与展示功能相结合的变电站消防设计研究

2022-12-03吴蔚

低碳世界 2022年8期

吴蔚

（广州城市建设咨询有限公司，广东广州 510060）

0 引言

随着社会的快速发展，各行各业对电力的需求量也不断增加。为了满足能源的需求，同时响应2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的宏远计划，我国在各地建设了大量变电站，尤其是人口数量庞大的城市地区。由于居民对变电站的运转原理以及安全性普遍缺乏了解，变电站的建设经常引发周边居民的强烈反对和抵制。为了普及变压知识，打消居民对变电站安全性的疑虑，广州某变电站尝试在设计中融入展示宣传功能，满足电力供应需求的同时，也向人们宣传变电站工作的基础科学知识，消除人们对变电站辐射的固有恐惧心理，并且采用开放包容的设计理念，营造积极、开放、共享的城市空间。

1 项目概况

广州某变电站（图1）位于珠江新城东侧，猎德大桥北延线西侧的绿地。站址东面距猎德大桥36 m，南面紧邻珠江堤岸，西面为冷冻厂建设用地，北面紧邻临江大道。天河区已经发展成为广州的经济驱动引擎，对于电力能源需求量增大，该变电站建设在这个位置，可以向周边中央商务区（central business district,CBD）的商业、办公场所持续供应电力，解决该区域内办公及生活的用电问题。正因为建设地点选在临近城市CBD 位置，项目所引起的关注度以及影响力很大，它不应该是单一的电力供应场所，更应该是可以向周边居民开展科普教育活动的公共场所。因此广州市将该变电站定位为电力供应站兼科学展示教育基地[1]。

图1 广州某变电站

2 总体规划

该变电站用地面积约4000 m2，为多层丙二类工业建筑。在基地内设置有环形消防车道，净宽4 m，车辆的转弯半径不小于9 m。变电站东西长60 m，南北宽33 m。根据广州市政府要求，变电站进行了海绵城市、绿色建筑设计，与展示参观厅廊相结合，组织电磁感应实测互动，打消居民对变电站辐射的担忧，成为应用并展示建筑科技以及宣传电力知识的标志性建筑。

2.1 展示参观厅廊与生产厂房之间的安全分隔

变电站总建筑面积约5000 m2，地下一层地上两层并设有露天平台，建筑高度为12.7 m。一层为变电站功能区域，二层设有科普展厅。结合生产厂房设置了可以直接观看主变室和主控室内部空间的展示参观厅廊（图2）。参观厅廊与生产厂房之间通过耐火极限3 h 的防火墙进行了安全分隔，并在防火墙上安装了具有防火防爆功能的玻璃窗以方便展示。有效的安全防火分隔，在突发火灾等意外时可以保障参观人员的安全并确保充足的疏散时间[2]。展示参观厅廊的设置充分参考了已建的成功案例，也进行了消防安全论证，满足建筑防火规范要求。

图2 展示参观厅廊

2.2 独立设置参观人员的疏散通道

变电站的生产作业区域与活动区域分别独立设置，疏散通道也是独立设置的。作业区人员通过内部楼梯进行疏散。参观人员则是通过两部室外大楼梯（图3）进入以及离开展示区域，疏散总宽度达到8 m。设计阶段根据展厅的面积，参考相关规范给出的人员密度依据，来核定参观人员数量以及疏散通道宽度。实际运行阶段也必须按照设计要求，限制参观人数，管理控制好人流动线，以避免灾害危险。

图3 室外大楼梯

2.3 作为科普展示基地，融入城市空间

该变电站建筑的体量不大，却是城市基础设施的重要组成部分，并以“月光宝盒”的造型充分融入了城市核心景观带。它不只是一个普通的变电站，也不仅是供电的基础设施建筑，而是人们学习电力知识的场所（图4），它成为这个城市核心区域的融合剂和催化剂，并最大限度向公众开放和展示了新时代、不一样的安全设施设备，体现了城市新一代的变电站形象。本着促进城市现代化建设的原则和理念，该变电站结合珠江的自然景观资源，融入岭南建筑元素，采用逐级后退的建筑立面，呈现出北高南低的建筑体量，巧妙融入了现代化的城市空间（图5）。

图4 开展教育宣传的电力科技馆

3 相关项目应用案例

广州某变电站在论证变电站与展示功能相结合的安全性问题时，参考了北京市西城区已建成的相似变电站，该变电站很好地处理了220 kV 输变电站与周边城市街区空间关系，同时也印证了变电站中的展示区域可以符合安全标准[3]。

3.1 规划设计中的消防安全考虑

广州某变电站的平面布置需满足《建筑设计防火规范》的消防设计规范要求，变电站的火灾危险等级为丙类，且该项目变电站面积超过3000 m2，需要在建筑四周设置环形消防车道，按规范要求其净宽和净高均不小于4 m，车辆的转弯半径不小于9 m，这样就为消防救援活动提供条件，便于发生火灾后迅速展开灭火救援和人员疏散[4]。

3.2 独立设置的参观及疏散通道

为了更好地进行展示宣传，广州某变电站单独设置了可供普通群众学习参观的通道。该变电站为保证安全的防火做法如下：参观通道在两端各设置一个疏散口，满足参观通道内任何一个位置到疏散口的直线距离不大于30 m。地下室设备间和参观人员不共用疏散楼梯，按照防火规范要求，在疏散楼梯的首层的位置，设置防火隔墙和乙级防火门，其耐火极限不小于3 h。参观通道、展厅与设备间完全封闭，防火隔墙不设置门窗洞口和通风口。与配电室相邻的防火墙开设孔洞，穿墙套管采用耐火极限不小于3 h 的防火封堵材料进行封堵（图6）。

图6 防火封堵

4 工业建筑中参观展示功能的消防设计要点

《建筑设计防火规范》中关于办公用房的设置要求提到，办公用房如需设置在丙类厂房中，必须设置满足要求的防火隔墙、防火楼板、防火门与其他部位分隔，并应至少设置一个独立的安全通道，满足以上要求的同时保证在其中工作的人员是安全的。参观厅廊符合《建筑设计防火规范》的要求，其与生产厂房之间通过采用耐火极限3 h 的防火隔墙进行分隔（图7），可以在发生突发火灾等意外时保障参观人员的安全。

图7 防火隔墙

广州某变电站增加了科普教育展廊展厅并将其纳入消防的范畴，这是工业建筑与民用建筑的组合，更是工业建筑中参观展示功能的合理设置。工业建筑中参观展示功能的需求是普遍存在的，根据消防设计中基本的防火防灾理论，需要做到同时满足功能与安全的需求。工业建筑中参观区域的消防设计要做好以下3 点：①参观通道以及展厅与生产区域之间做好防火分隔。②单独设置参观人员的疏散通道，并严格按照规范要求，发生火灾时做到安全迅速快捷疏散人员。③限制参观人数，做好人流的管理，减少危险。

通过分析广州某变电站项目，可知变电站与参观展览功能组合建设是安全可行的，为以后标志性工业项目设计和建设趋势提供了成功的借鉴案例。工业建筑也可以做到美观、安全和具备互动性。通过展示界面，人们可以更直观地看清楚设备运作情况。通过宽敞的展示或交流互动空间，人们可以在现场参观和聆听讲座。屋面也可以设计成一个开放的露天展示活动场所（图8），用于举办露天的科普展示活动。传统的变电站大多都是强调单一功能性的建筑，但是未来的变电站可以增加“展示”这一功能，融入展示教育，成为兼备展示教育、输送能源的新型变电站[5]。