張松 楊歡歡

摘要：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需要，新能源電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。為此作為配套的新能源電動(dòng)汽車電池充換電站在各地迅速發(fā)展起來，成為繼加油站、加氣站和充電站后，又一社會(huì)公共類服務(wù)場所。目前，該類場所沒有明確的消防設(shè)計(jì)規(guī)范，為此本文將根據(jù)實(shí)例來淺談該場所的消防設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：新能源汽車; 充換電站; 消防設(shè)計(jì); 方案

1 ? 引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需要，新能源電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。作為服務(wù)新能源電動(dòng)汽車充換電站的場所也隨之建設(shè)起來。該充換電站場所不同于加油站、加氣站和普通的充電站，它是集汽車電池自動(dòng)更換、電池自動(dòng)充電和電池存儲(chǔ)為一體的綜合類服務(wù)場所。目前，對該類場所的消防設(shè)計(jì)沒有專門且具有針對性的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。為此本文將依據(jù)現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，根據(jù)工程實(shí)例來探討此類場所的消防設(shè)計(jì)方案。

2 ? 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目占地面積約為400m2，鋼結(jié)構(gòu)型式，建筑層數(shù)為一層（地上），建筑高度約為5m。項(xiàng)目建設(shè)有汽車電池自動(dòng)更換場地2個(gè)（敞開空間）;電池充電儲(chǔ)存間1座，磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積約為106.4m2;機(jī)房監(jiān)控室1座，建筑面積約為20m2。項(xiàng)目毗鄰周圍建筑的防火間距符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016要求。室外有符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的市政消火栓系統(tǒng)，消防沙池3m3，建筑物內(nèi)部裝飾均采用不燃或難燃材料。廠房火災(zāi)危險(xiǎn)類別為丁類，建筑耐火等級為二級，火災(zāi)危險(xiǎn)性等級為中危險(xiǎn)級。

3 ? 消防設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 ?消防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

充換電站場所的建筑物室內(nèi)外消防給水系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)建筑物火災(zāi)危險(xiǎn)性類別、耐火等級及建筑物體積確定設(shè)置與否，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50229和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定。

3.2 ?氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

充換電站場所的機(jī)房監(jiān)控室和電池充電儲(chǔ)存間應(yīng)根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50370的規(guī)定，設(shè)置一套預(yù)制式或者管網(wǎng)式的氣體滅火系統(tǒng)。

3.3 ?火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

充換電站場所的建筑物室內(nèi)應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定，劃分相應(yīng)的火災(zāi)探測報(bào)警區(qū)域。該報(bào)警區(qū)域應(yīng)包括主要設(shè)備用房和設(shè)備區(qū)域。站內(nèi)應(yīng)設(shè)置一套火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116的有關(guān)規(guī)定。

4 ? 消防設(shè)計(jì)方案

圖1 ? 新能源汽車電池充換電站項(xiàng)目消防設(shè)計(jì)平面圖

4.1消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016和《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974的有關(guān)規(guī)定，本項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)，本項(xiàng)設(shè)計(jì)忽略，僅利用現(xiàn)有的市政消火栓系統(tǒng)。

本項(xiàng)目建筑物長度為17.3m，寬度為16.2m，建筑面積為280.26m2。該建筑占地面積小于300m2，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定可不設(shè)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

本項(xiàng)目的電池自動(dòng)更換場地因采用機(jī)器人自動(dòng)定位更換電池，涉及貴重電氣設(shè)備，且為敞開空間，建筑面積達(dá)不到《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016關(guān)于室內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)置要求。故本項(xiàng)目不需要設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

4.2 ?氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.2.1本項(xiàng)目的機(jī)房監(jiān)控室內(nèi)配置有網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、控制柜等設(shè)備以及兼有工作人員24H值班功能，故不適宜采用氣體滅火方式。

