談某核電廠附加柴油發(fā)電機(jī)廠房防火設(shè)計(jì)

趙 月

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

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談某核電廠附加柴油發(fā)電機(jī)廠房防火設(shè)計(jì)

趙 月

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

通過分析某核電廠附加柴油發(fā)電機(jī)廠房建筑防火設(shè)計(jì)中存在的問題，從防火布置、防火分區(qū)、安全疏散、油罐間設(shè)計(jì)等方面，進(jìn)行了建筑防火優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了火災(zāi)危害的發(fā)生，提高了核電廠的安全性能。

發(fā)電機(jī)廠房，防火設(shè)計(jì)，安全疏散，油罐間

0 引言

建筑防火設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)工作中起著極為重要的作用。建筑的防火問題直接危及使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全，工業(yè)建筑的防火設(shè)計(jì)更是與人民的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。因此，做好建筑防火設(shè)計(jì)是一個(gè)建筑設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵，所有從事建筑設(shè)計(jì)的人員在實(shí)際的工作中都應(yīng)予以高度重視。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)等各個(gè)階段、各個(gè)專業(yè)的工作中，防火設(shè)計(jì)都必須作為重點(diǎn)加以考慮。

1 項(xiàng)目背景概況

本子項(xiàng)為某核電廠廠區(qū)附加柴油發(fā)電機(jī)廠房，其主要的功能為廠區(qū)的附加電源，當(dāng)一臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組因維修等原因不可用時(shí)，本子項(xiàng)內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組可臨時(shí)作為替代電源。該子項(xiàng)由柴油發(fā)電機(jī)主廠房和主貯油罐間兩部分組成。

在原初步設(shè)計(jì)中，柴油發(fā)電機(jī)主廠房為地上2層，局部地下1層，建筑高度10.5 m；主貯油罐間為地上1層，建筑高度8.1 m；基底面積約為658.85 m2，總建筑面積約為1 050 m2。主貯油罐內(nèi)介質(zhì)為柴油，油量為370 m3，主廠房內(nèi)日用油罐間油量為2.5 m3。建筑防火設(shè)計(jì)執(zhí)行GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范,地上與地下各劃分一個(gè)防火分區(qū)，主貯油罐間為一個(gè)防火分區(qū)。

經(jīng)研究分析，本子項(xiàng)的初步設(shè)計(jì)在防火設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及平面布置等方面存在遺留問題。1)主廠房內(nèi)日用油罐間貯存的介質(zhì)為柴油，廠房內(nèi)所使用的柴油為非水溶性可燃液體，工藝要求柴油按照閃點(diǎn)不小于60 ℃采購。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中所示，大于60 ℃則為丙類液體，則該廠房為丙類廠房；同時(shí)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，廠房內(nèi)丙類液體中間儲罐應(yīng)設(shè)置在單獨(dú)的房間內(nèi)，且容積不應(yīng)大于1 m3，而工藝設(shè)計(jì)中日用油罐間的油量為2.5 m3，與建筑防火規(guī)范沖突，設(shè)計(jì)存在不合理之處。2)日用油罐間位于主廠房2層的中部，設(shè)置于消防設(shè)備間與直流室之間，并且未進(jìn)行特殊防火處理；主廠房外部安全疏散樓梯設(shè)置在臨近主貯油罐間一側(cè)，而日用油罐間內(nèi)的柴油為丙類可燃液體，若發(fā)生火災(zāi)，則影響工作人員的安全疏散，2層的平面布置存在安全隱患。3)主貯油罐間為地上1層建筑，內(nèi)貯存柴油油量370 m3，若發(fā)生火災(zāi)，既會對主廠房外部安全疏散樓梯造成威脅，也會產(chǎn)生油品外溢的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)上述初步設(shè)計(jì)中建筑防火設(shè)計(jì)方面存在的遺留問題，在下一階段的設(shè)計(jì)中進(jìn)行了研究分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 優(yōu)化防火設(shè)計(jì)及方法

2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

1)該子項(xiàng)建筑防火設(shè)計(jì)執(zhí)行GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范存在遺留問題，采用對比分析的方法對現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范進(jìn)行梳理，明確本子項(xiàng)建筑防火設(shè)計(jì)執(zhí)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。2)優(yōu)化防火布置原則：一方面，將火災(zāi)危害較大的用房集中布置，減小對其用房的火災(zāi)危害；另一方面，加強(qiáng)對電氣用房的保護(hù)，使設(shè)計(jì)布局更加合理，提高工程的安全性。3)優(yōu)化防火疏散設(shè)計(jì)：安全疏散樓梯的位置遠(yuǎn)離具有火災(zāi)危險(xiǎn)性的房間，確保安全疏散路線不受火災(zāi)的影響。4)優(yōu)化主貯油罐間、日用油罐間及蓄電池間的設(shè)計(jì)，以降低火災(zāi)事故的危害性，提高工程的安全性。

