土建設計中的防火問題分析

作者簡介：

范嬡倫（1976- ），女，漢族，北京人，本科，中級工程師，研究方向：土建。

摘要：防火問題是土建設計中最關鍵的一環，事關員工生命與基礎建筑設施安全。本文以北京某變電站建筑為例，結合土建防火設計有關要求，通過分析該變電站建筑設計中有關防火設計要求和內部消防系統具體設計形式，探討了變電站建筑類項目中的防火要點與防火設計處理方案，并從現行最新建筑防火文件標準要求及變電站建筑防火需求實際等角度，重點探析了本項目電氣設備和場地及消防通道等防火設計的特點，為我國變電站建筑中的防火問題提供有用參考。

關鍵詞：土建設計；變電站防火設計；防火性能；防火問題

在土建工程設計過程中，防火性能一直都是建筑相關設計中需重點考慮的一個核心問題。具有較高防火能力的設計方案，既可以為我國現行的相關消防設計提供規范引導，又可以有效地防止在建筑使用操作過程中出現火災等重大安全事故。好的土建防火設計方案既要確保建筑物間的安全距離與有關規定及標準相符合，又要保證建筑物之間具備良好的防火安全性能。因此，只有從設計的根源著手，提前關注建筑完工后可能出現的潛在火災隱患，并在土建設計過程中，采用有效的設計方法規避火災隱患，才能做到防患于未然，這樣既能夠有效保護國家資產，也能保證我國建筑安全穩定運行。

一、土建防火設計要求分析

對大部分建筑物來說，建筑設計的基本原則是要同時考慮到室內空間的合理布置，以及室外設計的層次感與藝術感，而不同的建筑物應滿足的防火要求也各不相同[1]。《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）規定，在建筑中，要對消防設備的設置、防火門的防火性、安全出口、開啟方向的數量進行明確規定，以便在發生火災時，可以迅速、高效地開展滅火工作，通常情況下，每個防火分區的安全出口數量都需要通過詳細計算進行確定的，并且至少有兩個。除此之外，在同一棟建筑中，不同房屋間的布局以及在不同建筑間的房屋安全疏散距離方面，都應該與相關的安全規范、消防規范相一致，以免因為房屋間距不夠大，或者是沒有足夠的疏散距離而導致建筑的防火及消防系數下降[2]。

二、土建設計中的防火問題分析－以北京某變電建筑為例

在本次課題探討過程中，以北京某一個35kV變電站的土建工程建設為例，對配電所大樓的建筑設計進行了分析。配電建筑結構主要為鋼筋混凝土，共3層，即地上2層、地下1層，高為10米，所占面積總計1225.36平方米，建筑物級別為二級，主要由2組進線構成主變壓器架構。其中主變壓器的基礎防火設計、防火墻的具體設計和變電站內部相關消防系統設計的具體設計要求見表1。

同時，變電站內部消防系統具體設計形式主要為：（1）變電站區的總體平面布置與建筑防火。在變電站區的防火設計中，要把握好道路的具體寬度以及轉彎半徑，引導和對接道路的轉彎半徑等各項指標都必須滿足理想的消防要求，保證回車便利。對建筑區域進行詳細設計時，要嚴格按照現行的規范和有關標準進行，將耐火水平、間距控制在標準范圍內[3]。其中配電綜合樓的實際建筑體積超過3500立方米，火災危險性類別為戊類，耐火等級為二級。（2）按照建筑物的耐火等級進行劃分，該建筑物的耐火等級為二級。以建筑設計消防規范、防火標準和其他有關要求為基礎，在變電站內部設置室外消火栓系統；在進行內部防火設計過程中，必須與消防管網相結合進行預設。

三、變電建筑中的防火要點探析

（一）建筑的防火要點

根據變電站中各建筑物的特點，可采取不同的防火措施。首先，建筑與建筑、建筑與設備或其他設施之間必須保持一定的空間，以滿足各種消防需求；若因場地條件所限，無法滿足防火及消防安全要求，則必須建立防火隔離墻。其次，為了提高建筑室內的耐火能力，室內所有設備和相關部件都必須符合相應的耐火等級要求（如表2），繼電器室、控制室內也都要配置具有較高等級的防火、防燃材質及其設備，墻面要使用防火板，而且這些板材的耐火性都要經過專門測試，外包板材的數量、厚度等都要根據室內本身的構造和耐火極限進行精心計算后再加以確定[4]。再次，還應按照建筑物的耐火等級來明確各種結構構件的具體耐火極限，并以此作為選擇防火涂料的依據，保證涂料的黏結強度不低于0.05MPa，并在鋼結構的結合部適當增加涂料的涂層厚度。最后，應合理、有效地設置人員疏散口，以便在發生火災時，能夠及時且迅速地引導人員撤離，減少人員傷亡。

（二）防火減壓水箱和轉輸水箱的合用

北京某變電站建筑按照1MPa的靜水壓要求，將防火設置中的消防系統實行豎向分區，并將容積為100立方米的轉輸、降壓合用水箱設置在中間設備層，其他設備層均設置36立方米的降壓水箱。在高壓滅火系統中，消防降壓、轉輸罐能否配合使用，在業界一直有爭論，本文建議采用這種配合方式，理由有以下兩個方面。

1.合用水箱與GB 50016—2014《建筑設計防火規范》中的有關理念相符合。《建筑設計防火規范》GB 50016—2014表示，可將消防轉輸水箱作為高位消防水箱；雖然其極大可能是針對臨時高壓串聯系統來說，但其理念是相統一的。