4.2.2本項(xiàng)目的電池充電儲(chǔ)存間內(nèi)有大量的電氣設(shè)備、電纜和電池塊，屬于封閉空間，可單獨(dú)劃分為一個(gè)防護(hù)區(qū)域。該防護(hù)區(qū)長度為14.4m，寬度7.8m，凈高4m，建筑面積為106.4m2，建筑體積為425.6m3。防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限均不低于0.5h，吊頂?shù)哪突饦O限不低于0.25h;防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)，不低于1200Pa。因建筑面積小于500m2，且建筑體積小于1600m3，故可設(shè)置為預(yù)制式氣體滅火系統(tǒng)。根據(jù)《氣體滅火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50370的規(guī)定，該場所宜設(shè)置為七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。

4.2.3滅火劑用量計(jì)算

（1）條件：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，儲(chǔ)存室最低環(huán)境溫度T=5℃、滅火設(shè)計(jì)濃度C1=9%、滅火浸漬時(shí)間10min、海拔高度修正系數(shù)K=1.0，設(shè)計(jì)壓力P=2.5MPa。

（2）計(jì)算公式： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4.2-1）

? ? ? ? ? ? ? ?（4.2-2）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（4.2-3）

式中W——滅火設(shè)計(jì)用量或惰化設(shè)計(jì)用量（Kg）;

C1——滅火設(shè)計(jì)濃度或惰化設(shè)計(jì)濃度（%）;

S——滅火劑過熱蒸氣在101kPa大氣壓和防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積（m3/Kg）;

V——防護(hù)區(qū)凈容積（m3）;

K——海拔高度修正系數(shù);

T——在101KPa大氣壓下最低環(huán)境溫度（℃）;

W0——系統(tǒng)滅火劑儲(chǔ)存量（Kg）;

W1——滅火劑儲(chǔ)罐剩余量（Kg）。

（3）計(jì)算結(jié)果

根據(jù)公式（4.2-2）得，S=0.1269+0.000513×5=

0.129465（m3/Kg）

根據(jù)公式（4.2-1）得，

根據(jù)某品牌的柜式七氟丙烷滅火產(chǎn)品參數(shù)， ? ? ? ? ? ?，

計(jì)劃選用 ? ? ? ? ? ? ?的儲(chǔ)罐n=2只。

根據(jù)公式（4.2-3）得，

（4）充裝率校核

充裝率

（4.2-4）

故充裝率符合規(guī)范要求，本項(xiàng)設(shè)計(jì)方案合理。

（5）泄壓面積計(jì)算

防護(hù)區(qū)的泄壓口面積，宜按下式計(jì)算：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4.2-5）

式中Fx——泄壓口面積（m2）;

Qx——滅火劑在防護(hù)區(qū)的平均噴放速率（Kg/s）;

Pf——圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)（Pa）。

根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50370-2005第3.2.6條的規(guī)定，Pf=1200Pa;規(guī)范第3.3.7條規(guī)定，噴放時(shí)間不應(yīng)大于10S。

故

4.2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

（1）本項(xiàng)目的電池充電儲(chǔ)存間屬于氣體滅火防護(hù)區(qū)域，內(nèi)部應(yīng)設(shè)置聲光警報(bào)裝置、事故排煙風(fēng)機(jī)、編碼型感煙探測器和編碼型感溫探測器。具體數(shù)量以及平面布局應(yīng)考慮到建筑物的構(gòu)造，并應(yīng)符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50016的相關(guān)規(guī)定。系統(tǒng)還應(yīng)在儲(chǔ)存間外設(shè)置聲光警報(bào)器、放氣指示燈、警鈴、火災(zāi)報(bào)警控制器以及手動(dòng)啟停裝置，必要時(shí)還應(yīng)配置空氣呼吸器。

