水電站消防設計及咨詢過程中常見問題探討

摘要：水電站消防設計及咨詢工作涉及眾多專業領域，這些因素對于水電站的安全運行至關重要。通過綜合分析現行標準與規范，重點對功能區域劃分、自動報警系統、消防給水系統配置等方面的常見問題進行深入探討，可以確保在發生火災等緊急情況時，水電站消防系統能夠迅速響應，有效疏散人員并進行滅火作業，最大限度減少損失，確保水電站安全、穩定運行。因此，本文依據消防技術標準和水電工程設計防火規范，對消防設計及咨詢中的常見問題進行分析，并結合水電消防設計的實際，探討相應的優化措施，以供業界參考。

關鍵詞：水電站消防系統；設計及咨詢服務；常見問題探討；改進策略

引言

水電站的消防要求極其全面、嚴格，對整體布局和具體設施等都有明確規范。然而，由于實際環境、設備等多種因素的影響，水電站消防設計與咨詢過程中仍存在問題。因此，相關單位必須重視管理與維護工作，嚴格執行各項消防安全措施，以確保水電站運行的安全性得到充分保障。

一、水電站消防設計規范

隨著水電站建設項目的推進，為了確保消防設計的規范化，消防技術標準也在持續完善中。目前，在水電站消防設計領域，最新的國際標準和規范主要包括《水電工程設計防火規范》GB50872-2014、《建筑設計防火規范》GB50016、《建筑滅火器配置設計規范》GB50140、《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017、《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014以及《水噴霧滅火系統設計規范》GB50219等。例如，《GB50872-2014水電工程設計防火規范》針對新建、改建、擴建的大中型水電站和抽水蓄能電站工程的防火設計，提出了嚴格要求，并明確了防火設計的標準與具體細節^[1]。其中，對于樞紐外遠程控制室、調度機房的防火設計，必須依照國家現行標準進行處理，并嚴格執行《建筑設計防火規范》GB50016的各項具體規定。

二、水電站消防設計及咨詢過程中普遍存在的問題

在綜合考量水電站消防設計標準與要求的基礎上，通過分析現實情況，可以識別出一些普遍存在的問題。

（一）功能區域劃分

在水電站消防設計過程中，主廠房與副廠房的功能劃分不明確，導致二者被歸并至同一防火分區。這種做法未能充分考慮不同區域的差異性、火災類型及潛在危險因素，可能導致防火措施不足、應對不及時等問題。同時，裝修材料的燃燒性能也是關鍵的安全隱患之一。在水電站內部裝修材料的應用過程中，丙類場所中仍存在裝修材料燃燒性能等級不符合規定的問題。例如，在頂棚、墻面等部位的裝修中使用了燃燒性能等級為BI的材料，嚴重削弱了整體安全性。同時，在地面結構、隔斷等部位的裝修材料選擇上，也存在類似問題，導致防火無法達到預期效果。

（二）自動報警系統

在水電工程消防設計過程中，自動報警系統的執行標準并未得到嚴格遵守，導致報警系統在靈敏度和覆蓋范圍方面無法滿足實際需求。因此，在火災等安全隱患發生時，系統無法迅速識別并發出動態報警，難以實現撲救初期火災的目的，從而容易導致嚴重的安全隱患。

（三）消防給水系統配置不充分

消防水源應綜合考慮生活用水需求，進行統一配置。然而，在缺乏對不同用水量和水壓進行細致分析的情況下，一旦發生火災，可能會嚴重影響滅火工作效率^[2]。此外，若消防設備和設施安裝不當，如消防水泵吸水管安裝不符合規定、泄壓閥設置錯誤等，將直接削弱系統的整體性能。若管網布局不合理，也可能導致供水壓力不穩定，如一些系統管網未按照規定進行固定，存在管徑、接頭等不符合標準的問題，未采取保溫防凍措施，這些因素都會直接影響系統的穩定性和可靠性。

在水電站消防設計過程中，消防水泵泄壓閥的配置是確保系統安全的關鍵要素之一。若設計中未明確技術規范、安裝位置等關鍵參數，可能導致泄壓閥安裝不當，從而增加安全隱患。若泄壓閥入口未安裝過濾器，管道中出現的雜質可能引發泄壓閥反應遲鈍，進而嚴重影響系統的安全性和穩定性。若泄壓閥的數量、布局不合理，可能導致系統某些區域出現壓力異常，既影響了系統的安全性，又降低了系統的穩定性。

