黃河龍口水利樞紐工程建筑消防設計

郭曉利 劉建超 張金洲

隨著我國經濟建設的迅速發展,對建筑消防設計、消防通風等系統設計提出了更高、更嚴格的要求。為確保人民生命財產的安全,建筑消防設計已成為水電站設計中最重要的設計內容之一。龍口水利樞紐消防設計中,充分結合水電站建筑的特點、功能,并嚴格執行現行國家有關標準及規范。

1 建筑消防設計特點及依據

1.1 建筑消防設計特點

龍口水利樞紐工程遠離城鎮,工程的特點為 “無人值班,少人職守”。在工程設計初期,設計人員經過了認真細致的分析,仔細研究了同類工程的消防設計,以期在本工程的消防設計中,吸取前人成功的經驗,在節約投資的前提下,結合建筑物布置,使建筑消防設計更加合理。在工程總體布置中,主要通過消防車道、防火間距等方面的設計,使其滿足規范要求;單體設計中,通過疏散、安全出口、防火分區等措施,使火災危害降低到最小,充分保證人員的安全疏散和救援。

1.2 設計依據及設計條件

本工程消防設計依據的國家、行業規程規范主要有:(1)GB50016—2006《建筑設計防火規范》。(2)SDJ278—90《水利水電工程設計防火規范》。

《黃河萬家寨水利樞紐配套工程龍口水利樞紐可行性研究報告》于2005年通過水利部規劃設計總院批復,在此基礎上進行初步設計及消防專題設計。

2 廠內規劃及廠區消防車道

2.1 廠區規劃

電站樞紐由混凝土重力壩、底表孔泄水建筑物、河床式電站廠房、副廠房、GIS開關站、絕緣油庫等主要建筑物組成。

電站廠房位于左岸河床,主廠房外形輪廓尺寸為187.00m×30.00m×26.00m(長×寬×高),發電機層高程為872.90m,地面式廠房;副廠房地上體量為28.90m×23.00m×18.90m(長×寬×高),地下1層,地上4層,框架結構,建筑面積為2549.13m2,布置在主廠房左側。4臺主變壓器布置在尾水平臺上;GIS開關站地上體量為50.60m×13.00m×11.50m(長×寬×高),位于主廠房左側,地下1層,地上1層,框架結構,地上建筑面積686.55m2,地下建筑面積690.80m2。

樞紐及廠區交通由左岸對外河偏公路進至廠區,壩下公路橋可連接兩岸對外交通。左、右岸上壩公路均可到達壩頂,詳見圖1。

圖1 樞紐總平面圖

2.2 廠區消防車道

本工程廠區地面高程為872.90m,在廠區內布置消防車道,該車道連接主廠房入口,并能通至副廠房兩邊和GIS開關站四周,尾水平臺兼作主廠房的消防車道,消防車道寬度大于4m。消防車道盡端即主廠房副安裝間入口前設17 m×17m的消防車回車場。消防車道和回車場的合理設置,能夠完全滿足消防車的安全通行。

3 工程消防設計

3.1 電站主要機電設備工程技術特征

電站主要機電設備工程技術特征見表1。

表1 主要機電設備工程技術特征

3.2 防火間距

本工程主、副廠房作為一個單體設計,與GIS室間距為20m。

3.3 主要生產場所的建筑消防設計

主要生產場所包括主廠房、副廠房、配電裝置室(包括母線、發電機短路器、廠用變壓器、電流電壓互感器、勵磁變壓器、400 V配電盤)、大壩及其附屬建筑物、廠區內其它附屬建筑物、主變壓器場、GIS開關站等。

