1、浅析变电站建筑设计防火分区 王丰 厦门电力勘察设计院有限公司 摘 要： 变电站是电力传输的枢纽。随着国家经济的不断发展, 城市进程的日益扩大, 市区变电站的建设数量日趋上升。变电站单体内部布置较复杂, 受面积局限以及各楼层疏散通道要求, 防火分区成为变电站建筑设计中的一大难点。浅析了变电站建筑设计防火分区方法以及常见问题, 探究合理分区、优化格局的设计思路。关键词： 变电站; 防火分区; 建筑设计; 疏散通道; 安全出口; 为集约用地、减少户外电气设备、提升城市建筑景观, 大部分变电站设计均采用无人值守的综合自动化变电站, 并根据变电站电压等级将电气设备、消防水池及水泵房等规整到一至两栋配电装
2、置楼单体建筑内。这样虽然解决了变电站占地面积大的问题, 但另一方面也提高了变电站建筑单体的消防难度。1 变电站建筑防火分区方法变电站建筑主要用于安置设备, 保证其安全运行。因此变电站建筑单体防火分区应根据设备用房功能分区进行防火分区划分。变电站建筑单体按照功能分区, 主要设有主变压器室、柴油发电机室、电缆层、配电装置室、电容器室、接电变室、主控通讯室、生活用房等。主变压器室是变电站的核心, 根据火力发电厂与变电站设计防火规范 (GB50229-2006) 第 11.1.1 条要求, 如将主变压器 (油量超过 60kg) 设置在建筑内, 则建筑单体火灾危险性为丙类, 耐火等级为一级。可见, 建筑
3、内的主变压器室为重点设防部位, 需要单独设置防火分区, 用防火墙、防火楼板、甲级防火门窗将其与其他房间分隔。且每台主变压器均独立一个防火分区, 不可联通。建筑内设柴油发电机室时, 亦应设置独立防火分区, 采用防火墙与其他房间隔开, 并设单独出口。地下室与地上层不应共用楼梯间, 根据 GB50229-2006 第 11.4.4 条要求, 地下室单独设置防火分区, 与地上部分分隔。其余设备用房按照楼层分布情况、单层面积大小, 根据防火规范要求设置防火分区一级相应数量的疏散通道。2 变电站建筑防火分区划分中实际案例常见问题及设计探究根据电压等级, 110k V 变电站为中转站, 在公用变和专用变中应
4、用数量多, 范围广, 具有较大通用性。本文具体分析 110k V 变电站建筑设计中常见问题。另变电站为无人值守, 不考虑采用防火卷帘作为分隔。2.1 地下室部分以厦门西亭 110k V 变电站 (消防已验收, 丙类厂房, 一级耐火等级) 为例, 其受场地限制, 需将消防水池和水泵房置于建筑地下一层内。根据设备需要, 地下一层 (建筑面积 1414m) 最终布置电缆层、消防水池及水泵房。按照建筑设计防火规范 (GB50016-2014) 表 3.3.1 认为地下或半地下丙类厂家防火分区最大建筑面积为 500m。考虑到变电站的特殊性, 根据 GB50229-2006 第11.4.3 条要求, 地下
5、变电站每个防火分区的建筑面积不应大于 1000m, 并使用阻燃电缆。因此, 可认为除设置在地下一层的消防水池外, 在 1000m 以内可将电缆室和水泵房设为一个防火分区, 设置两个疏散通道, 两个疏散通道间距不超过 60m, 见图 1。又因消防水泵必须采用自灌式引水, 故水泵房需紧邻消防水池。受空间局限疏散楼梯间无法与水泵房毗邻。而根据消防给水及消防栓系统技术规范 (GB50974-2014) 第 5.5.12 条要求, 附设在建筑物内的消防水泵房其疏散通道应直通安全出口, 且开向疏散通道的门应为甲级防火门。消防水泵房至疏散楼梯间之间相距 10m, 为满足消防要求及规范强制条文, 建筑布置上设
6、置一条专用疏散通道连接水泵房和疏散楼梯间。以该疏散通道为界, 将地下电缆层分为两个防火分区, 面积均小于 1000m。左右两个防火分区均设甲级防火门通向该疏散通道, 同时两个防火分区均可利用疏散通道上通往相邻防火分区的甲级防火门作为第二安全出口进行逃生。图 1 西亭变电站地下一层防火分区示意图 下载原图可见, 变电站地下室部分, 主要考虑单层建筑面积大小、水泵房位置、设备用房耐火等级等, 合理利用疏散楼梯间以及疏散通道、门斗等, 串联各防火分区。如有主变压器设置地下, 则主变压器室独立设置防火分区。如地下室有多层, 每层需设一个或多个防火分区, 各防火分区均需要两个及两个以上直达室外的安全出口
