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消防性能化設計
1存在的問題
因為本建筑的體量過大,在現行規范范圍內仍然存在一些無法解決的困難。具體為:①建筑中間大商業區無自身安全出口;②疏散樓梯不能直通室外;③超市及地上商業疏散寬度不足[1]。
2性能化分析解決方法
(1)為解決洛陽泉舜財富購物中心的中間大商業區無自身的安全出口、部分樓梯間在首層不直通室外的問題,設計中采用將中庭的通道區域作為“亞安全區”的設計方案。“亞安全區”的實現需要保證以下幾個條件:①中庭通道區域無固定火災荷載;②控制中庭周邊商鋪或商業火災煙氣不進入中庭;③即使中庭周邊商鋪或商業內發生失效火災,煙氣溢出進入通道區域,也能被排煙系統迅速排出,不會對中庭人員造成危害[2]。
(2)疏散寬度不足的問題。對超市及地上商業疏散寬度不足的問題采取如下措施:①增加開向相鄰防火分區的疏散門,使得起火防火分區內有較為充裕的疏散寬度,并盡量縮短人員的逃生路線行走距離;②自動噴水滅火系統采用快速響應噴頭,使得在火災發生或發展初期即可被撲滅或抑制,以控制火災發展規模,延長人員安全疏散的可利用時間;③在原設計的基礎上適量加大機械排煙量。
在此基礎上分析地下一層超市和地上商業部分的火災危險性,設定最具有代表性的火災場景。通過對加強消防措施下的建筑的火災危險性進行研究,判斷人員是否能安全疏散,從而判斷建筑在消防措施加強的情況下能否保證人員的安全疏散。
性能化設計模擬分析
1步驟
①分析現場狀況:防火分區、疏散設計、防排煙系統;②設定安全目標:人員安全,財產安全;③選擇分析方法:定性、定量、計算機模擬;④分析影響因素:建筑結構,自救系統,使用情況;⑤給出分析報告:到達危險狀態時間tH。各時間關系見圖1。火災到達危險狀態時間為tH,人員疏散完畢的時間為tE,當tH>tE時,能保證人員安全疏散。
2性能化設計中火災場景設置
(1)地下商業火災場景B1。火源功率1.8MW,火災類型t2快速火。以此檢驗火災時機械排煙系統的有效性和人員能否安全疏散。
(2)1層商業火災場景A1,設于中庭走道防火分區14中庭。火源功率1.0MW,火災類型t2快速火。檢驗地下1層防火分區14中庭發生火災時中庭機械排煙系統的有效性,考察人員是否能安全疏散,進而驗證中庭定義為“亞安全區”能否成立。
(3)1層商業火災場景A4,A5,設于防火分區13商場內。火源功率8.0MW,火災類型t2快速火。檢驗商場內自動滅火系統未動作的情況,機械排煙系統的有效性,考察人員是否能安全疏散。
(4)2層商業火災場景A6,設于2層防火分區2主力店內。火源功率3.0MW,火災類型t2快速火。檢驗火源附近的一部樓梯被封堵,檢驗在部分疏散出口不可用的情況下,2層防火分區2發生火災時機械排煙系統的有效性,考察人員是否能安全疏散。
(5)2層商業火災場景A7,設于2層防火分區7商場內。火源功率8.0MW,火災類型t2快速火。檢驗在自動噴水滅火系統失效的情況下,2層防火分區7發生火災時機械排煙系統的有效性,考察人員是否能安全疏散。
3計算結果
(1)人員載荷按GB50016-2006《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)第5.3.17條第4、5項計取,影城內各放映廳人數的確定,參考建筑圖紙中放映廳的座位數確定。人員疏散模型軟件采用Pathfinder,根據模擬計算結果進行分析,具體見表1。
(2)人員疏散時間:緊急情況下的人員全部疏散完畢時間包括火災探測時間(talarm)、人員反應時間(tresp)和人員疏散運動時間(tmove):te=talarm+tresp+tmove。本性能化設計中將talarm設為60s,tresp設為120s。通過軟件模擬計算,以煙氣層能在人員疏散過程中保持在危險高度處能見度不低于10m、溫度不超過50℃、濃度不超過500ppm為安全判斷依據,人員疏散結果匯總如表2。
性能化設計的主要措施
本文采用“亞安全區”的設計概念來解決洛陽泉舜財富中心購物中心中間大商業無自身的安全出口、部分樓梯間在首層不直通室外的設計難點。
1中庭防火分區應采取的消防安全措施
(1)中庭通道區域禁止布置商鋪、展示等,禁止進行任何商業活動。
(2)中庭通道區域的頂棚、墻面、地面裝修材料和固定家具采用不燃材料;商鋪的頂棚、墻面、地面裝修材料采用不燃材料,固定家具采用不燃或難燃材料。采光頂棚應為不燃材料,耐火極限應滿足規范要求。
(3)中庭的電氣線路應使用低煙無鹵阻燃型電纜。
(4)中庭通道區域回廊及周邊店鋪的自動水噴淋滅火系統均采用響應溫度為68℃的快速響應噴頭。
(5)大商業與中庭通道區域間應采用防火墻、特級防火卷簾和甲級防火門或防火隔間進行防火分隔。
(6)商鋪作為防火單元,最大允許建筑面積為300m2。商鋪與中庭通道區域間采用防火墻、特級防火卷簾和甲級防火門或防火隔間進行分隔。商鋪、商業等之間采用耐火極限不小于3.0h實體墻分隔。
(7)連接樓梯間前室與中庭通道區域的走道,其兩側應為耐火極限不小于2.0h的實體墻,走道端部應設甲級防火門,走道內應采用不燃材料裝修。
(8)中庭頂部應設置機械排煙,排煙量按換氣次數不小于6次/h計。
(9)商鋪內應設置機械排煙,排煙量應符合《建規》第9.4.5條的規定。
(10)中庭內設置火災自動報警系統和現場廣播系統引導疏散。
(11)中庭內不應設置任何影響人員疏散的設施,地面或墻面應設置保持視覺連續的疏散導流標識。
(12)中庭兩側設室內消火栓,間距不大于30m,每層設消防器材站。
2疏散措施
(1)對于負1層超市部分區域疏散寬度不足的問題,當其他設計均滿足相關規范要求的情況下還采取如下加強措施:①負1層超市區域的自動噴水滅火系統采用快速響應噴頭。②疏散寬度不足的防火分區應在防火墻上增設開向相鄰防火分區的甲級防火門,使得防火分區內的疏散寬度滿足規范的要求。
(2)對于1~4層商業區域疏散寬度不足的問題,當其他設計均滿足相關規范要求,并采取如下加強措施:①1~4層商業區域應在防火墻上增設開向相鄰防火分區的甲級防火門,使得防火分區內的疏散寬度及疏散距離滿足規范的要求。②1~4層商業區域的機械排煙量應按《建規》允許最大防煙分區面積乘以120m3/(h•m2)計算。
1.建筑物在設計過程中出現能源浪費問題的原因
(1)因建筑物總體布局不合理而造成