三、水電站消防設計優化策略

（一）功能區域的標準化與設計優化

根據相關標準規定，對水電站生產區域的火災風險等級與耐火性能等級進行明確界定。對于廠區內的消防車道和疏散通道的設計與布局，制定了具體規定；對于廠區內的建筑物結構、防火構造、消防設計、安全疏散以及消防設施等，也制定了明確的規范。在水電站消防設計方面，必須依照《水電工程設計防火規范》（GB50872-2014）的要求，對功能區域進行劃分，并合理規劃防火分區，以便在火災發生時有效控制火勢，便于救援行動的開展，從而最大限度減少損失。因此，在進行水電站消防設計時，必須依照《建筑設計防火規范》的相關要求，對防火區域進行明確劃分。應當全面考慮水電站的高度、功能以及火災風險等級，基于“利于消防救援、有效控制火災以及減輕火災影響”的基本原則進行防火區域劃分。在水電站消防功能劃分過程中，可以采用空間布局、圍堤構建以及設置防火屏障等多種措施進行細化；在防火區域隔離過程中，需要綜合考慮水噴淋系統的運行情況，進行系統分析。

1.合理規劃消防車道與疏散通道

依據水電站的環境特征與布局優化原則，合理規劃消防車道與疏散通道。必須嚴格遵守《水利水電工程設計防火規范》GB50872-2014的標準要求，廠區內部消防車道的最小寬度不得低于4米，如果消防車道沿地面廠房的一側設置，其寬度應確保不小于6米。對于小型水電站，若采用單車設計，其至少應達到4米^[3]。

2.規范裝修材料燃燒性能要求

根據《建筑內部裝修設計防火規范》，必須提升裝修材料的燃燒性能。應對不同區域進行具體化處理，確保滿足既定標準。例如，當地面為架空地板時，地面裝修材料的燃燒性能等級至少達到二級；對于裝備有重要儀器設備的區域，應使用一級燃燒性能的材料。

（二）智能聯動消防系統

1.自動化系統應用

為提升水電站自動報警系統的性能，結合智能化技術手段，可顯著增強該系統的靈敏度并擴大其監控范圍，從而實現動態控制與實時監控。在設計過程中，必須對硬件設備進行優化，對軟件系統進行升級，并合理運用多種抗干擾措施，以確保滿足應用需求。通過調整閾值，可以提高報警器的靈敏度并減少誤報現象。例如，將系統靈敏度從300K調整至200k或100K，有助于過濾掉背景潮濕或者輕微滴水等干擾因素，進而增加觸發警報所需的傳感器接觸水量^[4]。借助語音提示、激光以及燈光等多種手段進行跟蹤處理，結合多種不同的警戒措施，提升系統的靈敏度。通過綜合運用多種手段進行處理，不僅能夠顯著增強報警效能，還能確保在多樣化環境中實現動態分析。

2.應用現代化消防滅火技術

（1）細水霧滅火系統。細水霧滅火系統主要利用超高壓水射流形成具有特殊狀態的水霧結構，這些水霧能夠迅速冷卻并窒息燃燒物，從而達到滅火效果。該系統適用于水電站的多種場景和火災類型。在設計過程中，必須綜合考慮不同功能、區域劃分以及環境等多重因素。

（2）自動噴水滅火系統。自動噴水滅火系統是一種簡單、經濟、高效的滅火技術。在水電站的建筑結構中，常見的滅火系統包括完全自動化濕式或干式自動噴水滅火系統。該系統由電源系統、噴淋水泵、輸水管線以及自動化噴淋等設備構成，能夠在火災發生時迅速啟動，進行智能化應對。

（3）高壓細水霧滅火系統。高壓細水霧滅火系統結合了水霧與泡沫劑兩種技術，通過超高壓水射流產生微細水滴，達到高效冷卻、窒息火焰的效果，具有迅速響應的特性。

3.通風與防排煙系統設計

針對水電站固有的火災風險，必須借助專業的通風和防排煙系統進行周密設計。通常采用水平進風通道，直接從室外引入新鮮空氣，經過在各個通風區域的流通，再利用排風洞和全廠排煙機房等設施及時排出廢氣。這種設計方法能夠有效減少不同功能區域間氣流產生的干擾。

