黄河龙口水利枢纽工程建筑消防设计

郭晓利 刘建超 张金洲

随着我国经济建设的迅速发展,对建筑消防设计、消防通风等系统设计提出了更高、更严格的要求。为确保人民生命财产的安全,建筑消防设计已成为水电站设计中最重要的设计内容之一。龙口水利枢纽消防设计中,充分结合水电站建筑的特点、功能,并严格执行现行国家有关标准及规范。

1 建筑消防设计特点及依据

1.1 建筑消防设计特点

龙口水利枢纽工程远离城镇,工程的特点为 “无人值班,少人职守”。在工程设计初期,设计人员经过了认真细致的分析,仔细研究了同类工程的消防设计,以期在本工程的消防设计中,吸取前人成功的经验,在节约投资的前提下,结合建筑物布置,使建筑消防设计更加合理。在工程总体布置中,主要通过消防车道、防火间距等方面的设计,使其满足规范要求;单体设计中,通过疏散、安全出口、防火分区等措施,使火灾危害降低到最小,充分保证人员的安全疏散和救援。

1.2 设计依据及设计条件

本工程消防设计依据的国家、行业规程规范主要有:(1)GB50016—2006《建筑设计防火规范》。(2)SDJ278—90《水利水电工程设计防火规范》。

《黄河万家寨水利枢纽配套工程龙口水利枢纽可行性研究报告》于2005年通过水利部规划设计总院批复,在此基础上进行初步设计及消防专题设计。

2 厂内规划及厂区消防车道

2.1 厂区规划

电站枢纽由混凝土重力坝、底表孔泄水建筑物、河床式电站厂房、副厂房、GIS开关站、绝缘油库等主要建筑物组成。

电站厂房位于左岸河床,主厂房外形轮廓尺寸为187.00m×30.00m×26.00m(长×宽×高),发电机层高程为872.90m,地面式厂房;副厂房地上体量为28.90m×23.00m×18.90m(长×宽×高),地下1层,地上4层,框架结构,建筑面积为2549.13m2,布置在主厂房左侧。4台主变压器布置在尾水平台上;GIS开关站地上体量为50.60m×13.00m×11.50m(长×宽×高),位于主厂房左侧,地下1层,地上1层,框架结构,地上建筑面积686.55m2,地下建筑面积690.80m2。

枢纽及厂区交通由左岸对外河偏公路进至厂区,坝下公路桥可连接两岸对外交通。左、右岸上坝公路均可到达坝顶,详见图1。

图1 枢纽总平面图

2.2 厂区消防车道

本工程厂区地面高程为872.90m,在厂区内布置消防车道,该车道连接主厂房入口,并能通至副厂房两边和GIS开关站四周,尾水平台兼作主厂房的消防车道,消防车道宽度大于4m。消防车道尽端即主厂房副安装间入口前设17 m×17m的消防车回车场。消防车道和回车场的合理设置,能够完全满足消防车的安全通行。

3 工程消防设计

3.1 电站主要机电设备工程技术特征

电站主要机电设备工程技术特征见表1。

表1 主要机电设备工程技术特征

3.2 防火间距

本工程主、副厂房作为一个单体设计,与GIS室间距为20m。

3.3 主要生产场所的建筑消防设计

主要生产场所包括主厂房、副厂房、配电装置室(包括母线、发电机短路器、厂用变压器、电流电压互感器、励磁变压器、400 V配电盘)、大坝及其附属建筑物、厂区内其它附属建筑物、主变压器场、GIS开关站等。

3.3.1 防火分区

水电站的主、副厂房生产的火灾危险性类别为丁类。按主厂房区、副厂房区、GIS开关站区分为3个独立防火区,绝缘油库及油处理室为1个防火分区。

3.3.2 安全疏散

主厂房、GIS开关站和绝缘油库等属于 “无人值班,少人职守”场所,在疏散设计中依据《水利水电设计防火规范》;副厂房是整个电站人员比较集中的场所,严格依据《建筑设计防火规范》的相关要求进行设计,以保证火灾中人员能够安全撤离。详见图2。

图2 主厂房疏散平面图

3.3.2.1 安全出口

主厂房发电机层在高程872.90m处设置了3个安全出口,3个出口均可以直通室外。副厂房在高程873.50m处设置了2个安全出口直通室外,开关站GIS室在高程873.20m处设置了2个安全出口直通室外。

3.3.2.2 交通

主厂房发电机层以下平面设置3部疏散楼梯;走道净宽大于1.2m,楼梯净宽为1.2m,坡度小于45°。主厂房各层内最远工作点距疏散出口距离52m,小于规范要求的60m。

副厂房地上部分设置1部室内疏散楼梯和1部室外楼梯,副厂房安全疏散出口门净宽1.3 m,走道净宽大于1.9m,楼梯净宽为1.4m。副厂房内最远工作点距疏散出口的距离为11.7 m,小于 《建筑设计规范》 中要求的40m。地下层为1个防火分区,设2部楼梯直通室外的出口。

GIS室开关站地上设有2个安全出口。地下层由防火墙分隔为2个分区,设3部疏散楼梯直通室外。

3.3.2.3 防火分隔

主副厂房及GIS开关站的火灾危险性类别为丁类,其中局部场所为丙类,隔墙耐火等级不低于二级。丙类生产场所与其它生产场所之间设有防火墙和甲级防火门等防火隔断,一旦发生火情可防止火灾蔓延。

因主变压器与主厂房之间间距1.8m,所以靠近变压器的主厂房外墙为防火墙,变压器总高度加3 m的水平线上及两侧外缘各加5m的范围外设甲级防火门及固定式防火窗。3#机组处主变压器与对外疏散门距离不足12m,通过疏散门两侧设置防火墙,顶部设置钢筋混凝土防火板,形成防火疏散通道,满足人员疏散的要求。

主厂房内配电装置室、电缆室、电缆廊道用耐火极限大于2.0 h的防火隔墙与其它部分分隔,门为乙级防火门,电缆廊道与电缆层分支处采用防火隔断进行分隔,同时每道隔断设有1个乙级防火门,863.1m和868.7 m层电缆廊道中间加设防火隔墙,耐火时间大于0.5 h,满足规范的规定。主厂房内的透平油库,油罐室、油处理室采用防火墙与其它房间分隔,门口设挡油槛,门为甲级防火门。主厂房墙体及建筑物构件的耐火等级均为二级。主厂房屋架为钢桁架,外刷3mm厚的超薄防火漆,耐火时间达到1.5 h。

副厂房内中央控制室、继电保护室等丙类火灾危险性类别的房间与相邻不同火灾危险性类别的用房采用防火隔墙及防火门分隔,地下电缆室与其它部分之间采用防火隔墙,门为乙级防火门。

GIS开关站地下电缆室面积为470m2,中间设防火分隔墙,分隔墙上设置甲级防火门,每个房间面积不超过300m2。

通风机室、CO2钢瓶室、七氟丙烷钢瓶室与相邻不同火灾危险性类别的用房采用防火墙及甲级防火门分隔。上、下层不同防火分区的楼板,耐火时间不低于1.5 h,所有楼板留洞均用非燃烧材料封堵。

4 结 语

在本工程设计中,依据《水利水电工程设计防火规范》,在本规范没有明确要求时,依据《建筑设计防火规范》并参考以往已建成工程的经验,对本工程各种不同火灾危险性场所的特征进行科学的分析,实施科学的消防设计,使本工程消防设计更合理、更科学,并于2008年7月通过山西省公安厅消防设计审查。