核電廠建筑防火分隔設(shè)計(jì)的研究

邱 爽 叢佩生 殷海洋

(1.吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000； 2.東北電力設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130021)

核電廠建筑防火分隔設(shè)計(jì)的研究

邱 爽1叢佩生2殷海洋2

(1.吉林建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000； 2.東北電力設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130021)

指出建筑防火分隔概念是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50745—2012核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)防火規(guī)范編制過(guò)程中建筑部分的核心內(nèi)容，就防火分隔概念的產(chǎn)生、定義以及在核電廠建筑防火設(shè)計(jì)中的理解和如何運(yùn)用進(jìn)行了詳細(xì)解釋和分析，新設(shè)計(jì)概念的提出對(duì)于指導(dǎo)核電廠建筑消防設(shè)計(jì)具有重要意義。

核電廠，防火分隔，耐火極限

1 概述

發(fā)展核電的前提是保障核安全，包括火災(zāi)發(fā)生時(shí)的消防安全，因此對(duì)于核電廠設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)重要內(nèi)容之一就是防火設(shè)計(jì)。

2 防火分隔的概念

在國(guó)內(nèi)核電站防火設(shè)計(jì)中提出防火分隔概念之前，核電工程多執(zhí)行美國(guó)NFPA標(biāo)準(zhǔn)，法國(guó)RCC-I標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)BS防火標(biāo)準(zhǔn)系列、英國(guó)的FOC(Fire Offices Committee)防火規(guī)范[1]以及國(guó)內(nèi)的《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《建規(guī)》)等。我國(guó)核電廠常規(guī)島的消防設(shè)計(jì)，首先必須貫徹《中華人民共和國(guó)消防法》確定的“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，同時(shí)遵循國(guó)家核安全導(dǎo)則《核電廠防火》(HAD102/11)的“縱深防御”原則，密切結(jié)合全廠進(jìn)行消防設(shè)計(jì)，做到統(tǒng)籌兼顧、安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用。在《核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)防火規(guī)范》編制中防火分隔概念的提出正是“縱深防御”原則的核心體現(xiàn)。

2.1 國(guó)外防火分隔概念

國(guó)外幾個(gè)主要的消防體系，如法國(guó)和加拿大的RCC-I、美國(guó)NFPA-804以及前蘇聯(lián)核電站防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)BCH01-87中關(guān)于核電廠防火設(shè)計(jì)對(duì)于限制火災(zāi)蔓延的措施通常是通過(guò)采用防火區(qū)、防火小區(qū)和防火屏障等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

防火區(qū)是在建筑內(nèi)部采用防火墻、耐火樓板及其他的防火分隔設(shè)施分隔而成的空間，能在一定的時(shí)間內(nèi)防止火災(zāi)向其他部分蔓延的局部空間。

防火小區(qū)是防火分隔內(nèi)的一部分，通過(guò)采用不燃燒材料的實(shí)體隔斷、管道或空間劃分與防火分隔內(nèi)其他部分分隔而成的空間。

初中的英語(yǔ)語(yǔ)法詞法方面首先是詞類(lèi)的介紹，然后是名詞的分類(lèi)、名詞的數(shù)及其所有格；代詞方面有人稱(chēng)代詞、物主代詞和指示代詞；數(shù)詞包括基數(shù)詞和序數(shù)詞；動(dòng)詞有be動(dòng)詞、簡(jiǎn)單的情態(tài)動(dòng)詞和助動(dòng)詞的用法。動(dòng)詞的時(shí)態(tài)只講一般現(xiàn)在時(shí)、現(xiàn)在進(jìn)行時(shí)和一般過(guò)去時(shí)，還有簡(jiǎn)單的介詞和連詞。句法方面介紹了按照句子用途所分的句子種類(lèi)，即陳述句、疑問(wèn)句、祈使句和感嘆句。而以陳述句、一般疑問(wèn)句、特殊疑問(wèn)句和祈使句為主，講的都是一些最最基礎(chǔ)的語(yǔ)法知識(shí)。教材所配的話題都以貼近中學(xué)生生活、人們?nèi)粘Ｉ畹念}材為主，樂(lè)于為學(xué)生所接受。在七年級(jí)階段我們可以學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的句子成分，比如主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)、定語(yǔ)、狀語(yǔ)。

防火屏障是設(shè)計(jì)上能夠防止火焰和煙氣蔓延且具有一定耐火等級(jí)、用于受特定防火保護(hù)區(qū)域分隔的實(shí)體隔斷。

防火區(qū)、防火小區(qū)以及防火屏障是目前國(guó)外核電標(biāo)準(zhǔn)體系中常用的概念。防火小區(qū)是防火區(qū)的一部分，防火屏障是實(shí)現(xiàn)核電消防理念的更具體構(gòu)造，是阻止火災(zāi)蔓延的細(xì)部設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法。

