從坪頭水電站建筑消防設(shè)計看防火規(guī)范的應(yīng)用

王 麗，張惠芝

(中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院建筑分院，四川 成都 610072)

1 前 言

水電站大多距離城鎮(zhèn)較遠，電廠內(nèi)設(shè)備多且分散，廠內(nèi)儲存有透平油與絕緣油，引起火災(zāi)的幾率大，火災(zāi)危險性大，發(fā)生火災(zāi)后損失嚴重，影響面廣，因此水電站防火設(shè)計就尤為重要。在此，筆者根據(jù)對坪頭水電站的消防設(shè)計實踐，提出水電站防火設(shè)計執(zhí)行標準的幾個問題，共同探討。

坪頭水電站是以發(fā)電為單一開發(fā)目標的引水式水電工程，工程樞紐由攔河閘壩、進水口、壓力隧洞、調(diào)壓井、壓力管道及地下發(fā)電廠房等組成。電站裝機容量18萬kW，多年平均發(fā)電量8.61億kW·h。

廠區(qū)樞紐建筑物包括地下主廠房、副廠房、主變洞室、尾水洞、交通洞、出線通風(fēng)及地面出線場等。主機間分三層布置，自上而下為：發(fā)電機層、水輪機層和球閥層，其高程分別為602.5m、594.7m和589.0m。安裝間分三層布置，上為安裝間；中為空壓機、油處理室；最下層為滲漏集水井。副廠房分三層，第一層布置廠用低壓配電盤室；第二層布置廠用變壓器和蓄電池；第三層布置中控室。主變洞室分二層，第一層布置兩臺變壓器，高程602.5m；第二層布置GIS設(shè)備，高程613.5m。出線場布置在洞外。

進廠交通洞為城門洞形，交通洞高程609.0m，高于最高洪水位600.0m，洞口設(shè)有回車場。

2 防火規(guī)范的應(yīng)用

2.1 生產(chǎn)的火災(zāi)危險性分類

SDJ278-90《水利水電工程設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《水規(guī)》)第2.0.1條規(guī)定，水力發(fā)電廠的火災(zāi)危險性應(yīng)依據(jù)國家標準GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)規(guī)定的原則執(zhí)行?，F(xiàn)行國家標準《建范》規(guī)定，生產(chǎn)的火災(zāi)危險性應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)中使用或生產(chǎn)的物質(zhì)性質(zhì)及其數(shù)量等因素劃分。第3.1.2條中特別強調(diào)同一座廠房或廠房的任一防火分區(qū)內(nèi)有不同火災(zāi)危險性生產(chǎn)時，該廠房或防火分區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)危險性分類應(yīng)按火災(zāi)危險性較大的部分確定。當符合下述條件之一時，可按火災(zāi)危險性較小的部分確定：

火災(zāi)危險性較大的生產(chǎn)部分占本層或本防火分區(qū)面積的比例小于5%或丁、戊類廠房內(nèi)的油漆工段小于10%，且發(fā)生火災(zāi)事故時不足以蔓延到其他部位或火災(zāi)危險性較大的生產(chǎn)部分采取了有效的防火措施。

《水規(guī)》第4.1.1條明確規(guī)定，水力發(fā)電廠和水泵站的主、副廠房的火災(zāi)危險性類別為丁類。對廠房內(nèi)的丙類生產(chǎn)場所應(yīng)作局部分隔，并配置相應(yīng)的消防設(shè)施。

在已批準的《坪頭水電站消防設(shè)計報告》(中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院2009年4月)中，生產(chǎn)廠房火災(zāi)危險性分類按現(xiàn)行國家標準GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 規(guī)定的原則劃分，其火災(zāi)危險性類別為丙類、丁類或戊類。

