大中型电厂集控楼防排烟相关规范分析

李 忠

(中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司，浙江 杭州 310012)

0 引言

随着经济发展，电力需求不断增加，电厂装机容量加大，大中型电厂的集控楼布置日益复杂。这几年，GB 51251—2017建筑防烟排烟系统技术标准、GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018年版)新版本相继发布，集控楼的防排烟与以往工程有了不同的要求，因此有必要对集控楼防排烟系统进行分析，确定满足新规范的设计方案。

1 集控楼防排烟概况

1.1 相关规范

“随着电厂单机容量的增大及自动化水平的提高，众多的机、炉、电监控设备布置于一个相对集中的区域(即集控楼)已成为目前大中型电厂的一种布置模式，该模式被大多数电厂广泛采用”[1]。集控楼是发电厂的核心，不仅控制系统的主要设备布置在该区域，而且电厂运行、检修和维护人员的日常工作场所也在这里。它属于工业建筑，楼内工艺设备较多，人员相对较少，其防排烟设计要考虑的因素较复杂，不仅要执行《建筑防烟排烟系统技术标准》(以下简称《防排烟标准》)、《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)，还应遵循《火力发电厂与变电站设计防火规范》(以下简称《电规》)的条文要求，针对不同房间的具体要求，综合考虑。

1.2 火灾危险性类别

集控楼紧贴主厂房设置，通常布置有集控室、工程师室、电子设备间、配电间等工艺设备房间，同时还有交接班室、会议室、办公室等人员工作用房，有时底层门厅挑高两层，形成跨两层高度的区域，依据《建规》和《电规》的规定以及建筑特性，集控楼的火灾危险性类别为丁类厂房。下面，对集控楼各房间的不同使用功能作具体分析，确定其防排烟设计方案。

2 集控室防排烟设计

2.1 集控室

集控室是电厂的控制指挥中心，室内布置有很多监视仪表及控制装备等设备，运行人员集中在控制室内进行监盘和操作，它们的正常工作是整个电厂安全运行的重要保证。

集控室面积一般大于200 m2，由于紧贴主厂房，经常会布置在集控楼的中部，往往为无窗房间。依据2018版《建规》的8.5.4条款，“地上建筑内的无窗房间，当总建筑面积大于200 m2或一个房间建筑面积大于50 m2，且经常有人停留或可燃物较多时，应设置排烟设施[2]”。该条为强制性条文，这与2006版《建规》不同，2006版《建规》只规定地下、半地下建筑应设置排烟设施，对于地上建筑内的无窗房间没有设置排烟设施的强制要求，因此依据2006版《电规》，以往电厂集控室不设排烟系统，只设计灭火后通风换气系统，风机采用轴流通风机，无需选用高温排烟风机，达不到2018版《建规》的排烟要求。如果没有注意到新老规范的差异，在集控室防排烟系统设计中，很容易违反这一强条，以致不满足新《建规》的排烟要求。因此，在进行集控室防排烟设计时，首先要注意其是否有外窗，只要有外窗的丁类建筑房间，规范没有设置排烟装置的要求，只要依据《电规》第8.2.1条，“控制室应设排烟设施，排烟量可按房间换气次数每小时不少于6次计算”[3]，依据条文解释，该排烟设计界定为以恢复生产为目的，属于灭火后通风换气设施，通风机可选普通轴流风机。一旦集控室为无窗房间，只要在8.5.4条款的前提条件内，就必须设置排烟系统。排烟系统按照规范要求选用高温排烟风机，集控室净高一般小于6 m,其排烟量按60 m3/(h·m2)计算，该风机的布置要满足《防排烟标准》要求，“风机应设在专用机房内，且风机两侧应有600 mm以上的空间”[4]。采用上述的设计方案，才能达到集控室防排烟的要求。

2.2 办公室

集控楼内的交接班室、会议室、办公室等人员工作用房，当其为无窗房间时，其防排烟设计原则同集控室，当其为有窗房间时，可不设防排烟系统，由于这些房间没有集控室重要，无需设计灭火后通风换气设施。

3 电子设备间防排烟设计

3.1 电子间

“电子设备间是安装除值班人员监视、控制直接需要的监控装置外的电子设备(包括计算机、控制保护机柜及相关电源配供装置等)的房间”[1]，其重要性与集控室一样，也是整个电厂安全运行的重要保证。它与集控室最大的区别在于平时运行时，没有人员在室内值班，只有运行维护人员定时到电子间巡检，不属于经常有人停留的房间，不在2018版《建规》的8.5.4条款的适用范围内，可不设排烟系统，只要依据《电规》，设计灭火后通风换气设施。由于电子间通常室内设有全淹没气体灭火系统，依据GB 50370—2005气体灭火系统设计规范6.0.4条“灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区，应设置机械排风装置，排风口宜设在防护区的下部并应直通室外[5]。”的要求，灭火后通风系统室内吸风口宜设置在下部，排风应直通室外，吸风口应设置具有电动关闭功能的防火阀，该防火阀与消防报警系统连锁，当发生火灾时，感烟火灾探测器发送信号至消防控制中心，消防控制系统确认着火后连锁关闭防火阀、风机，以确保房间密闭性。当火被扑灭后且确认不能复燃时，开启排风系统，排除室内气体。由于排风系统不是用于火灾时排烟，灭火后室内温度不会太高，风机选用普通轴流风机是可行的。

