新型防火材料在水電站通風空調與消防系統中的應用初探

石敬賢

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院,四川 成都 610072)

1 前 言

近年來,中國水電建設發展迅速。2009年 3月,國家發改委在《可再生能源發展“十一五”規劃》提出,“十一五”期間我國將繼續大力發展水電,逐步提高可再生能源在能源供應中的比重。預計 2010年水電總裝機容量達到 1.9億 kW,到 2020年建成 3億kW水電裝機容量。水電項目的飛速發展,將極大地帶動相關新型防火建材行業的連帶發展。

新型防火材料硅酸鈣防火板的發展在我國起步于 20世紀 90年代,并在本世紀初開始在我國的工業與民用項目中得到了廣泛的應用,近年在電力行業也已經廣泛使用。

2 硅酸鈣新型防火板材料的特點

硅酸鈣防火板為 A級不燃材料,具有優異的防火隔熱性能,其質輕、高強、防水、防潮、隔聲、保溫等特點,以及安裝靈活、施工速度快、耐火性能突出和物理化學性能穩定等特點,尤其在地下潮濕環境性能表現更為突出。在大中型水電項目中采用硅酸鈣板防火隔板和防火吊頂構筑通風和防排煙管道(構造管道)具有傳統混凝土或砌體結構無法替代的優勢。在我國目前已建成的大型水電項目中,如廣西龍灘電站和長江三峽電站等,都采用了性能和品質非常出色的保全硅酸鈣防火板構造風道。

所謂硅酸鈣防火板構造風道,系指利用硅酸鈣板防火隔板或防火吊頂,同時借用已有的土建或巖壁結構構筑而成的通風或防排煙管道。

3 硅酸鈣防火板構造風道的基本構造

硅酸鈣板通風防火夾墻或吊頂均由標準規格的防火板和普通的國標龍骨內填巖棉構成,其基本構造見圖1、2。

圖1 通風防火隔墻用防火板基本構造示意

圖2 通風吊頂基本構造示意

4 硅酸鈣新型防火板材料構造風道的應用部位

作為防火通風管道系統的一部分,硅酸鈣板構造風道的應用部位具有多樣性的特點,可根據項目的具體實際情況靈活設置。其中縱向防火隔墻和通風夾墻均采用耐火性能 1～4h不等的硅酸鈣板防火板,水平隔斷可以采用耐火極限 1～1.5h不等的硅酸鈣板防火吊頂。

水電項目中的典型應用部位如下:

(1)大中型水電站地下主廠房拱頂風道送風道與排風道之間的縱向隔斷隔墻。大中型地下電站主廠房的通風空調方式通常采用從拱頂送風兩側夾墻排風(排煙),為此,需將拱頂分隔成三個獨立密閉的通道,中間部分設置為空調送風通道,左、右分別設置排風(排煙)通道。采用硅酸鈣防火板取代磚墻分隔拱頂是理想而又經濟的方式,既能解決拱頂輕型結構的承重問題,對于空調冷風也能解決好中間通道與兩側排風道之間的熱傳導問題(隔墻不需另設保溫材料)。

(2)大中型水電站地下主變室拱頂風道的縱向防火隔斷隔墻。

(3)大中型水電站地下主變洞電纜廊道與通風道之間的縱向防火隔斷隔墻。

(4)大中型水電站地下主變室搬運道排煙風道的設置。

(5)水電站主廠房上下游通風防火夾墻設置。

大中型地下電站主廠房的通風通常采用兩側夾墻排風(排煙),采用硅酸鈣防火板取代磚墻作為通風夾墻是一種合適的方式,既能解決通風過流斷面往往不足的問題,也能美觀廠房。

(6)水電站主變室上下游通風防火夾墻設置。同樣,大中型地下電站主變洞的通風通常采用兩側夾墻排風(排煙),采用硅酸鈣防火板取代磚墻作為通風夾墻也是非常合適的,既能解決通風過流斷面往往不足的問題,也能滿足防火要求。

(7)通風管道豎井保護等。

5 硅酸鈣新型防火板構造風道的優點

5.1 硅酸鈣防火板性能穩定

從原材料和生產工藝角度而言,硅酸鈣防火板具有性能穩定可靠、不受外部惡劣條件影響的優點。保全硅酸鈣防火板的原材料主要包括特種水泥、多種防火添加劑和天然植物纖維,采用先進的流漿法生產,生產過程包括原材料配比、攪拌、成型、初步切割、初步養護、高溫蒸壓養護、表面打磨、精確切割、包裝入庫等,整個生產過程均由電腦自動控制,從而保證產品質量穩定可靠。保全防火板在強度形成過程中,采用了獨特的高溫蒸壓養護(溫度 170℃,壓力 1MPa,時間 12～16h),形成的晶體結構均勻,從而使板材具有突出的物理和化學穩定性,產品的強度和外觀尺寸等方面受環境溫濕度的變化影響極小。具體技術數據見表1。

表1 保全板 Promatect-N技術數據

5.2 系統安裝方便快捷

相對于傳統構造風道采用的砌體或混凝土結構,硅酸鈣板構造風道的現場安裝具有明顯優勢:

(1)硅酸鈣板通風夾墻或吊頂不但是干作業,而且硅酸鈣板通風夾墻或吊頂均由標準規格的防火板和普通的國標龍骨內填巖棉構成,所有施工周期比傳統做法節省 50%以上。

(2)用于超高通風防火夾墻(超過 6m)和大跨度水平通風防火吊頂優勢明顯,硅酸鈣板構造風道只需在系統構造內部加設普通的輕鋼支撐體系即可,省去了傳統的設置混凝土構造柱和圈梁的工序。

5.3 系統重量輕、厚度薄、保溫效果好

硅酸鈣板通風防火夾墻或吊頂重量輕、厚度薄,不但節省空間,而且具有出色的絕熱效果。在 4h耐火極限時,系統厚度不超 124mm,重量不超過 37kg;在耐火極限 3h情況下,系統厚度不超過 93mm,重量不超過 28kg。另外,硅酸鈣板防火板的導熱系數一般在 0.23W/(m·k),巖棉的導熱系數更低,所以整個系統的絕熱效果非常明顯,能有效地防止主廠房拱頂中央送風道的空調冷風與兩側排風道的熱排風交叉熱傳導,從而起到節能環保的效果。

6 結束語

新型防火材料硅酸鈣防火板在水電站應用,由于其物理、化學功能和性能優越,使水電站的通風空調系統和消防系統運行更加可靠和安全,節能及經濟效益更加明顯,因此具有廣闊的發展前景。