2.2 優(yōu)化防火設(shè)計(jì)

2.2.1 確定執(zhí)行的規(guī)范

根據(jù)工藝與供貨商的研究與討論，工藝提出希望日用油罐間的儲存量能夠滿足2.5 m3。為滿足工藝的需求，建筑專業(yè)展開了相關(guān)規(guī)范的梳理，以尋求更適合本工程具體情況的建筑防火設(shè)計(jì)依據(jù)。

通過對比GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范以及GB/T 22158—2008核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范，發(fā)現(xiàn)《核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范》在滿足工藝需求的同時(shí)，更具有包絡(luò)性。

首先，《核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范》是根據(jù)火荷載計(jì)算，通過加強(qiáng)對火災(zāi)危害較大的用房的防護(hù)，將火災(zāi)限制在重點(diǎn)防范的區(qū)域，對設(shè)置中間儲罐的房間無具體儲量的要求，因此滿足工藝對日用油罐間儲存量2.5 m3的要求。

其次，雖然本子項(xiàng)工藝專業(yè)要求廠房內(nèi)所使用柴油按照閃點(diǎn)不小于60 ℃采購，但依據(jù)GB 252—2011標(biāo)準(zhǔn)0號柴油，閃點(diǎn)不小于55 ℃，因此在未來的運(yùn)行中存在所采購的柴油閃點(diǎn)不能滿足不小于60 ℃的風(fēng)險(xiǎn)。依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，閃點(diǎn)小于60 ℃的柴油為乙類液體，儲存乙類液體的房間需要進(jìn)行防爆及泄壓的設(shè)計(jì)；而《核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范》是根據(jù)火荷載計(jì)算對房間四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)提出防火要求，對火災(zāi)危害較大的用房進(jìn)行防護(hù)，對重點(diǎn)用房進(jìn)行保護(hù)，而對儲存液體的閃點(diǎn)無要求。

綜上所述，經(jīng)過對比分析，結(jié)合工藝布局要求，經(jīng)專家評審最終確定：本子項(xiàng)為非安全相關(guān)的特殊工業(yè)廠房，建筑防火設(shè)計(jì)參照GB/T 22158—2008核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，并相應(yīng)采取防火隔離措施。

2.2.2 優(yōu)化廠房布置

1)將原來布置在主廠房2層的日用油罐間由原電氣控制間上部移至1層臨近主貯油罐間方向靠外墻部位，距主貯油罐間15 m，遠(yuǎn)離電氣控制間、直流室及蓄電池室和安全疏散樓梯。其外墻與柴油發(fā)電機(jī)房及消防設(shè)備間之間的墻體均采用240 mm厚配筋混凝土實(shí)心磚墻，耐火極限均不小于3 h，外門采用耐火極限為1.5 h的防火門。這樣在發(fā)生火災(zāi)的情況下可以阻擋火勢的蔓延，以保證其他設(shè)備用房的安全。此做法一方面降低了火災(zāi)的危害、提高了工程的安全性；另一方面縮短了日用油罐間與油罐間管溝的長度，使設(shè)計(jì)布局更加合理，也降低了工程成本。2)主貯油罐間周圍墻體與消防設(shè)備間及輸油泵間之間的周圍墻體均采用240 mm厚配筋混凝土實(shí)心磚墻，耐火極限均不小于3 h。3)工藝專業(yè)將柴油發(fā)電機(jī)主廠房原地下室的輔助設(shè)備間移至1層，方便柴油機(jī)輔助設(shè)備的安裝運(yùn)輸，縮短了與柴油機(jī)相連的管道長度。同時(shí)，將電纜夾層改為電纜溝，取消了地下室部分，減少了建筑面積約220 m2，降低了工程投資。4)優(yōu)化蓄電池間的設(shè)計(jì)，增加一半開放式區(qū)域以放置洗眼器及一些安全防火設(shè)備。

2.2.3 優(yōu)化防火分區(qū)及安全疏散

1)防火分區(qū)。建筑防火設(shè)計(jì)參照GB/T 22158—2008核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范，防火分區(qū)為：主廠房的日用油罐間為一個(gè)防火小區(qū)，其防火屏障的耐火極限為3 h，門的耐火極限為1.5 h；電氣控制間、直流室及蓄電池室均為各自獨(dú)立的一個(gè)防火小區(qū)，其防火屏障的耐火極限均為1.5 h，門的耐火極限為1.5 h；主貯油罐間與輸油泵間、消防設(shè)備間之間為防火屏障，其耐火極限為3 h。