7、。2.2 地上部分在变电站建筑设计中, 地上部分防火分区常见问题在于如何满足 GB50016-2014第 3.7.1、3.7.2、3.7.4 条, 丙类厂家每个防火分区需不少于 2 个安全出口;每层建筑面积不大于 250m, 且同一时间的作业人数不超过 20 人可只设 1 个安全出口。以厦门西亭 110k V 变电站 (消防已验收, 丙类厂房, 一级耐火等级) 为例, 地上一层, 每个房间朝室外设两个安全出口没有困难, 安全出口之间的间距也极易满足要求。而二层无法设置一个通长的走廊来满足所有设备用房独立设置两个安全出口的要求。主变压器室跃层和 GIS 室跃层均为独立防火分区, 安全出口均在一层
8、, 满足要求。电容器室、二次设备室两个房间毗邻布置, 为二层的一个主要防火分区, 两个房间面积均大于 250m, 不满足 GB50016-2014 第 3.7.2条, 必须设置两个安全出口。但电容器室和二次设备室左右各仅有一个疏散楼梯间, 从电容器室逃向第二个疏散楼梯间, 需从电容器室开门穿过二次设备室;从二次设备室逃向第二个疏散楼梯间, 需从二次设备室开门穿过电容器室。在施工图审查过程中, 审查师提出异议, 认为该布置有安全隐患。为满足防火规范要求, 建筑设计最终取消了电容器室与二次设备室之间的门, 改设门洞, 将电容器室与二次设备室连通, 此时, 整个疏散通道清晰明了, 左右各两个安全出口
9、可顺利通向疏散楼梯间, 见图 2。图 2 西亭变电站二层防火分区布置图 下载原图以厦门轨道交通 1 号线董仁主变电所 (消防已验收, 丙类厂房, 一级耐火等级) 为例, 地上二层同样存在类似问题, 但因各个房间面积小 (小于 250m) , 且可以在主控通讯室和 GIS 室之间设置一条疏散通道, 满足各个房间设置两个疏散出口的要求。因此, 二层除主变压器室外, 设为一个防火分区, 满足规范对疏散出口及防火分区的要求, 见图 3。以厦门 EGX 110k V 专用变电站 (消防已验收, 丙类厂房, 一级耐火等级) 为例, 该站内设置柴油发电机室, 面积达 950m。其余设备用房面积较小, 在建筑
10、西侧和南侧各设置了两个疏散通道。而柴油发电机室为跃层, 二层夹层内仅有一个二次设备室 (该层建筑面积小于 250m) , 疏散通道通无法通向南侧的疏散楼梯, 造成平面布置上仅有一个安全出口。考虑 GB50016-2006 第 3.7.2 条, 该建筑仅二层夹层达到建筑面积均小于 250m 情况, 并不是每层建筑面积均小于 250m 的情况。故二层夹层仅有一个安全出口不满足规范要求。按照 GB50229-2006 第11.4.2 条, 可知楼层的第二个出口可设在固定楼梯的室外平台处。建筑设计最终在二层夹层北侧设置了一个单独室外钢梯, 保证了二层夹层在防火分区内又不少于 2 个的疏散出口, 最终满
11、足消防验收, 见图 4。图 3 董仁主变电所二层防火分区示意图 下载原图图 4 EGX 专用变电站示意图 下载原图3 结语变电站建筑单体内部房间格局随着建筑面积大小、设备运输方式、电气进出线布置而千变万化, 有时建筑外观的设计也会局限内部房间分布, 影响疏散通道的布置。建筑设计的防火分区, 在设计理念上首先应考虑主变压室、柴油发电机室等重点设防部位, 建筑耐火等级应以火灾危险性类别高者选用;其他设备用房也应严格按照防火等规范要求, 设置合理的防火分区, 保证疏散通道要求, 同时还要结合各个设备用房的专业需要, 串联各个设备用房。设置合理的防火分区是建筑设计的一大要务, 是每位建筑设计人员都不可
12、忽视的一环, 只有设置了合理的防火分区, 才能保证变电站一旦发生重大险情, 防火分区之间互相不影响, 降低经济损失, 避免人员伤亡。无论怎样的建筑布置, 都必须满足疏散通道数量、宽度等要求, 保证发生火灾时人员能及时疏散。此方可显示以人为本, 安全第一。参考文献1火力发电厂与变电站设计防火规范:GB50229-2006S.北京:中国计划出版社, 2006. 2建筑设计防火规范:GB50016-2014S.北京:中国计划出版社, 2014. 3城市地下变电站设计规定:DL/T5216-2005, 35k V220k VS.北京:中国电力出版社, 2005. 4变电站总布置设计技术规程:DL/T5056-2007S.北京:中国电力出版社, 2007. 5消防给水及消火栓系统技术规范:GB50974-2014S.北京:中国建筑工业出版社, 2014.
