談某核電廠附加柴油發電機廠房防火設計

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電機廠房防火設計

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電機廠房建筑防火設計中存在的問題，從防火布置、防火分區、安全疏散、油罐間設計等方面，進行了建筑防火優化設計，降低了火災危害的發生，提高了核電廠的安全性能。

發電機廠房，防火設計，安全疏散，油罐間

0 引言

建筑防火設計在整個建筑設計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產安全，工業建筑的防火設計更是與人民的生產生活密切相關。因此，做好建筑防火設計是一個建筑設計成敗的關鍵，所有從事建筑設計的人員在實際的工作中都應予以高度重視。在建筑設計的方案階段、初步設計和施工圖設計等各個階段、各個專業的工作中，防火設計都必須作為重點加以考慮。

1 項目背景概況

本子項為某核電廠廠區附加柴油發電機廠房，其主要的功能為廠區的附加電源，當一臺應急柴油發電機組因維修等原因不可用時，本子項內柴油發電機組可臨時作為替代電源。該子項由柴油發電機主廠房和主貯油罐間兩部分組成。

在原初步設計中，柴油發電機主廠房為地上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。主貯油罐內介質為柴油，油量為370 m3，主廠房內日用油罐間油量為2.5 m3。建筑防火設計執行GB 50016—2006建筑設計防火規范,地上與地下各劃分一個防火分區，主貯油罐間為一個防火分區。

經研究分析，本子項的初步設計在防火設計執行標準及平面布置等方面存在遺留問題。1)主廠房內日用油罐間貯存的介質為柴油，廠房內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不小于60 ℃采購。根據《建筑設計防火規范》中所示，大于60 ℃則為丙類液體，則該廠房為丙類廠房；同時，根據規范規定，廠房內丙類液體中間儲罐應設置在單獨的房間內，且容積不應大于1 m3，而工藝設計中日用油罐間的油量為2.5 m3，與建筑防火規范沖突，設計存在不合理之處。2)日用油罐間位于主廠房2層的中部，設置于消防設備間與直流室之間，并且未進行特殊防火處理；主廠房外部安全疏散樓梯設置在臨近主貯油罐間一側，而日用油罐間內的柴油為丙類可燃液體，若發生火災，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，內貯存柴油油量370 m3，若發生火災，既會對主廠房外部安全疏散樓梯造成威脅，也會產生油品外溢的風險。

根據上述初步設計中建筑防火設計方面存在的遺留問題，在下一階段的設計中進行了研究分析和優化設計。

2 優化防火設計及方法

2.1 設計優化方法

1)該子項建筑防火設計執行GB 50016—2006建筑設計防火規范存在遺留問題，采用對比分析的方法對現行相關規范進行梳理，明確本子項建筑防火設計執行的規范標準。2)優化防火布置原則：一方面，將火災危害較大的用房集中布置，減小對其用房的火災危害；另一方面，加強對電氣用房的保護，使設計布局更加合理，提高工程的安全性。3)優化防火疏散設計：安全疏散樓梯的位置遠離具有火災危險性的房間，確保安全疏散路線不受火災的影響。4)優化主貯油罐間、日用油罐間及蓄電池間的設計，以降低火災事故的危害性，提高工程的安全性。

2.2 優化防火設計

2.2.1 確定執行的規范

根據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，建筑專業展開了相關規范的梳理，以尋求更適合本工程具體情況的建筑防火設計依據。

通過對比GB 50016—2006建筑設計防火規范以及GB/T 22158—2008核電廠防火設計規范，發現《核電廠防火設計規范》在滿足工藝需求的同時，更具有包絡性。