2.將“通知”中的消防理念貫徹到實際，并分析在火災情況下，真正起到救火作用的水是從各級降壓水箱中提取的。單獨設置消防轉輸水箱，缺陷在于轉輸水源時，必須經過各級分流水泵分流至滅火水槽，才能成為有效滅火用水；并用轉輸水箱中的每一級水泵都能對各個消防水箱高效供水，從而提高消防系統直接從地下室消防水池取水的可靠性。另外，水箱也有效提升了減壓水箱的實際容積，既加強了有效滅火用水的體積，也能為各級滅火水箱有效輸送水源。對比兩者可見，合用水箱更加有效。

（三）電氣設備的防火設計要點

在變電站的土建設計中，有大量的易燃易爆物品，給變電站帶來很大的安全隱患，必須采用隔離的方法來解決。在獨立的防爆空間中，許多設備都有可能發生火花，所以需要采取一些防爆措施，如插座、開關等應安裝在走廊中。變電站中使用最多的設備是變壓器，其防火安全設計也有著很高的要求。因為目前尚無完善的滅火裝備與方案，所以需要在日常工作和生活中加以重視，將其放在重要位置，以達到合理設計的目的[5]。此外，除了要注意與其他設備之間的距離外，還應嚴格遵守防火圍墻的設置標準，并積極采取各種預防舉措。在電站內部防火設計方面，通常需要在內部設置一道特殊防火墻，其材質主要以固定及柔軟的堵料、防火型隔板、形條為主，在電纜支架之間與防火墻進線端的電纜上都要涂上防火涂料；室外電纜的連接和各個電纜支路都要[6]每隔1米設置一個阻火段，每隔2米采用防火包裝或防火涂料等填充防火槽。

變壓器自身也有著較高防火要求，應明確其具體防火設備與消防等級。根據國家有關規定，主變壓器與電站外配電室、其他生產建筑物之間的距離不能低于10米，如果主變壓器起火，化學滅火器首選滅火設備，避免火勢逐漸擴大。若內部發生較大火災，則需要合理使用內部滅火器、防火墻等，能夠有效防止火勢蔓延。結合實踐經驗可以看出，變壓器著火之后，處理相對較困難。為了能夠將風險降到最低，需要工作人員在具體開展工作時，嚴格遵守建筑物間的消防安全距離，以保證設備之間、主變壓器之間能夠有足夠的安全空間。同時，要建立足夠多的防火墻體，對防火墻體的耐火性進行詳細檢驗，并選用具有極高防火性能的材料。[7]

（四）場地及消防通道防火設計

在變電站的土建防火設計過程中，消防通道應采用便于轉彎的環狀車道形式，以便消防車等良好轉彎通行。在具體開展消防通道的防火設計工作時，要明確合理有效的轉彎半徑。發生事故之后，消防車要以最快的速度到達附近，如果場地過小，可以設置盡頭式回車場，占地面積不能少于15平方米。同時，變電站周邊也要進行相應的綠化設計，根據實際防火標準要求，不能種植較高大的喬木，可以種植相對較低的灌木類植物。[8]

（五）無人值守土建防火設計

應根據變電站的規模配備相應的消防器材（滅火設備），主要包括：滅火棚、滅火沙池以及消防栓和滅火桶、消防滅火器、滅火鏟等，并配備充足的滅火器，例如，不可裝備泡沫滅火器，可裝備如二氧化碳、干粉和四氯化碳等消防滅火器，并根據具體擺放標準合理擺放各種滅火器設備，使發生火災時能夠迅速取用。此外，還應安裝火災報警裝置，其原理是在變電站中安裝一個煙霧探測器，通過煙霧信號準確探測火情，并向相關人員發送警示信號，提醒相關人員注意對火災進行實時預警與監控。該系統除了實現圖像監控外，還具備了照明及紅外線報警等多項功能。

紅外線防火預警探測器主要安裝在變電站周圍墻壁上，當有人翻墻而入時，探測器就會發出警報聲，攝像頭也會自動鎖定目標，并記錄目標。監控中心在接收到報警信號后，可以通過話筒對進入者進行喊話、實時監控和驅趕；每個變電站都要配備一臺便攜式紅外線探測器，它能將紅外線射線照射到被測對象上，并在15米以內就能檢測到被測對象的溫度。該探測儀能夠為巡查人員檢測相關運作設施設備、引線接頭的溫度情況提供幫助，防止因儀器、設備和引線溫度過高而燒毀設施設備，進而引起火災發生。

結語

土建設計中，防火問題關乎國家、企業及個人的生命安全與經濟利益。由此可見，土建設計中的防火問題對民眾生活生產活動的重要性不言而喻，尤其是變電站的土建防火設計，其防火問題和安全性已成為當前社會關注的主要對象之一。因此，在進行設計時，土建設計人員要充分明確建筑的防火要點及電氣設備的有關防火設計要點，并針對場地及消防道、無人值守的變電站，詳細進行土建防火設計，合理解決防火性、消防性和安全性等問題，確保有效推進土建、基礎防火設施設備等建設，保障人身、財產安全。

參考文獻

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[3]周芳菲，張佳慶，王暉，等.變電站水噴霧消防設計關鍵技術研究[J].變壓器，2021，58（11）：6-9.

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[8]池翔.探討變電站土建設計中安全及防火問題[J].中國戰略新興產業，2017（36）：208+210.