建筑設計方案中貫徹節能設計思想受節地要求的影響,在建筑物總體布局上,一味地追求建筑面積的最大化,使得建筑布局往往會或多或少的忽略建筑物的自然采光與通風,這在一定程度上造成了能源的嚴重浪費,為了節地而降低了建筑的適用性,并不是建筑節能設計思想所提倡的。
(2)因建筑物單體布局不合理而造成
在建筑單體的設計中,需滿足建筑物的適用性和美觀性原則,二者的關系需要很好的平衡。部分設計師一味地追求建筑的新穎性和獨特性,將建筑物單體的平面布局設計得過于曲折,造成建筑體形系數過大,建筑能耗過高,不利于建筑物的節能。
2.建筑設計方案中貫徹節能設計思想的作用
(1)能有效地利用可再生的能源資源
人類社會的發展,應尊重自然、順應自然、學會與自然和諧相處。建筑物的節能設計,將節約利用資源的觀念貫徹于建筑物設計與建造的始終。比如在節能設計觀念的指導下,設計師在考慮建筑物總體布局上,會充分利用自然采光及自然通風,這在一定程度上既節約了能耗,又提高了建筑的適用性。又如在節能設計觀念的指導下,設計師在設計建筑物單體時,會充分地考慮建筑物的造型與功能之間的關系,通過充分利用自然的采光及通風條件,不僅在一定程度上能節約利用電能和減少空調設備的支出,更能有效地防止傳染性疾病的發生。此外,在節能設計觀念的指導下,設計師在建筑物景觀設計中,可以充分利用原有的自然環境,盡可能在不破壞周邊環境的同時,達到建筑與環境的協調統一。
(2)能滿足人民生產和生活的需要
建筑物在建造的過程中,其建設的主體有三類,第一類為設計方,第二類為施工方,第三類為承建方。設計方負責建筑物設計方案的設計,施工方負責根據設計方的圖紙進行施工,建設方是建筑物的所有者,其主要為建筑物的建造提供資金。基于此,建設方在選擇設計方案時,會衡量投資與回報的關系,利用最少的投資獲取最大的回報。建筑物的節能設計無疑備受建設方的親睞。消費者在購買房屋時,會綜合考慮建筑物各方面的因素,如建筑物周圍的配套設施,建筑物設計的質量,等等,節能環保的設計不僅能為消費者提供舒適的生活環境,更能節約建筑物在使用過程中的能源資源,極受消費者的歡迎。
二、建筑設計方案中貫徹節能設計思想的方法與措施
貫徹建筑物的節能設計思想,是設計師的基本職業素質,設計師應充分發揮主觀能動性,考慮建筑物、自然環境和人工環境三者之間的關系。據統計,自然環境對建筑物的節能設計的質量起到70%的影響。因此,在建筑方案的設計過程中,應充分貫徹節能設計的思想。以下是對如何貫徹節能設計思想方法和措施討論。
1.將自然元素充分引入到建筑物的設計方案中
與建筑物的設計有關的自然元素有土地、降水、光照和通風情況等等。建筑師在設計建筑方案的過程中,應以節能理念為宗旨,進行能源資源的優化配置。
(1)將自然采光引進到建筑物的設計方案中建筑師在設計建筑物的過程中應根據消費者的需求,貫徹節能設計的理念。將自然采光引進到建筑物的設計方案是設計師進行節能設計的首要選擇。在運用自然光貫徹節能設計理念時,設計師需要對建筑物所在地的自然環境和人文環境進行綜合的考量。我國處于地球的北半球,太陽東升西落,根據這個實際情況,將自然采光設計貫徹到建筑物的設計中時,應將建筑物的朝向設計為南方、東南方或西南方;具體的角度位置關系,要綜合考慮到周邊街道、周邊建筑關系等因素。在顧及建筑物美觀的同時達到了利用自然光調和房間整體效果的節能環保目的,在一定程度上改善了人們的生活質量。
(2)將自然通風引進到建筑物的設計方案中將自然通風引進到建筑物的設計方案中是貫徹節能設計思想的有效途徑。貫徹節能設計思想,需要做好以下幾個方面的工作:
1)設計之初,做好資料的收集工作。根據建筑物所處的人工環境和自然環境的特點,收集歷年來該地最高溫和最低溫的差值,風向、風速和風力的大小以及降水量等情況。
2)在具體的設計過程中,應明確自然通風設計對建筑物節能設計的作用:在自然通風的情況下,空氣的流通速度增強,室內空氣與室外空氣相交換的頻率增加,在人群密集的場所,空氣的流通可以有效地防止各類呼吸道疾病的滋生與傳播,為人民的身體健康和生命安全保駕護航;自然通風可以減少空調和機械通風設備的使用頻率,降低能源的消耗,達到節能減排的目的。
(3)將自然景觀引入到建筑物的節能設計方案中將自然景觀引入到建筑物的節能設計中,在減少對自然破壞的同時,提高了建筑本身的適應性與協調性。設計師在設計建筑物的人文景觀和自然景觀時應盡可能地引進周邊整體環境,在順應自然界和人類社會發展規律的過程中貫徹節能設計思想。
2.從建筑物本身貫徹節能設計思想
從建筑物本身貫徹節能設計思想需要考慮以下幾個方面的內容:
(1)將節能設計的理念貫徹到建筑物的總體布局設計中。建筑物的總體布局關系到整個建筑物的功能。在建筑物的總體布局設計中,應對土地資源進行合理的使用,這既是國家關于提高土地使用率的規范,也是建筑物節能設計的重要方面。在進行建筑物的節能設計時,還應提高原材料的使用率,爭取利用最小的資源消耗,建設滿足市場需求的建筑物;為貫徹節能設計的理念,設計師在設計建筑物的過程中,還應對建筑物周邊的情況有所了解,如周邊的交通配套設施、周邊行政區域的劃分,等等,盡可能地滿足人們生產和生活的需要。
(2)將節能設計的理念貫徹到建筑物的體形設計和管理設計中。實現這兩個方面的節能設計,需要設計師將自然元素和人工元素結合起來,充分發揮自身的主觀能動性,貫徹建筑物的節能設計思想。
三、結語
1.1客梯電源消防問題
在一個建筑中,客梯是一個十分重要的建筑配套設施,它給人們帶來的不僅僅是便捷,還有安全。但是在客梯中,人們想到的大多數都是一些關于被困于電梯中的時候該怎么做,很少有人會想到關于客梯電源的消防問題。這是一個疏漏,而有很多時候,可能就是因為這樣的一個疏漏,而導致不可估量的消防事故。客梯的動力都是來源于電能,可是如果其電源處出現了問題,引起消防事故,那么就不僅僅是人被困在電梯里的問題,很有可能還會引起高樓的瞬間失火,這主要是因為電梯是鏈接整個樓的各個樓層,一旦電梯電源發生事故,那么后果將非常嚴重。所以在建筑建設的過程中,一定要將客梯電源的消防問題解決掉。
1.2照明設備消防問題
照明設備是電氣系統中的一個重要組成部分,而照明設備的消防問題,也是建筑電氣消防系統中較為敏感的一個話題。在電氣系統中,照明設備通常是直接安裝在建筑物的電氣系統中,與其相接的是電氣系統中的電閘。如果照明設備出現電流異常情況,對于住戶來說是非常麻煩的一件事。因為對于住戶來說照明設備出現故障的最直接反應就是屋里沒有了光亮,而這時很有可能是因為照明設備出現問題,導致電流過大,從而將其中的某個鏈接部分燒斷,導致暫時的斷電現象,而此時,如果住戶自行更換燈泡的話,很有可能會導致自行觸電,或者由于更換不合理,導致更嚴重的火災事故。此時,照明設備在出現故障的情況下,一般來說都是由于電流過大,導致實際功率超出照明設備的額定功率最終引起的照明設備上的鏈接點被燒斷。因此,此時需要注意的是在照明線路中添加一個電流監控設備,這樣就可以察覺到其異常的現象,從而報警給消防安全中心進行消防措施處理。