坪頭水電站技施設(shè)計中生產(chǎn)廠房火災(zāi)危險性劃分的原則主要依據(jù)《水規(guī)》第2.0.1條和現(xiàn)行國家標準GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 規(guī)定的原則劃分，同時執(zhí)行《水規(guī)》第4.1.1條規(guī)定將坪頭水電站主、副廠房的火災(zāi)危險性類別定為丁類。

電站副廠房共三層，第一層布置廠用低壓配電盤室；第二層布置廠用變壓器室和蓄電池室；第三層布置中控室。按《水規(guī)》表2.02中的規(guī)定，廠用低壓配電盤室危險性為丁類，廠用變壓器室和蓄電池室、中控室其危險性均為丙類，火災(zāi)危險性較大的生產(chǎn)部分占本防火分區(qū)面積的比例大于5%，未滿足規(guī)范要求。但設(shè)計采取了以下有效防火措施：

(1)各房間通向走道的門均采用甲級防火門;

(2)房間隔墻采用240厚頁巖實心磚(耐火極限>1.0h)分隔;

(3)減小房間至疏散出口的距離，副廠房各房間至樓梯間的距離最遠為10.0m;

(4)增加疏散出口，除設(shè)有通向主廠房的主要疏散出口外還在通風(fēng)層設(shè)有經(jīng)通風(fēng)洞至室外的疏散通道。

以上措施滿足《水規(guī)》第4.1.1條關(guān)于對廠房內(nèi)的丙類生產(chǎn)場所應(yīng)作局部分隔， 因此將電站副廠房的火災(zāi)危險性仍定為丁類。

2.2 構(gòu)件的耐火等級和耐火極限

《水規(guī)》對主要生產(chǎn)建筑物、構(gòu)筑物、輔助生產(chǎn)建筑物、附屬建筑物、構(gòu)筑物做了詳細的耐火等級分類，其構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限不應(yīng)低于表2.0.2的規(guī)定，即大部分為二級，個別為三級。此規(guī)定適合地面、地下廠房。

《建規(guī)》對廠房的耐火極限劃分為四級，未對建筑物進行詳細歸類。

《水規(guī)》第2.0.3條指出水力發(fā)電廠和水泵站建筑物的耐火等級分為三級。

同時《水規(guī)》《建規(guī)》分別對建筑物、構(gòu)筑物構(gòu)件的耐火極限做了規(guī)定，其中有3處規(guī)定略有不同：

(1)《水規(guī)》規(guī)定防火墻耐火極限為4.0h，而《建規(guī)》規(guī)定防火墻耐火極限為3.0h；

(3)《水規(guī)》承重墻、樓梯間電梯井的墻耐火極限為3.0h，《建規(guī)》規(guī)定為2.0h。

除上述部位耐火極限不同外，其余構(gòu)件的耐火極限在兩個規(guī)范中要求一致。

可見，《水規(guī)》標準約高于《建規(guī)》標準。

坪頭水電站廠房為地下式廠房，建筑物、構(gòu)筑物的耐火等級設(shè)計均考慮提高一級，即按一級耐火等級考慮。由于設(shè)計全部采用240厚實心頁巖磚隔墻，構(gòu)件耐火極限按《水規(guī)》標準考慮，以滿足規(guī)范的最低要求。

2.3 防火分區(qū)

《水規(guī)》未對建筑分區(qū)作規(guī)定，主要按《建規(guī)》規(guī)定執(zhí)行。《建規(guī)》第3.3.1條對廠房的層數(shù)、防火分區(qū)的最大允許建筑面積作了詳細規(guī)定，對于丁類一級多層廠房，最多允許層數(shù)不限，防火分區(qū)建筑面積不限。

根據(jù)坪頭水電站樞紐布置及生產(chǎn)特點，按《建規(guī)》執(zhí)行標準地下主、副廠房可以劃分為一個防火分區(qū)?？紤]到坪頭水電站地下廠房空間大、火災(zāi)危險性部位多，參考采用目前水電站通用做法，按建筑物部位對主廠房、副廠房、主變洞室、出線場、出線洞等部位進行防火分區(qū)，更好地滿足了消防要求。

