廣州市彩虹橋變電站消防設計淺析

肖 寧（廣州電力設計院，廣東廣州510000）

廣州市彩虹橋變電站消防設計淺析

肖 寧（廣州電力設計院，廣東廣州510000）

國民經濟的發展，城市規模的不斷擴大，需要城市軌道交通來解決城市公共交通問題，而城市軌道交通的建設又離不開變電站的配套建設。在城市用地越來越緊張，征地越來越困難的背景下，如何將上述兩者進行高度整合，節約城市用地，成為當下國內大型城市可持續發展研究不可繞開的新課題。

合建站；變電站；消防設計

廣州市軌道交通十一號線工程110kV彩虹橋主變電站擬建于廣州市荔灣區流花湖南面，位于地鐵彩虹橋車站內。變電站占地面積為1820.7m2，為減少對周邊環境的影響，擬設計為全地下變電站。站址南面為50m寬的東風西路，用地現狀為市政綠地及部分湖區。110kV彩虹橋主變電站經過廣州地鐵設計院和我院充分論證，一致認為主變電站選址于彩虹橋地鐵站附近時建設工程費用最省。但由于彩虹橋地鐵站位于老城區中心，周邊建設用地極其緊張，經過前期多次選址，站址均無法落實。為了節省建設用地，減少工程拆遷量，降低工程實施難度，最終提出了彩虹橋變電站與彩虹橋地鐵站合建的設計模式，充分利用建設用地的地下空間。該方案開創了廣州市變電站與地鐵站合建的先河，同時作為一個工程先例，對其他變電站和地鐵站合建具有重要的指導意義。

鑒于國內變電站與地鐵站合建模式對應的的相關消防設計規范尚處于空白，導致工程設計無據可依，也給消防審批單位提出更高要求。為了有序地推進項目，我院編制了相關的消防專題報告，并多次組織相關消防專家審查，專家組審查后一致認定本變電站消防設計方案可行。現將相關消防設計方案介紹如下：

1 變電站概況

新建彩虹橋變電站與彩虹橋地鐵站采用地下合建的方式，即變電站位于地鐵站內部（見圖1）。

圖1

本變電站地下3層、地上1層，總建筑面積4674m2，地面建筑高度5.3m。其中負三層設置了電纜室、排風機房，單層建筑面積為1821m2；負二層設置了主變室、110kV GIS室、33kV配電裝置室、動態無功補償室、電阻柜室、消防氣瓶室、排風機房等，單層建筑面積1691m2；負一層設置了主控室、蓄電池、站用變室、備用間、排風機房、吊物平臺、警傳室（兼消防控制室）、休息室、水泵房等，單層建筑面積為1088m2；首層布置了進風豎井（兼吊物井）、吊物平臺、排風豎井以及樓梯間等，單層建筑面積為74m2。建筑物內西北及東南角各設置一部疏散樓梯與場地連接（建筑平面圖及剖面見圖2）。

圖2

2 變電站消防設計

2.1 火災危險性分類

依據 《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）中第11.1.1條文關于建筑物的火災危險性分類及其耐火等級的規定，本工程設備擬采用氣體變壓器、干式電容器、干式鐵芯電抗器、電纜夾層采用A類阻燃電纜。按《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）中規定，本工程火災危險性分類可定義為丁類。

2.2 耐火等級

110kV彩虹橋變電站設計耐火等級為一級。

2.3 防火間距

依據 《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）中11.1.1條文關于建筑物的火災危險性分類及其耐火等級規定，本工程110kV彩虹橋變電站火災危險性分類屬于丁類。又依據《地鐵設計規范》（GB5057-2013）中28.2.1第2條規定：“地面出入口、風亭等附屬建筑，地面車站、高架車站及高架區間的建、構筑物，耐火等級不得低于二級”和《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）中3.4.1表中規定：“單層、多層丁、戊類廠房與耐火等級為一、二級單、多層民用建筑的防火間距為10m”。本變電站地面的出入口及風亭與地鐵站的出入口及風亭的防火間距均超過10m，滿足消防要求（見圖3）。

圖3

2.4 防火分區

依據 《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）中11.4.3中關于地下變電站防火區的規定：“地下變電站每個防火分區的建筑面積不應大于1000m2”。本站在進行防火分區劃分時，均按照不超過1000m2的防火分區面積設計。

2.5 疏散距離

依據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）中表3.7.4的規定：丁類廠房地下室廠房內任一點到最近安全出口的距離不應大于45m。本站各層平面的疏散距離均滿足以上要求，且這兩個安全出口都直接疏散出到室外地面。

2.6 疏散寬度

本變電站設置了兩把疏散樓梯，其中一把樓梯的梯段寬度為1.4m，另一把梯段寬度為1.6m，加起來的疏散寬度達到了3m；走廊寬度均大于2.5m。由于本站設計為無人值守變電站，即使平時有檢修或者巡查，人數也不會超過100人。故以上疏散寬度可以滿足人員疏散要求，符合消防設計要求。