1.3通道上的防火卷簾的控制問題
電氣消防系統中值得注意的是通道上的防火卷簾。在平時可能這個卷簾可能沒什么用,看著也很不起眼,但是如過發生火災的時候,這個卷簾就會出現有著很大的作用。這個卷簾的工作原理,是前端有個煙霧探測器,當它檢測到煙霧濃度超出指標的時候,卷簾就下降到一定程度,以隔開煙霧與人體。這樣就為人們逃生建立了良好的機會。但是如果電氣系統出現問題,或者人為硬性設置煙霧濃度指標,就有可能會引起不必要的災害。因此,這里也是在設計電氣消防系統的時候需要注意的地方。
2建筑電氣消防系統設計建議
建筑電氣消防系統是一個建筑中消防系統的重要組成成部分。現在許多家庭對與電氣的使用,已經達到了無所不用的地步。幾乎失去的電力,就無法生活。甚至于以前有些用火做的食物現在都采用電力來制作,在這樣的情況下,設計建筑消防系統的時候,就更應該注意到電氣消防系統的精確設計。無論是客梯電源,還是照明設備,或是防火卷簾,在這些設備中安裝消防監控設備都非常必要。下面就是作者為建筑電氣消防系統設計提出的幾點建議。
第一,注意安裝消防監控設備。在建筑設計中,建筑設計中有許多消防措施,消防設備來組成整個建筑物的消防系統。在這些消防系統中,可以看到是電氣消防系統,是需要安裝監控設備的。這個監控設備主要是由一些電流監控設備,熱力監控設備組成。當建筑中的電氣電流出現異常情況的時候,電氣消防監控設備會向消防系統中心提出警報,當異常值達到必須做出消防措施的時候,消防系統會自動對其線路進行斷電,并且做出相應的消防措施。而這個過程就是電氣消防系統中的自動報警系統。這個系統的安裝可以保證住戶或業主在這個建筑中的安全。
第二,利用報警系統保證消防工作的正常進行。報警系統不僅僅是起到了危險時刻的警報作用,而且對消防工作還有著預防災害的作用。報警系統的正常工作,能夠確保人們的安全生活環境,所以對報警系統的定期查詢非常必要。對于報警系統的查詢,首先要做到的是,保證整個電氣消防系統的前端探測器是正常工作的。在這樣的情況下,才能保證報警系統的報警準確性。當前端探測的數據,經過報警系統分析表明出現異常情況,報警系統就會自動將此信息轉發給事故處理端,讓它們對電氣災害做出相應的反應。定期對報警系統的查詢就是為了確保報警系統工作正常,能夠正常的保證人們的生命財產安全。
第三,注意對電氣異常情況的檢測。當檢測出來電氣的某一線路出現異常情況的時候,電氣消防系統首先做的是對異常情況進行分析,到底是電流出現瞬間過大,還是某一線路功率過大等情況。如果情況較為嚴重,將立即將此線路進行斷點處理。如果異常情況問題不大,則由監控人員對此線路進行查詢。查看出現異常情況的原因,并對此做出相應的處理,這樣電氣消防就可以保證人們的生命財產安全。
3結束語
加固構造及措施
根據結構整體計算結果,KZ-1、KZ-2從基礎頂面至15.800截面進行加固處理,加固后的截面見圖2。在混凝土柱加大截面時預埋好支撐鋼梁連接的鋼板,支撐部分上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,見圖3。為保證鋼支撐體系與框架混凝土柱的受力與變形協調一致,除鋼支撐上弦梁與混凝土梁保持可靠的連接外,上弦與支座之間及下弦與柱上的鋼板之間要保持可靠的焊縫連接。
傳力途徑
上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,由于鋼支撐具有較大的剛度,作用在混凝土框架梁上的豎向料倉荷載在不影響原有混凝土框架梁的受剪、受彎的情況下,將上部原有附加豎向荷載傳遞給鋼支撐框架體系。其中一部分通過支座以剪力的方式傳遞給框架柱;另外主要部分的料倉豎向荷載通過支撐上弦梁,由支撐系統中的斜桿傳遞給框架柱;斜桿下端傳遞給框架柱的水平分力由支撐體系的下弦水平梁來承擔,避免框架柱間承受附加彎矩。
加固效果
從本項目的施工過程來看,工程進展順利,施工質量很好,滿足了建設工期的要求。工程投產以來,設備運行正常。圖4為加固改造后的工程照片。
廠房結構臨時加固實例
1工程概況
某工程因技改需要,在原有轉運站位置上新建了一座蒸汽干燥廠房。新建廠房東、北、西三面均有建(構)筑物,重約300t的蒸汽干燥機受場地的制約,難以安裝就位,只能通過廠房南面的道路作為設備吊裝場地。施工單位編制的設備吊裝方案是:搭建設備吊裝平臺,吊裝平臺立柱位置示意見圖5,平臺柱下采用人工挖孔樁。該方案吊裝措施費用約為260余萬元,且吊裝平臺施工周期較長,難于滿足要求。
2加固方案的構思
根據廠房主體結構形式、現場鋼結構施工情況及蒸汽干燥機的就位位置,僅靠14.970平面的框架梁支撐蒸汽干燥機的重量是不可行的。然而由于現場構件已施工完畢,若為滿足吊裝荷載的需要對此平面框架梁進行加固,大量現場加固工作勢必影響工期,且加固費用也很高。經過多種方案的論證比較,應用桁架設計概念,利用14.970與10.870框架梁作為上下弦桿,在兩層梁之間設置臨時腹桿組成鋼桁架。由于兩平面上的鋼次梁亦安裝就位,可作為組合桁架上下弦桿的平面外支撐桿件,保證組合鋼桁架體系平面外的穩定。從結構形式及構件設置情況來看,廠房整體體系滿足承受吊裝荷載的可行性。
3受力計算
整個廠房結構處在主要構件安裝階段,在設備吊裝階段,框架梁柱可不考慮樓面的荷載。根據吊裝方案要求,設備荷載在整個吊裝過程中,由臨時增設的吊裝滑行梁作用在14.970平面的框架梁上,吊裝時的荷載示意圖見圖5。經過廠房整體計算和受力分析,組合鋼桁架滿足承載力與變形的要求,同時與組合桁架連接的鋼框架柱的承載力與變形均滿足要求,保證了臨時組合鋼桁架與結構總體系的一致協調性。增加臨時支撐的平面布置見圖5,圖6為2-C軸線上增加臨時支撐的立面。圖7為2-C軸線上增加臨時支撐的組合桁架的應力。
4加固效果
在設備吊裝時,即便在瞬間沖擊荷載的作用下,廠房結構的承載力和變形均滿足要求。此次利用廠房結構作為大型設備吊裝的過渡平臺,為工程節省了約200萬元的投資,同時保證了項目的建設工期。圖8為設備吊裝的部分工程照片。
1排風口布置方式和補風形式確定