3.2 配电间

集控楼内的配电间布置有干式变压器、开关柜等电气设备，室内没有值班人员，并设有全淹没气体灭火系统，其防排烟设计原则与电子设备间相同。同样，工程师室内布置有电气机柜，平时不经常有人，并设有全淹没气体灭火系统，其防排烟设计原则也与电子设备间相同。

4 门厅、走道及楼梯间防排烟设计

4.1 门厅

有些工程设计中，集控楼门厅挑高两层，形成高达两层的空间区域，这一区域是否算中庭，如何定性，关系到防排烟设计原则，《建规》所指的中庭是在建筑中贯通数层，其高度大都超过12 m，而集控楼只挑高两层，远未达到《建规》所指的中庭高度，因此只能定义为共享空间，按有人的区域考虑防排烟。因集控楼属于工业建筑，不属于民用建筑的范围，只要该门厅区域有外窗，就可不设排烟设施。

4.2 走道

设计中应依据《建规》的8.5.2条款“厂房或仓库的下列场所或部位应设置排烟设施：4高度大于32 m的高层厂房(仓库)内长度大于20 m的疏散走道，其他厂房(仓库)内长度大于40 m的疏散走道[2]。”来确定走廊是否设排烟系统。集控楼高度一般都在32 m以下，按规范如果疏散走道长度超过40 m，就要设置排烟设施。走道排烟设计要注意的是：

1)疏散走道长度的计算要准确，由于走道是有宽度的，对L形走道，长度从走道宽度的两侧或中间点测量，其数值是不同的，规范指的长度是按走道宽度中间位置计算的长度，以此来作为设计的前提条件。

2)应尽量采用自然排烟，但是，《防排烟标准》第4.2.4条附表[4]，对不同的空间净高，当内走道宽度大于2.5 m时，其防烟分区长边最大允许长度有限制，一般集控楼内走道高度在3 m～6 m范围内，按附表要求防烟分区最大允许长度不能超过36 m，往往集控楼走道长度都超过36 m,走道就必须分多个防烟分区，因此很难实现自然排烟，常常需要设置机械排烟。

3)排烟口应尽量布置在与人流疏散方向相反的位置处。只有注意了以上几个方面，才能设计出符合消防规范的走道防排烟设计方案。

4.3 楼梯间

集控楼一般设置封闭楼梯间，依据《防排烟标准》第3.1.6条“封闭楼梯间应采用自然通风系统，不能满足自然通风条件的封闭楼梯间，应设置机械加压送风系统[4]”，机械加压送风系统设计要注意的是：

1)对于采用何种型式的送风口，规范没有明确规定，只要求风速不宜大于7 m/s，楼梯间的送风口宜每隔2层～3层设置1个。通常楼梯间采用自垂式百叶风口，加压送风机开启时，位于楼梯间的自垂式百叶风口全部开启。

2)《建规》6.4.2条款“2除楼梯间的出入口和外窗外，楼梯间的墙上不应开设其他门、窗、洞口[2]”，这一条在设计中容易被忽视。有时楼梯间设有空调管道井，底层往往需要设检查门，如果不注意这点，检查门就会直接开向楼梯间内，违反了6.4.2条的规定，据此条文检查门只能开在走廊侧，同时管道井在每层楼板处还需采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵。

3)一般集控楼不设地下部分，但如有地下部分，楼梯间的防烟系统就很复杂。建筑的地下和地上部分楼梯间是用防火墙和防火门完全分隔，应分别独立设置防排烟系统。根据《防排烟标准》第3.1.6条“当地下、半地下建筑的封闭楼梯间不与地上楼梯间共用且地下仅为一层时，可不设置机械加压送风系统，但首层应设置有效面积不小于1.2 m2的可开启外窗或直通室外的疏散门[4]”。如果楼梯间满足上述条件，地下部分楼梯间可不设机械送风系统。

建筑物内的楼梯间，是建筑物着火时的安全疏散、救援通道，在防排烟设计中要全面考虑各因数，确定合乎规范的设计方案。

5 结语

随着新规范的发布，防排烟的要求比以往更严格，同时电厂集控楼内各房间功能多样，要遵循国家和电力行业多个标准，设计时应具体分析其适用规范条例，确定符合各规范的防排烟系统方案。本文对设计中遇到的集控楼防排烟系统作了分析，提出了要重视的几点设计要点，强调了容易违反的几条《建规》内容，希望能为类似工程提供一些参考。