3.3.1 防火分區

水電站的主、副廠房生產的火災危險性類別為丁類。按主廠房區、副廠房區、GIS開關站區分為3個獨立防火區,絕緣油庫及油處理室為1個防火分區。

3.3.2 安全疏散

主廠房、GIS開關站和絕緣油庫等屬于 “無人值班,少人職守”場所,在疏散設計中依據《水利水電設計防火規范》;副廠房是整個電站人員比較集中的場所,嚴格依據《建筑設計防火規范》的相關要求進行設計,以保證火災中人員能夠安全撤離。詳見圖2。

圖2 主廠房疏散平面圖

3.3.2.1 安全出口

主廠房發電機層在高程872.90m處設置了3個安全出口,3個出口均可以直通室外。副廠房在高程873.50m處設置了2個安全出口直通室外,開關站GIS室在高程873.20m處設置了2個安全出口直通室外。

3.3.2.2 交通

主廠房發電機層以下平面設置3部疏散樓梯;走道凈寬大于1.2m,樓梯凈寬為1.2m,坡度小于45°。主廠房各層內最遠工作點距疏散出口距離52m,小于規范要求的60m。

副廠房地上部分設置1部室內疏散樓梯和1部室外樓梯,副廠房安全疏散出口門凈寬1.3 m,走道凈寬大于1.9m,樓梯凈寬為1.4m。副廠房內最遠工作點距疏散出口的距離為11.7 m,小于 《建筑設計規范》 中要求的40m。地下層為1個防火分區,設2部樓梯直通室外的出口。

GIS室開關站地上設有2個安全出口。地下層由防火墻分隔為2個分區,設3部疏散樓梯直通室外。

3.3.2.3 防火分隔

主副廠房及GIS開關站的火災危險性類別為丁類,其中局部場所為丙類,隔墻耐火等級不低于二級。丙類生產場所與其它生產場所之間設有防火墻和甲級防火門等防火隔斷,一旦發生火情可防止火災蔓延。

因主變壓器與主廠房之間間距1.8m,所以靠近變壓器的主廠房外墻為防火墻,變壓器總高度加3 m的水平線上及兩側外緣各加5m的范圍外設甲級防火門及固定式防火窗。3#機組處主變壓器與對外疏散門距離不足12m,通過疏散門兩側設置防火墻,頂部設置鋼筋混凝土防火板,形成防火疏散通道,滿足人員疏散的要求。

主廠房內配電裝置室、電纜室、電纜廊道用耐火極限大于2.0 h的防火隔墻與其它部分分隔,門為乙級防火門,電纜廊道與電纜層分支處采用防火隔斷進行分隔,同時每道隔斷設有1個乙級防火門,863.1m和868.7 m層電纜廊道中間加設防火隔墻,耐火時間大于0.5 h,滿足規范的規定。主廠房內的透平油庫,油罐室、油處理室采用防火墻與其它房間分隔,門口設擋油檻,門為甲級防火門。主廠房墻體及建筑物構件的耐火等級均為二級。主廠房屋架為鋼桁架,外刷3mm厚的超薄防火漆,耐火時間達到1.5 h。

副廠房內中央控制室、繼電保護室等丙類火災危險性類別的房間與相鄰不同火災危險性類別的用房采用防火隔墻及防火門分隔,地下電纜室與其它部分之間采用防火隔墻,門為乙級防火門。

GIS開關站地下電纜室面積為470m2,中間設防火分隔墻,分隔墻上設置甲級防火門,每個房間面積不超過300m2。

通風機室、CO2鋼瓶室、七氟丙烷鋼瓶室與相鄰不同火災危險性類別的用房采用防火墻及甲級防火門分隔。上、下層不同防火分區的樓板,耐火時間不低于1.5 h,所有樓板留洞均用非燃燒材料封堵。

4 結 語

在本工程設計中,依據《水利水電工程設計防火規范》,在本規范沒有明確要求時,依據《建筑設計防火規范》并參考以往已建成工程的經驗,對本工程各種不同火災危險性場所的特征進行科學的分析,實施科學的消防設計,使本工程消防設計更合理、更科學,并于2008年7月通過山西省公安廳消防設計審查。