國內學者認為對衛生間座便器側排風及室內新風滲入的情況最為合理,采用此方案的衛生間內污染物的濃度最低且擴散范圍較小。若考慮季節氣候室內外氣溫的差異,在節能性和舒適性方面,室內新風滲入情況都有明顯的優點。座便器側排風口設置在距座便器頂部0.3m處,即X=0m,Y=l.15m,Z=0m處,衛生間排風口設置如見圖1所示。現代住宅衛生間多采用頂排風及室內新風滲入形式對衛生間進行通風。本方案采用座便器側排風、頂排風及室內新風滲入形式對衛生間進行通風,使衛生間內污染物濃度最低,具有最好的通風效果。
2有害氣體檢測及排風總體方案設計
控制器采用STC89C52RC單片機,利用MQ137氣敏傳感器檢測當前環境中NH3的濃度,利用ME4-H2S對所測空氣中的H2S濃度進行測量。如果NH3和H2S傳感器檢測到這2種氣體濃度不小于預置值時,則單片機將控制排風扇通電排風,同時啟動聲光報警,在液晶顯示屏上實時顯示當前H2S和NH3有毒氣體的濃度;排風一段時間后,如果衛生間內的NH3和H2S濃度小于預置值,則單片機控制排風扇斷電停止排風,聲光報警關閉。該系統有無線遙控功能,可以實現對系統的無線遙控。有害氣體測控系統框圖如圖2所示。電源模塊STC89C52RC單片機H2S傳感器NH3傳感器紅外接收頭LCM顯示模塊排風機聲光報警圖2有害氣體測控系統框圖
3硬件設計
3.1控制模塊本設計方案的核心控制
單元采用STC89C52RC型單片機芯片。該芯片是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,單芯片上擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。在本設計方案中,NH3、H2S傳感器將檢測到的信號實時地輸入到單片機,經單片機的計算處理后,將2種氣體濃度信息送至液晶顯示單元顯示,同時將實時顯示的濃度值與預置值進行比較,以判斷排風扇的開關及是否進行聲光報警。
3.2采集信息模塊選擇
測量精度高、工作可靠,具備較強的防污染能力的氣敏傳感器。氣敏傳感器MQ-137是一種NH3檢測裝置其特點是響應快速、工作穩定可靠、電路簡單、大信號輸出、靈敏度高。MQ-137是一種電阻控制型器件,當環境NH3濃度變化時,傳感器的電阻值亦隨之變化,通過接口電路可以將MQ-137與計算機組成自動測控系統。隨著環境中NH3濃度的不同變化,氣敏傳感器電阻值發生變化,通過轉換電路將電阻變化信號轉換為電壓變化信號,將該電壓值輸入到單片機的模/數接口,即可確定當前衛生間的NH3濃度值。MQ-137根據當前衛生間的NH3濃度將測得的電壓值輸入至STC89C52RC相應引腳,STC89C52RC根據所輸入的信號值與預置值進行比較,發出命令,控制相應的輸出裝置。電化學硫化氫氣體傳感器ME4-H2S用于測量環境空氣中的H2S濃度。該傳感器根據電化學的原理工作,利用待測氣體在電解池中工作電極上的電化學氧化過程,通過電子線路將電解池的工作電極和參比電極恒定在一個適當的電位,在該電位下可以發生待測氣體的電化學氧化,由于氧在氧化和還原反應時所產生的法拉第電流很小,可以忽略不計,于是待測氣體電化學反應所產生的電流與其濃度成正比并遵循法拉第定律。這樣,通過測定電流的大小就可以確定待測氣體的濃度。ME4-H2S電化學傳感器的主要特點是低功耗、高精度、高靈敏度、線性范圍寬、抗干擾能力強、工作穩定可靠,適合環保中H2S氣體的檢測。
3.3顯示及報警模塊信息顯示
使用液晶顯示模塊LCM12864,它由128列64行液晶顯示點陣和其控制電路組成。該顯示模塊可以顯示數字、字符、漢字和圖形。因此,當前環境中的NH3和H2S的濃度值可以實時顯示在屏幕上。聲音報警選用蜂鳴器,由單片機的I/O口直接驅動三極管,再經過三極管放大電流后驅動蜂鳴器工作。光報警選用高亮度發光二級管,由單片機輸出口直接驅動二極管不停地閃爍。
3.4穩壓電源模塊
220V交流市電經變壓器降壓,由全橋整流電路輸出脈動直流電壓,經過濾波電路后,由三端集成穩壓電路LM7805輸出穩定的5V直流電壓,其穩壓精度一般可達到0.04以上,因此用LM7805就可以滿足單片機一般電壓需求。
4系統軟件設計
本方案設計主程序流程圖如圖3所示。軟件通過Keilsoft-ware公司開發的KeilC51語言編寫。KeilC51是用于51系列單片機的C51語言開發軟件。具有Windows風格的可視化操作界面;支持匯編語言、C51語言以及兩者混合編程等多種方式的單片機設計;能夠完成51系列單片機以及和51系列兼容的絕大部分類型單片機的程序設計和仿真。KeilC51為單片機的軟件開發提供了C語言環境,同時保留了匯編語言的高效、快速的特點。
5結語
《高規》第7.3.6規定:“室外消火栓的數量應按本規范第7.2.2條規定的室外消火栓用水量經計算確定,每個消火栓的用水量應為10-15l/s“,但是《高規》的《條文說明》是這樣解釋:“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量,其中包括室內、室外兩部分“,筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口,理應按室外管網來考慮。可以想象得到,室外管網供水流量一旦確定,即使設置再多的室外消火栓,其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設計把室消防用水儲存在室內消防水池時,室外管網一般就按室外消防用水量來確定,因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定,但是《高規》第7.4.5.3規定“水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點,距室外消火栓或消防水池的距離宜為15-40米“。從這個規定可以看出,水泵接合器的15-40米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此,在工程設計中,在布置水泵接合器時,要考慮其相對集中,以利于與經計算的室外消火栓數量對應,一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水尖接合器,且分散布置時,則需要適當增設“額外“的室外消火栓。
二、水泵接合器數量的確定