2.4 建筑高度

水電站建筑可以分為地面建筑和非地面建筑兩類，非地面建筑包括地下建筑(含山體內(nèi)建筑)和壩內(nèi)建筑等形式?！端?guī)》中沒有明確界定地面建筑和非地面建筑基準標高和高度計算方法，但使用了水電站建筑“高度”的概念。水電站工程是以高程來定位建筑物、構(gòu)筑物和設(shè)備位置的。由于地形和工藝的限制，不同的建筑所在高程不盡相同，很難按照一般的工業(yè)與民用建筑一樣，有相對確定、統(tǒng)一的建筑基準標高。

而《建規(guī)》GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》在總則中就分別對地面建筑高度的概念、計算做了明確的規(guī)定。這更便于設(shè)計人員根據(jù)各類建筑的火災(zāi)危險性的不同、人員疏散和火災(zāi)撲救的難易程度等分別進行消防設(shè)計。

(2)農(nóng)村居民點空間規(guī)模分布“熱點”圖結(jié)果表明，規(guī)模分布特征與密度分布特征呈現(xiàn)明顯的負相關(guān)現(xiàn)象，農(nóng)村居民點分布呈現(xiàn)大規(guī)模低密度和小規(guī)模高密度的空間關(guān)聯(lián)特征。隴川縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點分布數(shù)量及規(guī)模差異顯著，章鳳鎮(zhèn)和隴把鎮(zhèn)農(nóng)村居民點景觀分布連片集中，清平鄉(xiāng)、王子樹鄉(xiāng)、勐約鎮(zhèn)與城子鎮(zhèn)農(nóng)村居民點景觀更為分散破碎。

坪頭水電站地下主廠房的高度如按照水工專業(yè)是從壓力管道開挖平面至發(fā)電機層拱頂來確定，這樣建筑高度遠超過24.0m，防火分區(qū)面積也超規(guī)范。但《建規(guī)》對建筑高度規(guī)定未對地下建筑做出具體的要求。依據(jù)水電站值班人員少、防火等級高、保護措施全面、疏散通道多的特點，將地下主廠房按多層廠房考慮。坪頭地下副廠房則因人員相對集中，總層數(shù)3層，高度18.7m，設(shè)計主要依據(jù)《建規(guī)》對高度的規(guī)定按多層廠房考慮。

2.5 消防車道

《水規(guī)》第3.3.2條，根據(jù)總裝機容量規(guī)定了消防車的配置數(shù)量；第3.3.3條對消防車道的形式及盡頭位置作了原則性規(guī)定。對非地面建筑來說，《水規(guī)》要求消防車道的盡頭位置僅考慮到達交通洞地面入口處?！端?guī)》規(guī)定消防車道的寬度不應(yīng)小于3.5m，當?shù)缆飞峡沼姓系K物時，其距地面凈高不應(yīng)小于4m；《建規(guī)》對消防車道的凈高和凈空規(guī)定均不應(yīng)小于4.0m，還要求坡度不宜大于3%?！端?guī)》第3.3.3條規(guī)定回車場面積不小于12m×12m，供大型消防車使用的回車場面積不應(yīng)小于15m×15m。《建規(guī)》第6.0.10條規(guī)定，供大型消防車使用的回車場面積不宜小于18m×18m。

坪頭水電站裝機容量為180MW，按《水規(guī)》第3.3.2條規(guī)定配置有牽引機動消防泵。本電站不存在使用消防車問題，但在工程設(shè)計中仍按消防車通行考慮，進廠交通洞寬7.2m、高8.3m(拱頂)，在電站進廠交通洞口設(shè)有大于15m×15m回車場，主廠房安裝間凈尺寸為18m×16m滿足消防車在廠內(nèi)回車的要求。

