广州市彩虹桥变电站消防设计浅析

肖 宁（广州电力设计院，广东广州510000）

广州市彩虹桥变电站消防设计浅析

肖 宁（广州电力设计院，广东广州510000）

国民经济的发展，城市规模的不断扩大，需要城市轨道交通来解决城市公共交通问题，而城市轨道交通的建设又离不开变电站的配套建设。在城市用地越来越紧张，征地越来越困难的背景下，如何将上述两者进行高度整合，节约城市用地，成为当下国内大型城市可持续发展研究不可绕开的新课题。

合建站；变电站；消防设计

广州市轨道交通十一号线工程110kV彩虹桥主变电站拟建于广州市荔湾区流花湖南面，位于地铁彩虹桥车站内。变电站占地面积为1820.7m2，为减少对周边环境的影响，拟设计为全地下变电站。站址南面为50m宽的东风西路，用地现状为市政绿地及部分湖区。110kV彩虹桥主变电站经过广州地铁设计院和我院充分论证，一致认为主变电站选址于彩虹桥地铁站附近时建设工程费用最省。但由于彩虹桥地铁站位于老城区中心，周边建设用地极其紧张，经过前期多次选址，站址均无法落实。为了节省建设用地，减少工程拆迁量，降低工程实施难度，最终提出了彩虹桥变电站与彩虹桥地铁站合建的设计模式，充分利用建设用地的地下空间。该方案开创了广州市变电站与地铁站合建的先河，同时作为一个工程先例，对其他变电站和地铁站合建具有重要的指导意义。

鉴于国内变电站与地铁站合建模式对应的的相关消防设计规范尚处于空白，导致工程设计无据可依，也给消防审批单位提出更高要求。为了有序地推进项目，我院编制了相关的消防专题报告，并多次组织相关消防专家审查，专家组审查后一致认定本变电站消防设计方案可行。现将相关消防设计方案介绍如下：

1 变电站概况

新建彩虹桥变电站与彩虹桥地铁站采用地下合建的方式，即变电站位于地铁站内部（见图1）。

图1

本变电站地下3层、地上1层，总建筑面积4674m2，地面建筑高度5.3m。其中负三层设置了电缆室、排风机房，单层建筑面积为1821m2；负二层设置了主变室、110kV GIS室、33kV配电装置室、动态无功补偿室、电阻柜室、消防气瓶室、排风机房等，单层建筑面积1691m2；负一层设置了主控室、蓄电池、站用变室、备用间、排风机房、吊物平台、警传室（兼消防控制室）、休息室、水泵房等，单层建筑面积为1088m2；首层布置了进风竖井（兼吊物井）、吊物平台、排风竖井以及楼梯间等，单层建筑面积为74m2。建筑物内西北及东南角各设置一部疏散楼梯与场地连接（建筑平面图及剖面见图2）。

图2

2 变电站消防设计

2.1 火灾危险性分类

依据 《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）中第11.1.1条文关于建筑物的火灾危险性分类及其耐火等级的规定，本工程设备拟采用气体变压器、干式电容器、干式铁芯电抗器、电缆夹层采用A类阻燃电缆。按《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）中规定，本工程火灾危险性分类可定义为丁类。

2.2 耐火等级

110kV彩虹桥变电站设计耐火等级为一级。

2.3 防火间距

依据 《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）中11.1.1条文关于建筑物的火灾危险性分类及其耐火等级规定，本工程110kV彩虹桥变电站火灾危险性分类属于丁类。又依据《地铁设计规范》（GB5057-2013）中28.2.1第2条规定：“地面出入口、风亭等附属建筑，地面车站、高架车站及高架区间的建、构筑物，耐火等级不得低于二级”和《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中3.4.1表中规定：“单层、多层丁、戊类厂房与耐火等级为一、二级单、多层民用建筑的防火间距为10m”。本变电站地面的出入口及风亭与地铁站的出入口及风亭的防火间距均超过10m，满足消防要求（见图3）。

图3

2.4 防火分区

依据 《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）中11.4.3中关于地下变电站防火区的规定：“地下变电站每个防火分区的建筑面积不应大于1000m2”。本站在进行防火分区划分时，均按照不超过1000m2的防火分区面积设计。

2.5 疏散距离

依据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）中表3.7.4的规定：丁类厂房地下室厂房内任一点到最近安全出口的距离不应大于45m。本站各层平面的疏散距离均满足以上要求，且这两个安全出口都直接疏散出到室外地面。

2.6 疏散宽度

本变电站设置了两把疏散楼梯，其中一把楼梯的梯段宽度为1.4m，另一把梯段宽度为1.6m，加起来的疏散宽度达到了3m；走廊宽度均大于2.5m。由于本站设计为无人值守变电站，即使平时有检修或者巡查，人数也不会超过100人。故以上疏散宽度可以满足人员疏散要求，符合消防设计要求。

