與展示功能相結合的變電站消防設計研究

吳 蔚

（廣州城市建設咨詢有限公司，廣東 廣州 510060）

0 引言

隨著社會的快速發展，各行各業對電力的需求量也不斷增加。為了滿足能源的需求，同時響應2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”的宏遠計劃，我國在各地建設了大量變電站，尤其是人口數量龐大的城市地區。由于居民對變電站的運轉原理以及安全性普遍缺乏了解，變電站的建設經常引發周邊居民的強烈反對和抵制。為了普及變壓知識，打消居民對變電站安全性的疑慮，廣州某變電站嘗試在設計中融入展示宣傳功能，滿足電力供應需求的同時，也向人們宣傳變電站工作的基礎科學知識，消除人們對變電站輻射的固有恐懼心理，并且采用開放包容的設計理念，營造積極、開放、共享的城市空間。

1 項目概況

廣州某變電站（圖1）位于珠江新城東側，獵德大橋北延線西側的綠地。站址東面距獵德大橋36 m，南面緊鄰珠江堤岸，西面為冷凍廠建設用地，北面緊鄰臨江大道。天河區已經發展成為廣州的經濟驅動引擎，對于電力能源需求量增大，該變電站建設在這個位置，可以向周邊中央商務區（central business district,CBD）的商業、辦公場所持續供應電力，解決該區域內辦公及生活的用電問題。正因為建設地點選在臨近城市CBD 位置，項目所引起的關注度以及影響力很大，它不應該是單一的電力供應場所，更應該是可以向周邊居民開展科普教育活動的公共場所。因此廣州市將該變電站定位為電力供應站兼科學展示教育基地[1]。

圖1 廣州某變電站

2 總體規劃

該變電站用地面積約4000 m2，為多層丙二類工業建筑。在基地內設置有環形消防車道，凈寬4 m，車輛的轉彎半徑不小于9 m。變電站東西長60 m，南北寬33 m。根據廣州市政府要求，變電站進行了海綿城市、綠色建筑設計，與展示參觀廳廊相結合，組織電磁感應實測互動，打消居民對變電站輻射的擔憂，成為應用并展示建筑科技以及宣傳電力知識的標志性建筑。

2.1 展示參觀廳廊與生產廠房之間的安全分隔

變電站總建筑面積約5000 m2，地下一層地上兩層并設有露天平臺，建筑高度為12.7 m。一層為變電站功能區域，二層設有科普展廳。結合生產廠房設置了可以直接觀看主變室和主控室內部空間的展示參觀廳廊（圖2）。參觀廳廊與生產廠房之間通過耐火極限3 h 的防火墻進行了安全分隔，并在防火墻上安裝了具有防火防爆功能的玻璃窗以方便展示。有效的安全防火分隔，在突發火災等意外時可以保障參觀人員的安全并確保充足的疏散時間[2]。展示參觀廳廊的設置充分參考了已建的成功案例，也進行了消防安全論證，滿足建筑防火規范要求。

圖2 展示參觀廳廊

2.2 獨立設置參觀人員的疏散通道

變電站的生產作業區域與活動區域分別獨立設置，疏散通道也是獨立設置的。作業區人員通過內部樓梯進行疏散。參觀人員則是通過兩部室外大樓梯（圖3）進入以及離開展示區域，疏散總寬度達到8 m。設計階段根據展廳的面積，參考相關規范給出的人員密度依據，來核定參觀人員數量以及疏散通道寬度。實際運行階段也必須按照設計要求，限制參觀人數，管理控制好人流動線，以避免災害危險。

圖3 室外大樓梯

2.3 作為科普展示基地，融入城市空間

該變電站建筑的體量不大，卻是城市基礎設施的重要組成部分，并以“月光寶盒”的造型充分融入了城市核心景觀帶。它不只是一個普通的變電站，也不僅是供電的基礎設施建筑，而是人們學習電力知識的場所（圖4），它成為這個城市核心區域的融合劑和催化劑，并最大限度向公眾開放和展示了新時代、不一樣的安全設施設備，體現了城市新一代的變電站形象。本著促進城市現代化建設的原則和理念，該變電站結合珠江的自然景觀資源，融入嶺南建筑元素，采用逐級后退的建筑立面，呈現出北高南低的建筑體量，巧妙融入了現代化的城市空間（圖5）。