（2）本系統(tǒng)方案應(yīng)具有自動(dòng)、手動(dòng)控制方式。當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)感煙探測器報(bào)火警后，火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出警報(bào)，顯示火災(zāi)發(fā)生的部位，啟動(dòng)氣體滅火區(qū)內(nèi)聲光警報(bào)器，開始進(jìn)入延時(shí)階段，并切斷非消防電源，關(guān)聯(lián)設(shè)備動(dòng)作。延時(shí)過后，火災(zāi)報(bào)警控制器向保護(hù)區(qū)的儲(chǔ)氣瓶發(fā)出滅火指令，打開瓶頭閥，向失火區(qū)進(jìn)行滅火作業(yè)，同時(shí)報(bào)警控制器接收電磁閥的反饋信號，啟動(dòng)保護(hù)區(qū)門口噴放指示燈、警鈴及火災(zāi)聲光警報(bào)器。當(dāng)報(bào)警控制器處于手動(dòng)狀態(tài)，報(bào)警控制器只發(fā)出報(bào)警信號，不輸出動(dòng)作信號，由值班人員確認(rèn)火警后，按下報(bào)警控制面板上的應(yīng)急啟動(dòng)按鈕或保護(hù)區(qū)門口處的緊急啟停按鈕，即可啟動(dòng)系統(tǒng)，噴放滅火劑。

圖2 ?七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

4.3 ?火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目的機(jī)房監(jiān)控室內(nèi)配置有網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、控制柜等設(shè)備以及兼有工作人員24H值班功能，不適宜采用氣體滅火方式，故應(yīng)設(shè)置獨(dú)立式感煙探測器，具有煙霧報(bào)警功能。

本項(xiàng)目的電池充電儲(chǔ)存間屬于氣體滅火防護(hù)區(qū)域，內(nèi)部應(yīng)設(shè)置編碼型感煙探測器和編碼型感溫探測器。

本項(xiàng)目的電池自動(dòng)更換場地屬于敞開區(qū)域，可設(shè)置獨(dú)立式感煙探測器，具有煙霧報(bào)警功能。

根據(jù)實(shí)際情況，可以選設(shè)應(yīng)急廣播和消防電話。但應(yīng)在出入口設(shè)置應(yīng)急照明和疏散指示，具體設(shè)置要求參照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。

4.4 ?其他消防設(shè)施設(shè)計(jì)方案

可根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50140的有關(guān)規(guī)定，設(shè)置相應(yīng)的手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。建議增設(shè)推車式磷酸銨鹽干粉滅火器若干，用于可移動(dòng)的車輛火災(zāi)事故。

在電池儲(chǔ)存間的電纜橋架內(nèi)部可增設(shè)線型感溫式探測器，并與氣體滅火控制器實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

應(yīng)加強(qiáng)對電氣火災(zāi)監(jiān)控，可增設(shè)獨(dú)立式電氣火災(zāi)控探測器，并將報(bào)警信號傳至監(jiān)控室。

5 ? ?結(jié)語

新能源電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，作為配套的充換電站建設(shè)也快速興起，但是目前國內(nèi)沒有針對此類場所的專用消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。健康管理，規(guī)范先行，社會(huì)各界迫切需要針對電動(dòng)汽車充換電站的防火設(shè)計(jì)規(guī)范。

本文根據(jù)工程實(shí)例，依據(jù)現(xiàn)有的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)地總結(jié)相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的要求，得出了電動(dòng)汽車充換電站場所的消防設(shè)計(jì)方案，在此不再詳述具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容，僅供同仁參考。

作者簡介：

張 ?松（1986.8—），男，大學(xué)本科，工程師，從事消防工程設(shè)計(jì)與研究工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] ? ?GB50016-2014，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2] ? ?張永豐等，我國電動(dòng)汽車充換電站消防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范現(xiàn)狀分析研究[J].2015年中國消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集，P630-631.

[3] ? ?楊君濤等，電動(dòng)汽車充換電站火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估的思考[J].現(xiàn)代職業(yè)安全·消防，2014，P58-60.

[4] ? ?馬曉豐，電動(dòng)汽車充換電設(shè)施規(guī)劃研究[D].華北電力大學(xué)2017.

[5] ? ?魏 ?濤，電動(dòng)汽車換電站土建設(shè)計(jì)要點(diǎn)與優(yōu)化策略研究[J].通訊世界·電力訊息，2016，P137-139.