城市变电站建筑防火智能化设计研究

江永生 颜 艳

(中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450000)

1 研究背景和意义

城市变电站目前基本均采用全户内布置形式，按照国网“标准化设计、工厂化加工、模块化建设”的智能变电站建设模式，站内主要建筑物为一栋配电装置楼，建筑采用预制装配式钢框架结构体系。但由于楼内房间均按照电气设备工艺流程布置，建筑防火显得尤为重要。建筑物防火应“内外兼修”，在严格满足建筑材料和构件的耐火极限“被动消防”的同时，可以利用火灾报警辅控系统，采取智能化控制，实现城市变电站火灾的“主动消防”。

2 火灾危险性分类和耐火等级

2.1 火灾危险性分类

根据GB 50229—2019火力发电厂与变电站设计防火规范和GB 50016—2018建筑设计防火规范的相关规定，本工程配电装置楼建筑各配变电房间火灾危险性类别及其耐火等级详见表1。

其中火灾危险性类别为丙类的主变压器室和电容器组室占配电装置楼建筑面积的比例大于5%，按照厂房或防火分区内火灾危险性类别应按火灾危险性较大部分确定的原则，配电装置楼建筑的火灾危险性类别为丙类。

表1 各功能房间火灾危险性分类及其耐火等级

2.2 耐火等级

按照《火力发电厂与变电站设计防火规范》表11.1.1注释2规定，配电装置楼建筑耐火等级可采用二级，主变压器室四周采用耐火等级不低于3.0 h的防火墙进行分隔，将主变压器室划分为独立的防火分区，耐火等级为一级。

根据GB 50016—2018建筑防火设计规范第3.2.1条规定，配电装置楼建筑各防火分区构件的燃烧性能和耐火极限详见表2。

3 建筑防火设计

配电装置楼建筑的火灾危险性类别为丙类，耐火等级二级，配电装置楼为2层钢结构建筑，建筑主入口处设有室内钢筋混凝土楼梯。配电装置楼主要电气设备用房均设有2个疏散出口，当门外为公共走道时，该门采用乙级防火门。

表2 配电装置楼建筑构件的燃烧性能和耐火极限

配电装置楼建筑外墙均采用100 mm厚铝镁锰岩棉夹芯板+120 mm厚ALC板(蒸压加气混凝土板)；内墙采用120 mm厚ALC板，主变压器室及散热器与相邻房间隔墙均采用防火墙，做法同外墙做法，室内钢结构梁柱采用50 mm厚ALC薄板防火包覆，室内门防火门均采用钢质防火门。建筑材料选择因室制宜，均满足3.0 h防火要求。材料整体节能环保，便于装配，外立面造型简洁明快，充分体现工业化设计的思想。

配电装置楼建筑各钢结构构件按照耐火极限要求的差异，分别采用适合的防火措施，以实现性能先进、安全可靠、投资效益最大化的目标，具体钢结构防火措施方案见表3。

表3 钢结构构件耐火极限及防火措施

4 站内主动消防及三维可视化系统

根据无人值守变电站智能化的要求，站内建筑消防立足于被动消防的同时，采用火灾报警及控制系统，积极实现主动防御、主动消防的目的。全站装设一套火灾自动报警及消防控制子系统，由火灾报警控制器、感温感烟探测器、红外探测器、声光报警器、手动报警按钮等设备组成。声光报警器、手动报警按钮装设在各房间入口处明显部位，感温感烟探测器、红外探测器布控在各房间屋顶。火灾报警控制器组屏安装，布置在二次设备室。一旦火灾发生，火灾报警自动响应，并利用各类探测器和传感器传至消防控制系统。主动识别信号源，分析事故房间，与图像监视系统实时联动，直接显示火灾实情。并快速关停房间内通风设施，应急启动强排烟系统和水消防控制系统。实现主动消防，主动防御系统，最大限度降低建筑的火灾损失，提升防火、灭火的智能化水平。

同时，将整体建筑建立三维全场景模型，将整站所有的建筑物、一次设备等进行建模，作为辅助控制系统智能布点的基础。建立三维实景运维管理系统，实现火灾故障定位等功能，为火灾主动消防提供三维可视化解决方案(见图1)。

5 结语

城市变电站建筑物本体消防应不断优化建筑材料选择和建筑房间功能布置，使建筑物优先满足建筑耐火等级和构件的耐火极限，达到被动消防的同时，应不断提升建筑物的智能化水平，建筑物楼内设置智能化火灾报警控制系统，并且构建全站的三维场景模型，采用智能布点软件，及时发现并控制火灾，达到主动消防的目的，使建筑防火实现智能化控制，整体提升火灾消防的工业化的控制水平，实现变电站建筑防火设计的智能化。