2)安全疏散。在原初步設(shè)計(jì)中，廠房外部樓梯設(shè)置在臨近主貯油罐間的一側(cè)，若發(fā)生火災(zāi)，則影響工作人員的安全疏散，設(shè)置較為不合理。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，將疏散樓梯移至主廠房的另一側(cè)，遠(yuǎn)離具有火災(zāi)危險(xiǎn)性的主貯油罐間和日用油罐間，保證了火災(zāi)發(fā)生時(shí)的安全疏散。此外，由于疏散樓梯的梯柱與主廠房的GB溝相沖突，設(shè)計(jì)中優(yōu)化了疏散樓梯的承重方式，在梯井處設(shè)置承重墻體，采用懸挑梯段及休息平臺的方式，既解決了梯柱與GB溝接口相沖突的問題，同時(shí)完善了建筑的立面效果，使得建筑立面更加簡潔、美觀。優(yōu)化后的柴油發(fā)電機(jī)主廠房1層設(shè)有4個(gè)安全出口，2層設(shè)有3個(gè)安全出口。柴油發(fā)電機(jī)房、電氣控制間、直流室和主貯油罐間均設(shè)置2個(gè)安全出口，以確保安全疏散路線不受火災(zāi)的影響。

2.2.4 優(yōu)化主貯油罐間及日用油罐間的設(shè)計(jì)

1)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，兼顧考慮370 m3油量及消防水量，結(jié)合工藝需增加主貯油罐設(shè)備與日用油罐間高差的調(diào)整，將主貯油罐間及輸油泵間下沉至-2.000 m，改為深半地下結(jié)構(gòu)，以防止油罐在火災(zāi)工況下破裂后油體四溢，危害周圍廠房。同理，在日用油罐間外門處設(shè)置0.300 m高門檻，以防止日用油罐破裂后的油體外溢，降低了火災(zāi)事故的次生災(zāi)害。2)除此之外，在日用油罐間與輸油泵間鏈接的輸油管溝處采取阻火措施，進(jìn)入管溝的孔洞進(jìn)行防火封堵，氣密、水密，降低了火災(zāi)事故的危害性。

3 結(jié)語

通過對初步設(shè)計(jì)的深入分析，找出設(shè)計(jì)中存在的問題，在下一設(shè)計(jì)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，從而優(yōu)化和完善了建筑防火設(shè)計(jì)，同時(shí)降低了工程造價(jià)和經(jīng)濟(jì)成本。

廠區(qū)附加電源柴油發(fā)電機(jī)廠房優(yōu)化防火設(shè)計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)通過輔助設(shè)備間和電氣控制間及電纜溝的布局調(diào)整，使廠房布置更加合理，取消了地下室部分，減少了建筑面積，降低了工程投資。2)通過日用油罐間及安全疏散樓梯位置布置的調(diào)整，防火分區(qū)及防火邊界的劃分更加清晰，重點(diǎn)防護(hù)突出，既保證了其他用房的安全，也使得安全疏散路線更加合理，提高了廠房的安全性。3)通過優(yōu)化主貯油罐間、日用油罐間及蓄電池間的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，降低了火災(zāi)危害，同時(shí)降低了工程成本。

優(yōu)化后的非安全級廠區(qū)附加柴油發(fā)電機(jī)廠房建筑防火設(shè)計(jì)布局更為合理，防火措施更加完善，安全疏散更有保證，避免了次生災(zāi)害的產(chǎn)生，提高了核電廠的安全性，間接提高我國百萬千瓦級核電站的安全設(shè)計(jì)水平。同時(shí)，這項(xiàng)研究成果將會在后期同類項(xiàng)目設(shè)計(jì)中得到更廣泛的應(yīng)用。

[1] GB 50016—2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2] GB/T 22158—2008，核電廠防火設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Discussion on the fire protection design of the nuclear power plant adding diesel generator workshop

Zhao Yue

(ChinaNuclearPowerEngineeringCo.,Ltd,Beijing100840,China)

Through analyzing building fire protection design problems of the nuclear power plant adding diesel generator workshop, starting from aspects of fire protection layout, fire protection distribution, safety evacuation and oil tank design, the paper carries out the building fire protection design, which reduces the fire hazards and improves the nuclear power safety performance.

electric generator workshop, fire protection design, safety evacuation, oil tank house

1009-6825(2016)11-0014-02

2016-01-23

趙 月(1988- )，女，助理工程師

TU998.1

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