圖4 開展教育宣傳的電力科技館

3 相關項目應用案例

廣州某變電站在論證變電站與展示功能相結合的安全性問題時，參考了北京市西城區已建成的相似變電站，該變電站很好地處理了220 kV 輸變電站與周邊城市街區空間關系，同時也印證了變電站中的展示區域可以符合安全標準[3]。

3.1 規劃設計中的消防安全考慮

廣州某變電站的平面布置需滿足《建筑設計防火規范》的消防設計規范要求，變電站的火災危險等級為丙類，且該項目變電站面積超過3000 m2，需要在建筑四周設置環形消防車道，按規范要求其凈寬和凈高均不小于4 m，車輛的轉彎半徑不小于9 m，這樣就為消防救援活動提供條件，便于發生火災后迅速展開滅火救援和人員疏散[4]。

3.2 獨立設置的參觀及疏散通道

為了更好地進行展示宣傳，廣州某變電站單獨設置了可供普通群眾學習參觀的通道。該變電站為保證安全的防火做法如下：參觀通道在兩端各設置一個疏散口，滿足參觀通道內任何一個位置到疏散口的直線距離不大于30 m。地下室設備間和參觀人員不共用疏散樓梯，按照防火規范要求，在疏散樓梯的首層的位置，設置防火隔墻和乙級防火門，其耐火極限不小于3 h。參觀通道、展廳與設備間完全封閉，防火隔墻不設置門窗洞口和通風口。與配電室相鄰的防火墻開設孔洞，穿墻套管采用耐火極限不小于3 h 的防火封堵材料進行封堵（圖6）。

圖6 防火封堵

4 工業建筑中參觀展示功能的消防設計要點

《建筑設計防火規范》中關于辦公用房的設置要求提到，辦公用房如需設置在丙類廠房中，必須設置滿足要求的防火隔墻、防火樓板、防火門與其他部位分隔，并應至少設置一個獨立的安全通道，滿足以上要求的同時保證在其中工作的人員是安全的。參觀廳廊符合《建筑設計防火規范》的要求，其與生產廠房之間通過采用耐火極限3 h 的防火隔墻進行分隔（圖7），可以在發生突發火災等意外時保障參觀人員的安全。

圖7 防火隔墻

廣州某變電站增加了科普教育展廊展廳并將其納入消防的范疇，這是工業建筑與民用建筑的組合，更是工業建筑中參觀展示功能的合理設置。工業建筑中參觀展示功能的需求是普遍存在的，根據消防設計中基本的防火防災理論，需要做到同時滿足功能與安全的需求。工業建筑中參觀區域的消防設計要做好以下3 點：①參觀通道以及展廳與生產區域之間做好防火分隔。②單獨設置參觀人員的疏散通道，并嚴格按照規范要求，發生火災時做到安全迅速快捷疏散人員。③限制參觀人數，做好人流的管理，減少危險。

通過分析廣州某變電站項目，可知變電站與參觀展覽功能組合建設是安全可行的，為以后標志性工業項目設計和建設趨勢提供了成功的借鑒案例。工業建筑也可以做到美觀、安全和具備互動性。通過展示界面，人們可以更直觀地看清楚設備運作情況。通過寬敞的展示或交流互動空間，人們可以在現場參觀和聆聽講座。屋面也可以設計成一個開放的露天展示活動場所（圖8），用于舉辦露天的科普展示活動。傳統的變電站大多都是強調單一功能性的建筑，但是未來的變電站可以增加“展示”這一功能，融入展示教育，成為兼備展示教育、輸送能源的新型變電站[5]。

圖8 屋面露天展示活動場所

5 結語

通過對廣州某變電站的案例研究，總結了變電站設計中融入展示宣傳廳廊的消防設計要點，使變電站在滿足變電站的功能需求的同時，可以安全地向人們展示宣傳變電站的科學知識，消除人們對變電站輻射的固有恐懼，同時營造了積極、開放、共享的城市空間。