眾所周知,水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時,供消防車從室外消火栓取水,通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網,供滅火使用。
《高規》7.4.5-1規定:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定,每個水泵接合器的流量應按10-15l/s計算:“這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。筆者認為這一點不好照搬,我們從水泵接合器用途不難知道,水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時,那水泵接合器設那么多是沒有意義的,筆者最近做一個工程--廈門國際會展中心,按一類高層建筑設計,室外消防用水量為30l/s。但其室內大水滴噴淋系統設計用水量為133l/s,室內水幕噴淋系統設計用水量為167l/s,室內消火栓系統設計用水量為30l/s,這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按規范7.4.5-1規定,水泵接合器的數量應分別設10個,12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給,而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的,即使考慮到由消防車距離運水,那也不可保證大水滴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大,不可能在短時間內有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水,如時間過長,那這兩個系統也失去作用,最后時間一長就靠消火栓來滅火,因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量,可以分別設3-5個就足夠了;而對消火栓系統應重點保證,故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定,達到既節省投資的目的,同時又保證消防的安全可靠性。
三、消防水池容積的確定
消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物,容積的確定關系著滅火的安全性。《高規》7.3.2規定:“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量;市政給水管道為枝狀或只有一條進水(二類居住建筑除外),只要符合上述條件之一時均應設置消防水池。“《高規》7.3.3對水池的容積作了規定:“當室外給水管網能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求;當室外給水管網不能保證室外消防用水時時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方針對這兩條規定,卻有不同的設計方法。
在福州地區,室內及室外消防用水量均儲存了消防水池中,原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性,這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池,那將會造成很大的浪費,筆者認為是不可取的。
廈門地區是當室外給水管網能保證室外消防用水時,消防水池只滿足室內消防用水量。一般做法為:從市政引兩根進水管構成室外環狀供水,以保證室外供水的安全性,消防水池設在地下室,只考慮室內消防用水量,但不允許考慮火災時水池的補水量(規范沒有作明確規定)。故筆者認為這種做法不妥,這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水,一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心,地下室儲存了2600噸的消防用水,水池占地890平方米,筆者認為這種做法很不經濟,僅工程造價就增上百萬元;同時又增大管理的難度,如要清洗,定期換水等,又造成水資源的浪費;如果消防用水和生活用水合建水池,那必然會造成生活二次供水的水質污染。所以筆者認為既要保證消防安全,又要降低工程造價及管理方便,首先要加強自來水公司的責任度,保證城市環狀供水的安全可靠性,然后適當加大高層建筑的進水管,使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積,達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池,對這一點希望有關市政部門能夠牽頭,對共用水池進行合理地管理,這也需要有關部門進行合理公正的規劃控制。
香港在這一點上值得我們學習,香港的建的消防水池就很小,相當于一個水泵吸水井,容量一般不超過50噸,他們只保證初期火災的用水量,中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給,大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口,在高層建筑林立的香港就可節約了很多的建筑面積供各種用途使用,我們應向這一方面學習與借鑒。
四、消防給水系統的形式
對高層建筑消火栓給水系統形式的選擇,首先我們應保證系統的安全可靠性,其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。
按服務范圍分:獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統筆者建議盡量采用區域集中的消防給水系統就如上述所講:鄰近高層建筑共用消防水池,但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好,這就要求有關部門能夠牽頭,共同解決管理及費用的問題,使幾方面都能夠接受。
按高度來分:分區水和不分共給水
當消火栓栓口的靜水壓力不大于0.80MPa時,采用不分區給水形式,當消火栓栓口的靜水壓力大于0.80MPa時,采用分區給水形式。分區供水方式又包括:并聯分區供水方式;串聯分區供水方式;減壓閥分區供水方式。