2.2 國(guó)內(nèi)防火分隔概念

國(guó)內(nèi)防火分隔的概念出現(xiàn)在GB 5907—1986消防基本術(shù)語(yǔ)中，防火分隔是用耐火建筑構(gòu)件將建筑物加以分隔，在一定時(shí)間內(nèi)限制火災(zāi)于起火區(qū)的措施。其中耐火建筑構(gòu)件包括耐火隔墻、防火卷簾和耐火樓板等等[2]。

核電廠設(shè)計(jì)中防火分隔概念的提出，旨在進(jìn)一步提高其防火安全水平。定義為：“在建筑內(nèi)部采用防火墻、耐火樓板及其他的防火分隔設(shè)施分隔而成的空間，能在一定的時(shí)間內(nèi)防止火災(zāi)向其他的部分蔓延的局部空間?！狈阑鸱指舭诜阑鸱謪^(qū)內(nèi)，是由其中的一個(gè)房間或幾個(gè)房間構(gòu)成的特定空間。

核電站中常規(guī)島消防設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的針對(duì)性和特殊性,在保護(hù)區(qū)域數(shù)量和系統(tǒng)控制要求方面高于常規(guī)的火電廠主廠房設(shè)計(jì),更應(yīng)充分體現(xiàn)縱深防御的設(shè)計(jì)原則[3]。除了遵守規(guī)范外，尚應(yīng)根據(jù)不同的情況進(jìn)行不同的處理，從而達(dá)到維持核電安全系統(tǒng)的完整性。

3 防火分隔的設(shè)計(jì)

3.1 防火分隔的劃分

核電廠常規(guī)島及BOP的建筑布置都應(yīng)該通過(guò)分析和計(jì)算火災(zāi)荷載來(lái)劃定防火分隔，而防火分區(qū)可以遵照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》總的原則來(lái)劃分。

對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)廠房的防火分隔的設(shè)計(jì)，《核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定如下：

汽輪發(fā)電機(jī)廠房可不劃分防火分區(qū)，但廠房?jī)?nèi)的下列場(chǎng)所應(yīng)進(jìn)行防火分隔：

1)電纜豎井、電纜夾層；

2)電子設(shè)備間、配電間、蓄電池室；

3)通風(fēng)設(shè)備間；

4)潤(rùn)滑油間、潤(rùn)滑油轉(zhuǎn)運(yùn)間；

5)疏散樓梯。

汽輪發(fā)電機(jī)廠房是一個(gè)防火分區(qū)，規(guī)范中規(guī)定的上述場(chǎng)所都是內(nèi)部火災(zāi)危險(xiǎn)性大的場(chǎng)所。其防火分隔設(shè)計(jì)，應(yīng)深層次地理解核電的消防理論，進(jìn)行建筑布置設(shè)計(jì)。比如當(dāng)把兩個(gè)設(shè)備布置在兩個(gè)不同的房間內(nèi)，其中一間構(gòu)成一個(gè)防火分隔，或者通過(guò)防火措施對(duì)兩個(gè)房間之一進(jìn)行保護(hù)，從而形成一個(gè)防火分隔，避免兩個(gè)設(shè)備在一場(chǎng)火災(zāi)中同時(shí)喪失其功能，采取這些非能動(dòng)的防火措施，防止共模失效。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其火荷載可能影響完成同一安全功能的冗余設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)火災(zāi)的特性和需要保護(hù)的設(shè)備，采取防火隔離和阻止火災(zāi)蔓延的措施，并進(jìn)行潛在共模失效的鑒定，即薄弱環(huán)節(jié)分析，確保所有共模失效已被排除或?qū)λ馐艿娘L(fēng)險(xiǎn)可評(píng)估。

汽輪發(fā)電機(jī)廠房?jī)?nèi)在滿足疏散距離要求的前提下布置疏散樓梯間，每個(gè)疏散樓梯間應(yīng)劃分為一個(gè)防火分隔，封閉樓梯間即可，當(dāng)不能天然采光和自然通風(fēng)時(shí)，應(yīng)按防煙樓梯間的要求設(shè)置。

其他常規(guī)島BOP廠房的設(shè)計(jì)也應(yīng)遵照這個(gè)原則，對(duì)其中火災(zāi)危險(xiǎn)性大的房間或者設(shè)備，比如電氣配電間、電纜夾層、電纜豎井等都應(yīng)劃分成不同的防火分隔，將火災(zāi)危險(xiǎn)性降到最低，阻止火災(zāi)的蔓延。