2.6 防火間距

《建規(guī)》《水規(guī)》對地面建筑防火間距做了詳細規(guī)定?！端?guī)》第3.2.1條明確規(guī)定，廠區(qū)內(nèi)相鄰廠房直接的防火間距應(yīng)按現(xiàn)行的國家標準《建規(guī)》的要求執(zhí)行。

電站地下廠房與其他建筑物無防火間距問題。廠區(qū)地面建筑僅布置有出線場、風(fēng)機室、水泵房、綜合樓，其耐火等級均為一級。出線場、風(fēng)機室布置在進風(fēng)洞附近同一高程平臺場地內(nèi)，出線場內(nèi)最近的構(gòu)筑物距風(fēng)機室約10.0m，水泵房、綜合樓布置在進廠交通洞口，防火間距大于9.0m，滿足防火規(guī)范要求。

2.7 安全疏散

對水電站工程的安全疏散設(shè)計，應(yīng)當根據(jù)水電站的規(guī)模、人員編制、活動特點和頻率、廠房布局等合理設(shè)計，尤其是對于非地面建筑和人員相對集中的建筑，應(yīng)當強化安全疏散設(shè)計，防止和減少人員傷亡。

按照《水規(guī)》的第4.2.2條規(guī)定，地下廠房的發(fā)電機層的安全出口不應(yīng)少于2個，且必須有一個直通屋外地面，并明確規(guī)定進廠交通洞隧道的出口可作為直通屋外地面的安全出口。廠房出線或通風(fēng)用的隧道及豎井出口作為通至屋外地面的安全出口。當出線或通風(fēng)用的廊(隧)道、豎井兼作安全出口時，應(yīng)與出線、通風(fēng)管道隔開，其寬度、高度應(yīng)滿足安全疏散要求。《水規(guī)》第4.2.4條規(guī)定副廠房的安全疏散出口不應(yīng)少于2個；當副廠房每層建筑面積不超過800m2，且同時值班人數(shù)不超過15人時，可設(shè)1個?！督ㄒ?guī)》規(guī)定安全出口應(yīng)分散布置。廠房的每個防火分區(qū)、一個防火分區(qū)內(nèi)的每個樓層，其安全出口的數(shù)量應(yīng)經(jīng)計算確定，且不應(yīng)少于2個；當?shù)叵聫S房建筑面積小于或等于50m2、經(jīng)常停留人數(shù)不超過15人可設(shè)置1個安全出口?！督ㄒ?guī)》第3.7.3條還規(guī)定，地下、半地下廠房或廠房的地下室、半地下室，當有多個防火分區(qū)相鄰布置并采用防火墻分隔時，每個防火分區(qū)可利用防火墻上通向相鄰防火分區(qū)的甲級防火門作為第二安全出口，但每個防火分區(qū)必須至少有1個直通室外的安全出口。

《水規(guī)》第4.2.5條規(guī)定，主廠房室內(nèi)最遠工作地點到該層最近的安全疏散出口的距離不應(yīng)超過60m。多層副廠房的安全疏散距離不限；《建規(guī)》第3.7.4條規(guī)定，丁類一、二級單、多層廠房內(nèi)任一點到最近安全出口的距離不限。

《水規(guī)》第4.2.8條對安全疏散用的門、走道和樓梯做了明確規(guī)定：門凈寬不應(yīng)小于0.9m，并應(yīng)向疏散方向開啟；走道的凈寬不應(yīng)小于1.2m；樓梯凈寬不應(yīng)小于1.1m，坡度不宜大于45°。主廠房、泵房之間的樓梯凈寬不宜小于0.8m。對于廠房內(nèi)的疏散樓梯、走道、門的各自總凈寬度應(yīng)根據(jù)疏散人數(shù)，按《建規(guī)》表3.7.5的規(guī)定計算確定。疏散樓梯的最小凈寬度不宜小于1.1m,疏散走道的最小凈寬度不宜小于1.4m，門的最新凈寬度不宜小于0.9m。