關聯分區供水方式:各個分區互不干擾,自成體系,對系統更加安全可靠,但造價高,維護管理較困難。
串聯分共供水方式:各區水泵壓力相近或相同,不需高壓泵,高壓管;但水泵分散,管理困難同樣造價高。
關鍵詞:性能化設計;處方式設計;消防設計;火災模型
一、前言
如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍,那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
二、性能化消防設計的概念
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
性能化消防設計的兩個關鍵點,第一是確認危害,第二是明確設計目標。具體來說,它針對建筑物的特點,建筑物內人員特點,建筑物內部操作方式,建筑物外部特征,消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制,同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。
性能化消防設計包括確立消防安全目標,建立可量化的性能要求,分析建筑物及內部情況,設定性能設計指標,建立火災場景和設計火災,選擇工程分析計算方法和工具,對設計方案進行安全評估,制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中,需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析,并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算,因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大,往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。
三、性能化消防設計的流程
性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。
四、建筑物性能化消防設計的內容
建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容:一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計,二是保證建筑構件耐火的性能設計。
人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的,通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響,采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性,從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是:煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。
構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的,通過分析建筑構件在火災中的反應,采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性,從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是:火災持續時間小于構件的耐火時間。
五、國內外性能化設計應用概況
自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下簡稱性能化防火設計)的概念以來,日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究,南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用,并取得了巨大成就。
英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定“必須建造一座安全的建筑”,但不詳細確定應如何實現這一目標。
新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整,于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法,于1993年強制執行。1993~1998年,繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。
澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范(《BuildingCodeofAustralia》,簡稱"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陸續推行。
巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準,由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念,允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定,而對建筑物的耐火等級不做要求。
日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂,引入了一些有關性能化設計的內容,并于2000年6月施行;另外,還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂,計劃于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。
美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。