核電廠的庫(kù)房類(lèi)、機(jī)加車(chē)間等建筑規(guī)模較大，無(wú)論是EPR，CPR，AP1000機(jī)型均采用冗余、多樣性、非能動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，加上核電廠的運(yùn)行管理不同于常規(guī)火電廠，使得核電廠備品備件的儲(chǔ)存量大、種類(lèi)多，因此在這些輔助車(chē)間及庫(kù)房應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)性質(zhì)、儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性特點(diǎn)，劃分不同的防火分區(qū)，并且在防火分區(qū)內(nèi)部根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性分別設(shè)置不同的防火分隔。

3.2 防火分隔的耐火極限

美國(guó)NFPA-804中，防火分隔耐火極限的規(guī)定為“形成隔離防火分隔的隔火障應(yīng)具有3 h耐火等級(jí)”；法國(guó)RCC-I規(guī)定為“對(duì)內(nèi)有與安全相關(guān)部件的防火分隔耐火極限為1.5小時(shí)，對(duì)防火和防污染區(qū)耐火極限為2小時(shí)”等等。諸多標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定了不同區(qū)域的防火分隔構(gòu)件的耐火極限，國(guó)外規(guī)范非條文性規(guī)定，通常是經(jīng)過(guò)火災(zāi)荷載計(jì)算分析，對(duì)不同防火分隔構(gòu)件采取不同的措施。

《核電廠常規(guī)島設(shè)計(jì)防火規(guī)范》編制中考慮到與《建規(guī)》協(xié)調(diào)以及編制原則，未制定防火分隔的耐火極限規(guī)定，其數(shù)值可參考

表1。

表1 建筑構(gòu)件的耐火極限

3.3 防火分隔區(qū)域的安全疏散

防火分隔區(qū)域的安全疏散總的原則應(yīng)該滿足規(guī)范中關(guān)于安全疏散條文的規(guī)定，并且考慮當(dāng)任何一點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，都能安全地疏散到安全區(qū)域。由于防火分隔的設(shè)置是根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性決定的，和建筑面積沒(méi)關(guān)系，因此當(dāng)防火分隔面積較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的情況設(shè)置不同的疏散通道，同時(shí)兼顧安全疏散距離，有些防火分隔只是為了設(shè)備而設(shè)置的，為了阻止火災(zāi)蔓延，建筑面積很小，只有檢修時(shí)有人，這時(shí)應(yīng)該考慮檢修人員的疏散即可。對(duì)于設(shè)備房間的布置，如電氣盤(pán)柜，應(yīng)注意設(shè)置環(huán)形通道，以便人員從不同的方向疏散，避免出現(xiàn)死角。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)置防火分隔是核電廠建筑防火設(shè)計(jì)不同于常規(guī)火電的主要體現(xiàn)，也是體現(xiàn)核電建設(shè)的重要性。核電防火設(shè)計(jì)除了建筑布置、疏散、構(gòu)建耐火等等外，還應(yīng)考慮設(shè)備本身防火設(shè)計(jì)、建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)、自動(dòng)滅火設(shè)計(jì)等等，相互依托，共同作用，才能達(dá)到核電防火的要求。只有在實(shí)際工程中深刻體會(huì)，掌握核電消防的精髓，吸取國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的精華，靈活掌握運(yùn)用，才能真正做到“縱深防御”“層層設(shè)防”，提供安全可靠的核電運(yùn)行環(huán)境。

[1] 龍國(guó)慶.核電站消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述[J].給水排水，2007(3)：88-91.

[2] 趙 雷.防火分隔新理念及其應(yīng)用[J].消防技術(shù)及產(chǎn)品信息，2010(9)：3-5.

[3] 李 波，黃艷君.核電站中常規(guī)島消防設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].核電工程技術(shù)，2007(12)：103-104.

Reserch on building fire barrier design of nuclear power plants

Qiu Shuang1Cong Peisheng2Yin Haiyang2

(1.SchoolofArchitectureandUrbanPlanning,JilinJianzhuUnivercity,Changchun130000,China；

2.NortheastElectricPowerDesignInstitude，Changchun130021,China)

During the compiling， the concept of fire barrier is the core content of building part in the national standard ofCodeforDesignofFireProtectionforConventionalIslandinNuclearPowerPlants(GB 50745—2012). The concept of fire barrier is the core content from the generation and definition of the concept of fire barrier, to make a detailed explanation and analysis on understanding and application in building fire protection design of nuclear power plants. The proposing of the new design concept has an important significance for guiding the building fire protection design of nuclear power plants.

nuclear power plant, fire barrier, fire resistance rating

2015-02-01

邱 爽(1972- )，男，講師； 叢佩生(1970- )，男，高級(jí)工程師； 殷海洋(1972- )，男，高級(jí)工程師

1009-6825(2015)11-0125-02

TU998.1

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