宽度过高或结构开裂造成钢筋腐蚀；对于变电站使用中的安全性，应当做好定期的维护修理与检测，并在设计说明中注明最低使用寿命要求；[3]在竖向及平面调整中应当确定最佳标高，以保证最小的场平工程量；在变电站钢架结构中应当尽可能使用耐候钢，以提高钢材的耐腐蚀性能；在安全系数设计中，应当按照工程实际要求考虑电气设备、风压、温度、雪压、结构自重的条件下的荷载，确保框架结构能够实现荷载的有效传递。

3 结束语

土建的安全性与耐久性是变电站工程质量评价的重要指标，因此，相关设计与研究人员应当加强有关变电站土建结构安全性与耐久性的分析，综合考虑影响安全性与耐久性的多种环境因素，以不断提高土建结构的安全水准与耐久性。

参考文献

[1]秦芳.变电站土建结构安全性等问题的研究[J].科技信息（科学教研）.2011，13（14）：74～75.

[2]吴国军.变电站土建设计方案优化的合理化思考[J].宿州学院学报.2010，06（10）：61～62.