在水電站的各個功能區域，一旦出現火災風險，消防自動報警系統將實時識別并迅速發出報警信號。消防控制系統將運用聯動設備來控制并關閉送排風系統。在火災撲滅后，送排風系統可以重新啟動。在關鍵區域，由于電器設備房、電纜層等區域存在火災風險，必須安裝常開防火閥。在關鍵區域，應采用常壓系統供應消防用水；若排煙系統與通風系統整合，可以通過控制措施，在火災發生時關閉通風系統，并在火災結束后再進行排煙。防排煙系統在火災發生時，能夠自動切斷通風空調設備，并與火警系統聯動，實現遠程自動控制；通過獨立中間繼電器發出動作信號；在啟動排煙系統前，打開排煙閥，當火災溫度達到280℃，自動聯動排煙風機。在電纜井道等關鍵位置，應設置事故后排煙風機，并確保與遠程控制和手動控制方式常態關聯，以便在事故發生時能夠迅速啟動。

（三）對消防水源與供水系統的設計進行完善

在設計水電站消防水源與供水系統時，必須進行優化分析，并嚴格遵守管理規范和技術標準，以確保分析工作詳盡、有效。綜合考慮水電站消防設計標準，通過優化供水方式，提升系統的整體性能。例如，采用雙水源結合的方法，能夠有效滿足不同工況下的供水需求；通過主設備冗余優化、二級減壓處理以及正反向供水設計、安全設計等多樣化手段，增強供水系統的穩定性^[5]。同時，在設計過程中，應進行詳盡的評估和數據分析，精確判斷方案的可行性和科學性，并根據水電站的具體情況，進行針對性優化調整。

在設計給水系統時，提升水泵的可靠性對于滿足緊急情況下水泵的使用需求至關重要。因此，必須審慎選擇適宜的消防水泵，確保其滿足流量和壓力等基本要求，采用干式電機技術，可以顯著降低潛在的漏電風險，并減少維修困難。此外，消防水泵在零流量狀態下的壓力應控制在額定設計壓力的140%左右，不得低于額定電壓的120%左右。在配置柴油機消防水泵時，應選用壓縮點火型，以確保消防給水系統的穩定性，并實現自動啟動功能。柴油機消防水泵的應急電源應能夠滿足自動啟動和持續供水的操作需求。控制柜與保護裝置應配備相應的保護設備，以確保控制柜達到相應的防護等級。同時，控制柜應采取防水措施，如在高溫潮濕環境下安裝防潮設備。通過緊急開關，快速打開柜門，以便及時應對緊急情況。

若消防給水系統設計存在缺陷，可能引發眾多安全隱患。在一些情況下，泄壓閥設置于消防水泵的出水管上，位置不同，應用效果也有所差異。若泄壓閥位于止回閥前，可有效防止因水泵流量較小而引起的超壓問題；若置于止回閥后，在防止小流量導致的超壓的同時，也可以有效避免停泵水錘在運行中造成的超壓等問題。通常情況下，設定數值范圍為消防水泵額定工作壓力的105倍至12倍。然而，如果動作壓力過高，在出現超壓時可能無法有效保護系統管網結構。若設定的動作壓力數值過低，可能導致供水壓力無法滿足系統最不利點的基本要求，從而降低整個系統運行的安全性和穩定性。

結語

水電站消防設計與咨詢，對于確保其運行的安全性與穩定性具有至關重要的作用。由于水電站的設備布局與運行環境相較于其他建筑結構存在一定的特殊性，火災風險相對較高。因此，專業的消防設計與咨詢能夠辨識潛在的安全隱患，并依據現行技術規范與標準，制定出全面的優化策略和應對措施，旨在有效降低火災發生可能性。

參考文獻

[1]馬明葉，陳雙龍，楊釗，等.金沙江白鶴灘水電站給排水及消防系統設計研究[J].水電站機電技術，2023，47（01）：92-97+103.

[2]邱丁.水電站消防設備布置與控制探討[J].消防界（電子版），2023，9（14）：28-30.

[3]張星光.水電站消防設計與咨詢中常見問題[J].云南水力發電，2023，39（05）：173-175.

[4]張健，張巖.活動壩水電站增效擴容改造設計方案探討[J].中國水能及電氣化，2022（03）：32-35.

[5]戴學新.巖山灣水電站消防安全探討[J].湖南水利水電，2021（03）：29-31.

作者簡介：計亞鵑（1984— ），女，漢族，河北滄州人，本科，研究方向：水利水電工程施工。