首先，《核電廠防火設計規范》是根據火荷載計算，通過加強對火災危害較大的用房的防護，將火災限制在重點防范的區域，對設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，雖然本子項工藝專業要求廠房內所使用柴油按照閃點不小于60 ℃采購，但依據GB 252—2011標準0號柴油，閃點不小于55 ℃，因此在未來的運行中存在所采購的柴油閃點不能滿足不小于60 ℃的風險。依據《建筑設計防火規范》，閃點小于60 ℃的柴油為乙類液體，儲存乙類液體的房間需要進行防爆及泄壓的設計；而《核電廠防火設計規范》是根據火荷載計算對房間四周圍護結構提出防火要求，對火災危害較大的用房進行防護，對重點用房進行保護，而對儲存液體的閃點無要求。

綜上所述，經過對比分析，結合工藝布局要求，經專家評審最終確定：本子項為非安全相關的特殊工業廠房，建筑防火設計參照GB/T 22158—2008核電廠防火設計規范進行設計，并相應采取防火隔離措施。

2.2.2 優化廠房布置

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。其外墻與柴油發電機房及消防設備間之間的墻體均采用240 mm厚配筋混凝土實心磚墻，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。這樣在發生火災的情況下可以阻擋火勢的蔓延，以保證其他設備用房的安全。此做法一方面降低了火災的危害、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，使設計布局更加合理，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厚配筋混凝土實心磚墻，耐火極限均不小于3 h。3)工藝專業將柴油發電機主廠房原地下室的輔助設備間移至1層，方便柴油機輔助設備的安裝運輸，縮短了與柴油機相連的管道長度。同時，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)優化蓄電池間的設計，增加一半開放式區域以放置洗眼器及一些安全防火設備。

2.2.3 優化防火分區及安全疏散

1)防火分區。建筑防火設計參照GB/T 22158—2008核電廠防火設計規范，防火分區為：主廠房的日用油罐間為一個防火小區，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立的一個防火小區，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。在原初步設計中，廠房外部樓梯設置在臨近主貯油罐間的一側，若發生火災，則影響工作人員的安全疏散，設置較為不合理。在優化設計中，將疏散樓梯移至主廠房的另一側，遠離具有火災危險性的主貯油罐間和日用油罐間，保證了火災發生時的安全疏散。此外，由于疏散樓梯的梯柱與主廠房的GB溝相沖突，設計中優化了疏散樓梯的承重方式，在梯井處設置承重墻體，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，同時完善了建筑的立面效果，使得建筑立面更加簡潔、美觀。優化后的柴油發電機主廠房1層設有4個安全出口，2層設有3個安全出口。柴油發電機房、電氣控制間、直流室和主貯油罐間均設置2個安全出口，以確保安全疏散路線不受火災的影響。

2.2.4 優化主貯油罐間及日用油罐間的設計

1)在優化設計中，兼顧考慮370 m3油量及消防水量，結合工藝需增加主貯油罐設備與日用油罐間高差的調整，將主貯油罐間及輸油泵間下沉至-2.000 m，改為深半地下結構，以防止油罐在火災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，降低了火災事故的次生災害。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，進入管溝的孔洞進行防火封堵，氣密、水密，降低了火災事故的危害性。

3 結語

通過對初步設計的深入分析，找出設計中存在的問題，在下一設計階段進行設計改進，從而優化和完善了建筑防火設計，同時降低了工程造價和經濟成本。

廠區附加電源柴油發電機廠房優化防火設計具有如下優點：

1)通過輔助設備間和電氣控制間及電纜溝的布局調整，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整，防火分區及防火邊界的劃分更加清晰，重點防護突出，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)通過優化主貯油罐間、日用油罐間及蓄電池間的細節設計，降低了火災危害，同時降低了工程成本。

優化后的非安全級廠區附加柴油發電機廠房建筑防火設計布局更為合理，防火措施更加完善，安全疏散更有保證，避免了次生災害的產生，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計水平。同時，這項研究成果將會在后期同類項目設計中得到更廣泛的應用。

[1] GB 50016—2006，建筑設計防火規范[S].

[2] GB/T 22158—2008，核電廠防火設計規范[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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