2.7 建筑构造

本工程变电站为地下钢筋混凝土结构，侧壁混凝土厚度约800mm，侧壁上不开任何门窗洞口；底板利用地铁车站钢筋混凝土顶板，板厚约1000mm，车站顶板均不开洞；变电站顶板为800mm钢筋混凝土，顶板开设楼梯通道、进出风口和吊物井。变电站结构形成封闭结构，与外建（构）筑物均未设置连接通道，混凝土侧壁为防火墙，侧壁、底板和顶板均达到防火规范的要求，为了提高防火安全系数，在侧壁内侧分别加砌200厚耐火砖墙，在底板顶面加铺耐火砖进行结构保护。

电缆从室外电缆沟进入变电站地下室入口处、电缆竖井出入口处设置防火隔墙，并用防火材料封堵电缆通过的空洞。变电站外20m电缆采用电缆槽盒直埋。电缆夹层采用A类阻燃电缆。

2.8 灭火救援设施

本变电站地面部分从东风西路单独引入了一条4m宽的尽端式消防车道，并于车道尽端设置了12m×12m的回车场。消防车道的转弯半径满足要求，消防车道满足消防扑救的需要。

2.9 消防设施

本站为户内变电站，室内按规范要求布置室内消火栓系统，消防给水管由东南面东风西路市政给水管接入，综合楼室内消火栓用水量为20L/s、室外消火栓用水量为25L/s，持续时间为3h。因本站位处老城区，市政配套完善，暂定市政水压和水量能够满足本站室外消火栓水压和水量要求。

本工程室内消火栓系统由彩虹桥车站集中泵房和水池供水，生产、生活用水量达到最大且仍能满足室内消防用水量。

设置烟感、温感火灾探测报警装置，同时执行《电力设备典型消防规程》（DL 5027-93）和《建筑灭火器配置设计规范》（GB 50140-2005）行业标准，配备手提式、推车式灭火器及其它消防器具。

消防水泵、电动阀门、火灾探测报警与灭火系统、火灾应急照明按二级负荷供电；站内消防电源引至本站的站用电系统，并有双回路电源引至各消防用电设备，在最末一级配电箱处可自动切换。消防用电设备都采用单独的供电回路，在发生火灾切断生产、生活用电时，仍能保证消防用电，其配电设备都有明显标志。消防供电系统线路均穿管暗敷。

站内主变室采用气体灭火系统，按国标《七氟丙烷气体灭火系统设计规范》（GB 50193-93）标准设计，采用全淹没式组合分配系统，主变室各划分为一个防护区，防护区共用一套系统，本站设置一套七氟丙烷气体灭火系统。系统贮药量根据电容器室体积决定，设计浓度9%，喷放时间不大于10s。系统的储药瓶组设在消防气瓶间。

变电站通风、空调系统根据现行国家规范《采暖通风与空调设计规范》（GB50157-2003）、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）及《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）设计。

（1）主变室：主变为户内设置，采用自然进风与机械排风的通风系统，各电气室内最高温度不超过40℃；设低噪声通风机（设置于排风机房），风机风量可同时满足排除室内余热和事故后排烟的要求。

（2）地下电缆层：采用自然进风与机械进排风的通风系统，设低噪声通风机，风机风量可同时满足排除室内余热和事故后排烟的要求。

（3）动力变室、电阻柜室：采用自然进风与机械进排风的通风系统，各电气室内最高温度不超过40℃；设低噪声通风机，风机风量可同时满足排除室内余热和事故后排烟的要求。

（4）110kV GIS室：自然进风与机械送排风的通风系统，除设有排烟通风轴流风机外，另要设排地面处的六氟化硫泄漏气体的轴流风机。

（5）主控室、SVG室、33kV配电装置室：设置空调调节空气温度和湿度，并设置风机排除事故烟尘。

（6）蓄电池室：设置防腐防爆型空调调节空气温度和湿度，并设置防腐防爆型轴流风机排除事故烟尘。

（7）警传室、休息室：设置空调调节空气温度。

（8）水泵房、消防气瓶室、厕所，设低噪声排气扇，排除室内余热余湿。

3 结语

110kV彩虹桥主变电站与彩虹桥地铁站合建模式对国内大型城市开发建设具有积极指导意义，特别是在城市用地亦趋紧张，城市化进程远未结束的背景下，如何高效利用城市土地，变成城市市政建设无法忽视的问题。

[1]《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）.

[2]《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-2006）.

[3]《地铁设计规范》（GB5057-2013）.

TM63

A

2095-2066（2016）34-0022-02

2016-11-22