《水規(guī)》第4.2.7條僅對高層副廠房規(guī)定應(yīng)設(shè)封閉樓梯間和1臺消防電梯，并應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標準《建規(guī)》的有關(guān)規(guī)定。這與《建規(guī)》關(guān)于封閉樓梯間的規(guī)定有很大不同?！督ㄒ?guī)》第3.7.6條規(guī)定，高層廠房和甲、乙、丙類多層廠房應(yīng)設(shè)置封閉樓梯間或室外樓梯，室外樓梯、封閉樓梯間、防煙樓梯間的設(shè)計應(yīng)符合規(guī)范第7.4節(jié)的有關(guān)規(guī)定。第7.4.2條對當封閉樓梯間不能天然采光和自然通風(fēng)時，應(yīng)按防煙樓梯間的要求設(shè)置。

坪頭地下主廠房內(nèi)設(shè)有2座鋼筋混凝土樓梯，可下至水輪機層、球閥層。發(fā)電機層設(shè)有 3個安全疏散出口，進廠交通洞為主要消防出口，通過母線洞經(jīng)交通洞至室外為第二消防出口，通過副廠房經(jīng)通風(fēng)洞至室外可作為第三消防出口。水輪機層設(shè)有 2個安全疏散出口，設(shè)有 2個樓梯出口，經(jīng)主廠房疏散；球閥層設(shè)有2個樓梯出口，經(jīng)主廠房疏散。所有室內(nèi)最遠工作地點到該層最近的安全疏散出口的距離不超過60m，樓梯寬度不小于1.1m，走道不小于1.2m，符合《規(guī)范》要求。

坪頭地下副廠房布置有一個樓梯間，樓梯間寬大于2.4m，且屋面樓梯間經(jīng)通風(fēng)洞與室外地面相通，每層建筑面積小于800m2，同時值班人數(shù)不超過15人，符合可設(shè)有一個安全疏散出口的《水規(guī)》消防防火規(guī)范要求。每層最遠房間門距樓梯間的距離小于10m，符合《建規(guī)》消防疏散要求。并在一層防火墻上設(shè)甲級防火門與主廠房發(fā)電機層相通。

主變洞室獨自為一防火分區(qū)，包括主變壓器層、GIS層。在主變洞室內(nèi)兩端各設(shè)一個樓梯，室內(nèi)樓梯寬大于2.4m，一層主變壓器各房間均直通主變運輸?shù)揽芍潦彝獾孛?，二層GIS設(shè)備層經(jīng)左右兩側(cè)樓梯經(jīng)主變層到主變運輸?shù)?。故各層均有兩個安全疏散出口，符合防火規(guī)范要求。

出線場位于通風(fēng)洞附近，地面建筑地面高程614.50m，場地尺寸40.0m×16.0m。四周設(shè)高于2.5m圍墻與外界隔離，場內(nèi)設(shè)有一個寬大于5.0m大門，接進廠交通洞公路。

3 結(jié) 論

《水規(guī)》規(guī)范啟用時間為1990年，多年來未作修訂，在執(zhí)行過程中感覺到有不少具體問題尚待探討。同時水利水電工程消防設(shè)計政策性強，政府主管部門把關(guān)嚴，但相對而言，設(shè)計規(guī)范要求不完善，過于籠統(tǒng)，缺乏針對性，在水利水電工程設(shè)計、施工、安裝和驗收工作中缺乏指導(dǎo)意義。由于水利水電工程具體情況千差萬別，一個規(guī)范不可能包含全部要求，故在電站消防設(shè)計中還應(yīng)參照其他相應(yīng)規(guī)范，如《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》等，應(yīng)優(yōu)先按照《建規(guī)》標準執(zhí)行，如實施有困難則應(yīng)滿足《水規(guī)》規(guī)定，力求做到安全、可靠、實用。

參考文獻：

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