目前,已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法,并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題,如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定,公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。
六、推行性能化設計方法是一個逐步過程
盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點,作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用,但它們作為一種新生事物,還不為人們所理解和接受,特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。
有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全,以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查,并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全,三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全,以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。
世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內,建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。
另外,對于采用性能化方法設計的建筑,如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。
七、展望
性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢,它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化,并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它,但我們堅信隨著時間的推移,將會有越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計,采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。
我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐,充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手,促進性能化設計技術的發展:
(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究,拓展性能化設計方法的應用空間。
(2)加強新材料、新技術研究,規范材料性能參數,建立和完善消防數據庫,提供準確的性能化指標,為性能化應用積累基礎性數據。
(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律,為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據,并拓展計算機技術在消防中的應用。
(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法,使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。
(5)出臺可操作性強的性能化設計指南,使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。
(6)制定性能化消防設計規范,為性能化設計方法的應用提供法律依據。
參考文獻:
[1]田玉敏.論“性能化”的建筑防火設計方法.消防技術與產品信息,2003,(7).
[2]肖學鋒.發展性能化防火設計,迎接加入WTO的挑戰.消防科學與技術,2002,(5).
[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南.
[4]倪照鵬.國外以性能為基礎的建筑防火規范研究綜述.消防技術與產品信息,2001,(10).
[5]國外建筑物性能化設計研究譯文集.消防安全工程工作組編,2001.
[6]T.Tanaka.性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具.國外建筑物性能化設計研究譯文集.消防安全工程工作組編.
[7]盧兆明.香港性能化消防規范的應用情況.公安部四川消防研究所.2002.
關鍵詞:性能化設計;處方式設計;消防設計;火災模型
1前言
如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍,那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
2性能化消防設計的概念
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
1.1地址的選擇
建設變電站的地方最好不要占農耕地或經濟林區,而且還要做到節約用地即高效地利用土地資源。我們的變電站最好是選擇在交通方便,利于工作人員上班和資源配送的地方,真正地圍繞以人為本的核心。為了減輕變電站對環境造成污染,我們選擇建設變電站的地方必須是位于變電站所在地最小頻率風向的上側。我們選擇地址要避免選那些易發生斷層、坍塌和山體滑坡等地質災害多發地區,最好是比較開闊的地帶便于我們架設各種高架線。我們的變電站最好距離工礦等負荷中心近一些,方便我們電氣與電站的協調。
1.2豎向布置分布情況
變電站地基的設計要結合具體的地質情況,最好能夠充分地利用原有的地勢地貌。對于整個地基鑒于要做擋土墻和場地排水,我們要采用平坡式或者階梯式布置。我們要確保在地下水位上方25cm以上處挖地基做條形基礎,之后用三合土或三七灰土來填充并夯實(可以采用機械夯實或人工夯實)與地面齊平即可。
1.3建筑結構