2.7 建筑構造

本工程變電站為地下鋼筋混凝土結構，側壁混凝土厚度約800mm，側壁上不開任何門窗洞口；底板利用地鐵車站鋼筋混凝土頂板，板厚約1000mm，車站頂板均不開洞；變電站頂板為800mm鋼筋混凝土，頂板開設樓梯通道、進出風口和吊物井。變電站結構形成封閉結構，與外建（構）筑物均未設置連接通道，混凝土側壁為防火墻，側壁、底板和頂板均達到防火規范的要求，為了提高防火安全系數，在側壁內側分別加砌200厚耐火磚墻，在底板頂面加鋪耐火磚進行結構保護。

電纜從室外電纜溝進入變電站地下室入口處、電纜豎井出入口處設置防火隔墻，并用防火材料封堵電纜通過的空洞。變電站外20m電纜采用電纜槽盒直埋。電纜夾層采用A類阻燃電纜。

2.8 滅火救援設施

本變電站地面部分從東風西路單獨引入了一條4m寬的盡端式消防車道，并于車道盡端設置了12m×12m的回車場。消防車道的轉彎半徑滿足要求，消防車道滿足消防撲救的需要。

2.9 消防設施

本站為戶內變電站，室內按規范要求布置室內消火栓系統，消防給水管由東南面東風西路市政給水管接入，綜合樓室內消火栓用水量為20L/s、室外消火栓用水量為25L/s，持續時間為3h。因本站位處老城區，市政配套完善，暫定市政水壓和水量能夠滿足本站室外消火栓水壓和水量要求。

本工程室內消火栓系統由彩虹橋車站集中泵房和水池供水，生產、生活用水量達到最大且仍能滿足室內消防用水量。

設置煙感、溫感火災探測報警裝置，同時執行《電力設備典型消防規程》（DL 5027-93）和《建筑滅火器配置設計規范》（GB 50140-2005）行業標準，配備手提式、推車式滅火器及其它消防器具。

消防水泵、電動閥門、火災探測報警與滅火系統、火災應急照明按二級負荷供電；站內消防電源引至本站的站用電系統，并有雙回路電源引至各消防用電設備，在最末一級配電箱處可自動切換。消防用電設備都采用單獨的供電回路，在發生火災切斷生產、生活用電時，仍能保證消防用電，其配電設備都有明顯標志。消防供電系統線路均穿管暗敷。

站內主變室采用氣體滅火系統，按國標《七氟丙烷氣體滅火系統設計規范》（GB 50193-93）標準設計，采用全淹沒式組合分配系統，主變室各劃分為一個防護區，防護區共用一套系統，本站設置一套七氟丙烷氣體滅火系統。系統貯藥量根據電容器室體積決定，設計濃度9%，噴放時間不大于10s。系統的儲藥瓶組設在消防氣瓶間。

變電站通風、空調系統根據現行國家規范《采暖通風與空調設計規范》（GB50157-2003）、《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）及《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）設計。

（1）主變室：主變為戶內設置，采用自然進風與機械排風的通風系統，各電氣室內最高溫度不超過40℃；設低噪聲通風機（設置于排風機房），風機風量可同時滿足排除室內余熱和事故后排煙的要求。

（2）地下電纜層：采用自然進風與機械進排風的通風系統，設低噪聲通風機，風機風量可同時滿足排除室內余熱和事故后排煙的要求。

（3）動力變室、電阻柜室：采用自然進風與機械進排風的通風系統，各電氣室內最高溫度不超過40℃；設低噪聲通風機，風機風量可同時滿足排除室內余熱和事故后排煙的要求。

（4）110kV GIS室：自然進風與機械送排風的通風系統，除設有排煙通風軸流風機外，另要設排地面處的六氟化硫泄漏氣體的軸流風機。

（5）主控室、SVG室、33kV配電裝置室：設置空調調節空氣溫度和濕度，并設置風機排除事故煙塵。

（6）蓄電池室：設置防腐防爆型空調調節空氣溫度和濕度，并設置防腐防爆型軸流風機排除事故煙塵。

（7）警傳室、休息室：設置空調調節空氣溫度。

（8）水泵房、消防氣瓶室、廁所，設低噪聲排氣扇，排除室內余熱余濕。

3 結語

110kV彩虹橋主變電站與彩虹橋地鐵站合建模式對國內大型城市開發建設具有積極指導意義，特別是在城市用地亦趨緊張，城市化進程遠未結束的背景下，如何高效利用城市土地，變成城市市政建設無法忽視的問題。

[1]《建筑設計防火規范》（GB 50016-2014）.

[2]《火力發電廠與變電站設計防火規范》（GB50229-2006）.

[3]《地鐵設計規范》（GB5057-2013）.

TM63

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2095-2066（2016）34-0022-02

2016-11-22