江永生 顏 艷

(中國(guó)電建集團(tuán)河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450000)

1 研究背景和意義

城市變電站目前基本均采用全戶(hù)內(nèi)布置形式，按照國(guó)網(wǎng)“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠(chǎng)化加工、模塊化建設(shè)”的智能變電站建設(shè)模式，站內(nèi)主要建筑物為一棟配電裝置樓，建筑采用預(yù)制裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)體系。但由于樓內(nèi)房間均按照電氣設(shè)備工藝流程布置，建筑防火顯得尤為重要。建筑物防火應(yīng)“內(nèi)外兼修”，在嚴(yán)格滿(mǎn)足建筑材料和構(gòu)件的耐火極限“被動(dòng)消防”的同時(shí)，可以利用火災(zāi)報(bào)警輔控系統(tǒng)，采取智能化控制，實(shí)現(xiàn)城市變電站火災(zāi)的“主動(dòng)消防”。

2 火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)和耐火等級(jí)

2.1 火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)

根據(jù)GB 50229—2019火力發(fā)電廠(chǎng)與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范和GB 50016—2018建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，本工程配電裝置樓建筑各配變電房間火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別及其耐火等級(jí)詳見(jiàn)表1。

其中火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別為丙類(lèi)的主變壓器室和電容器組室占配電裝置樓建筑面積的比例大于5%，按照廠(chǎng)房或防火分區(qū)內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別應(yīng)按火災(zāi)危險(xiǎn)性較大部分確定的原則，配電裝置樓建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別為丙類(lèi)。

表1 各功能房間火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)及其耐火等級(jí)

2.2 耐火等級(jí)

按照《火力發(fā)電廠(chǎng)與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》表11.1.1注釋2規(guī)定，配電裝置樓建筑耐火等級(jí)可采用二級(jí)，主變壓器室四周采用耐火等級(jí)不低于3.0 h的防火墻進(jìn)行分隔，將主變壓器室劃分為獨(dú)立的防火分區(qū)，耐火等級(jí)為一級(jí)。

根據(jù)GB 50016—2018建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范第3.2.1條規(guī)定，配電裝置樓建筑各防火分區(qū)構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限詳見(jiàn)表2。

3 建筑防火設(shè)計(jì)

配電裝置樓建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別為丙類(lèi)，耐火等級(jí)二級(jí)，配電裝置樓為2層鋼結(jié)構(gòu)建筑，建筑主入口處設(shè)有室內(nèi)鋼筋混凝土樓梯。配電裝置樓主要電氣設(shè)備用房均設(shè)有2個(gè)疏散出口，當(dāng)門(mén)外為公共走道時(shí)，該門(mén)采用乙級(jí)防火門(mén)。

表2 配電裝置樓建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限

配電裝置樓建筑外墻均采用100 mm厚鋁鎂錳巖棉夾芯板+120 mm厚ALC板(蒸壓加氣混凝土板)；內(nèi)墻采用120 mm厚ALC板，主變壓器室及散熱器與相鄰房間隔墻均采用防火墻，做法同外墻做法，室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)梁柱采用50 mm厚ALC薄板防火包覆，室內(nèi)門(mén)防火門(mén)均采用鋼質(zhì)防火門(mén)。建筑材料選擇因室制宜，均滿(mǎn)足3.0 h防火要求。材料整體節(jié)能環(huán)保，便于裝配，外立面造型簡(jiǎn)潔明快，充分體現(xiàn)工業(yè)化設(shè)計(jì)的思想。

配電裝置樓建筑各鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件按照耐火極限要求的差異，分別采用適合的防火措施，以實(shí)現(xiàn)性能先進(jìn)、安全可靠、投資效益最大化的目標(biāo)，具體鋼結(jié)構(gòu)防火措施方案見(jiàn)表3。

表3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限及防火措施

4 站內(nèi)主動(dòng)消防及三維可視化系統(tǒng)

根據(jù)無(wú)人值守變電站智能化的要求，站內(nèi)建筑消防立足于被動(dòng)消防的同時(shí)，采用火災(zāi)報(bào)警及控制系統(tǒng)，積極實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防御、主動(dòng)消防的目的。全站裝設(shè)一套火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防控制子系統(tǒng)，由火災(zāi)報(bào)警控制器、感溫感煙探測(cè)器、紅外探測(cè)器、聲光報(bào)警器、手動(dòng)報(bào)警按鈕等設(shè)備組成。聲光報(bào)警器、手動(dòng)報(bào)警按鈕裝設(shè)在各房間入口處明顯部位，感溫感煙探測(cè)器、紅外探測(cè)器布控在各房間屋頂。火災(zāi)報(bào)警控制器組屏安裝，布置在二次設(shè)備室。一旦火災(zāi)發(fā)生，火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)響應(yīng)，并利用各類(lèi)探測(cè)器和傳感器傳至消防控制系統(tǒng)。主動(dòng)識(shí)別信號(hào)源，分析事故房間，與圖像監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，直接顯示火災(zāi)實(shí)情。并快速關(guān)停房間內(nèi)通風(fēng)設(shè)施，應(yīng)急啟動(dòng)強(qiáng)排煙系統(tǒng)和水消防控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)主動(dòng)消防，主動(dòng)防御系統(tǒng)，最大限度降低建筑的火災(zāi)損失，提升防火、滅火的智能化水平。

同時(shí)，將整體建筑建立三維全場(chǎng)景模型，將整站所有的建筑物、一次設(shè)備等進(jìn)行建模，作為輔助控制系統(tǒng)智能布點(diǎn)的基礎(chǔ)。建立三維實(shí)景運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)故障定位等功能，為火災(zāi)主動(dòng)消防提供三維可視化解決方案(見(jiàn)圖1)。

5 結(jié)語(yǔ)

城市變電站建筑物本體消防應(yīng)不斷優(yōu)化建筑材料選擇和建筑房間功能布置，使建筑物優(yōu)先滿(mǎn)足建筑耐火等級(jí)和構(gòu)件的耐火極限，達(dá)到被動(dòng)消防的同時(shí)，應(yīng)不斷提升建筑物的智能化水平，建筑物樓內(nèi)設(shè)置智能化火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)，并且構(gòu)建全站的三維場(chǎng)景模型，采用智能布點(diǎn)軟件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并控制火災(zāi)，達(dá)到主動(dòng)消防的目的，使建筑防火實(shí)現(xiàn)智能化控制，整體提升火災(zāi)消防的工業(yè)化的控制水平，實(shí)現(xiàn)變電站建筑防火設(shè)計(jì)的智能化。