(1)建筑的安全性。要想保證土建設計和構件的安全性,我們必須做到嚴格規定結構的荷載量,并且認真確定材料強度和荷載分項系數的大小,另外要保證標準荷載下的安全度。
(2)建筑的牢固性。要求建筑在發生局部破損時不會引發大面積坍塌,來減小災難損失。
(3)建筑的耐久性。要使建筑能夠在荷載壓力作用下,能夠持久耐用,尤其是在應對混凝土的腐蝕的情況,更要做到較大的耐用性。
2土建設計方案存在的問題
為了提高工程施工的綜合競爭力和經濟效益,我們要保證變電站工程的質量夠硬,安全性夠好,進度夠快。要做到這些我們首先要做的就是了解變電站中所有可能存在的問題。第一,站址選取時的問題。變電站無論選擇在哪,都要面臨賠償問題,可能是拆遷費用,可能是土地征用費用或商戶補償費用,這些賠償都會一定程度上造成資金壓力。第二,預估土方時的問題。即使我們在施工之前做了精確的預估土方,但是一旦真正開始還是會有很多我們預想不到的情況,這就造成現實與預估土方之間的沖突。第三,結構腐蝕的問題。混凝土的腐蝕是影響建筑施工安全的重要因素,但是我們又不能做到完全避免。第四,溫度對道路建設的影響。在變電處一些特殊位置存在“永臨結合”的建筑方式,使得溫度一旦升高后就可能對道路造成一些損害。第五,室內排水和防火問題。在室內設計時,常常會有屋頂門窗滲漏,地面硬度不夠,防火不達標,高度不符合安全帶電距離等問題。
3土建設計方案的優化
3.1可行性的研究
(1)占地面積的可行方案。我們要合理布置規模就要注意控制主變數量和出線回數。針對室外配電裝置場地,要注重它與建構筑物之間的關系,為了有效減少占地面積,我們必須要采用先進的工藝設備節省空間。建筑物在不影響它本身的功能的前提下合并為一棟樓,另外也要降低一些樓宇附屬場地的各種費用。經過相關的技術分析,為了減少占地面積,主變壓器一般選用兩臺比較合適,35kV要與110kV對稱布置,以10到12個為35kV的出線間隔和以2到4個為110kV的出線間隔。作為可研設計的人員要做到出線間隔和主變數量成比例等前期的科學規劃。以皖北的某一個變電站為例,整個占地面積僅僅是3700m2左右,具體設計就是主變和功能建筑位于中間,旁邊采用防火墻,10kV和110kV對稱分布的開關場地,10kV的出線間隔為24個。
(2)位置選擇的可行方案。位置選擇需要全面綜合考慮,不僅要考慮負荷量,網絡結構還要考慮征地情況,城鄉規劃。要做到減少土石方量,盡量不占經濟效益較高的土地,而占用荒地或坡地。要做到盡量配合規劃部門和城鄉管理部門的統一規劃,避免相互交叉的架空線路。還有站址要靠近負荷中心,且要方便利用一些基礎設施,地勢平坦利于運輸。
(3)地下處理的可行方案。在研究可行性階段要先了解建設變電站的地下情況,對于地下有防空洞、滑坡、要塞管道或是回填區就要避開。例如曾經在皖北某縣本來選址的地方卻在可行性研究時發現地下是雜土回填區,以前發生過坍塌,不僅如此地下還深埋著主要污水管道,因為要解決這些問題所需要的費用遠遠超出預算,最終決定另尋合適的地址。
3.2初步設計階段要完成的工作
(1)總體規劃設計。我們在確定變電站的具體規劃方案與規則之前,必須考慮變電站所在地的地形地貌、水源電源、氣象條件以及交通情況,不僅如此我們還要考慮變電站對生態環境的影響,變電站施工和工藝布置情況以及后續變電站的運行維護。變電站在達到它本身的功能要求后,要做到施工、運行、檢修時資源節約,環境友好生態平衡的目的。
(2)平面布置設計。變電站的平面布置設計是在符合總體規劃的前提下為了實現方便交通節約占地面積的目的。因此,我們必須在吸取電氣平面布置經驗后采取合理的工藝技術來達到我們的目的。對于總平面布置要進行模塊化,即將總平面劃分成若干個功能區,例如主變場區,110kV配電裝置場區、配電裝置區等,變電站的道路要將變電站內的各個功能區連接起來。變電站內道路設計要求滿足各種檢修、大體積物體配送、防火、防災的具體規定。建筑物的布局方面要盡量減少土地的占用量,無形中就得增加建筑物的密集程度,但是這一切都有一個前提就是建筑物之間必須符合消防安全距離的規定。
(3)建筑方案設計。降低變電站的占地面積一直是我們強調的問題,所以我們在設計變電站的建筑方案中采用了聯合布置的方式。具體操作就是盡量使變電站的電氣設備安裝在同一座主控樓或是同一座配電裝置樓中,當然還是得以符合工藝技術要求為前提。變電站的平面布置設計要求變電站里的每個房屋都有足夠的空間來進行設備的運行和維修;變電站的立面設計要求使變電站與它周圍的環境相互融合統一。進行變電站建筑設計時,對于材料的使用主要是鋼筋和混凝土,因為大部分的建筑物都使用鋼筋混凝土框架,其他類似支架和構架的主要是鋼結構。變電站的抗震等級主要是由當地的設防烈度和變電站的重要等級相結合來確定的。建筑物所采用的基礎形式一般不會選用筏式基礎或條形基礎,因為要考慮到變電站所在地的地址情況和整個建筑結構承受的載荷大小,大部分情況下獨立基礎和樁基礎可以很好地滿足相關要求。對于變電站地基的情況我們不能一概而論,需要按照當地具體的地質情況分別采取適當方案處理。如果站址所在地區的填土層比較厚時,我們就要進行強夯處理;如果站址所在地有厚度特別大的淤泥層時,我們就必須則考慮水泥攪拌樁、預壓法、管樁或灌注樁等方法來進行處理;當然如果站址所在地的地質情況比較好,那么我們就可以直接使用這種天然地基了。對于變電站的暖通以及通風設計,只要能使設備正常運行而且符合消防的相關要求即可。對于變電站中溫度和空氣質量的調節,我們需要根據以前變電站中的換氣和防爆次數以及具體的溫度要求,采用空調,自然或是機械方式進行調控。
3.3變電站施工圖設計階段
變電站土建的施工圖設計階段是將總圖,暖通,結構,排水,建筑等這些通過審查檢驗的方案真正應用到實踐當中。因為這涉及很多的專業所以必須在施工前進行專業溝通,以防各專業在交接的時候出現一些不必要的麻煩。我們可以采用一些有益的措施來提高施工圖的質量以及土建工程的施工效率。
(1)因為變電站的特殊性使得變電站內建筑物基本都不會發生變動,所以我們可以進行具有自己獨特風格的標準化設計。
(2)由于變電站的具體工作會涉及到很多的專業學科,所以為了減少各專業之間不能互相及時溝通而產生不必要的矛盾的現象,我們必須建立各專業之間資料互提共享機制。建立變電站土建施工的快速反饋機制,這樣設計部門就可以快速處理在土建施工中遇到的問題,使得土建設計更加地完善合理。
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