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中美规范中柴油发电机房的建筑防火要求对比探讨

陆云 张为芳
  
建筑创作
2022年3期
中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 南京 210000

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【摘  要】本文主要对美国规范IFC和NFPA中关于柴油发电机房的条文进行研究和探讨,并与中国的建筑设计防火规范进行比较,探讨在按美国标准进行柴油发电机房防火设计时,有什么特殊的条文、用中国的规范来设计有没有问题。本文分别从柴油发电机房的火灾危险性、柴油发电机的布置要求、柴油油罐的布置要求、火灾报警装置的设置、灭火设施等几个方面进行探讨。

【关键词】柴油发电机房  防火规范  IFC  NFPA

随着“一带一路”国家倡议的推进,中国企业承接了越来越多的海外建设工程项目。我国的工程设计人员,需要更深入地了解国外建筑设计规范,以满足海外项目的设计要求。美国的建筑设计规范和标准由于编制制度完善,修订改编及时,在很多海外工程中得到业主的认可并进行应用。

美国建筑规范体系繁多,内容庞大,其中美国的国际规范理事会(ICC)编制的I-code以及美国消防协会(NFPA)编制的NFPA规范,应用范围最广。本文对美标中柴油发电机房的防火问题探讨,涉及到的规范主要有I-code中的《International Building Code 国际建筑规范》IBC-2018,《International Fire Code国际防火规范》IFC-2018以及NFPA中《Flammable and Combustible Liquids Code易燃和可燃液体标准》NFPA 30-2018,《Standard for the Installation and Use of Stationary Combustion Engines and Gas Turbines固定式内燃机和气体涡轮机的安装和使用标准》NFPA 37-2018,《Life Safety Code生命安全标准》NFPA 101-2018,《Standard for Emergency and Standby Power Systems应急和备用动力系统标准等几本规范》NFPA 110-2019。

在本文中用于比对的中国规范为《建筑设计防火规范(2018版)》GB 50016-2014。

1.柴油发电机房的火灾危险性

根据GB 50016第5.4.13条的条文解释,柴油发电机使用的柴油的闪点应不小于60℃,属于丙类物品。因此,柴油发电机房的火灾危险性为丙类。

在NFPA 30第4.3.2条,规定了闪点不小于60℃的液体为Class Ⅲ类,与我国的规定类似。

2.柴油发电机的布置要求

2.1  发电机间的布置位置

在GB 50016第5.4.13条第1点中规定,柴油发电机房“宜布置在首层或地下一、二层”。这里是推荐布置,并非强制。而第2点则为强制性条文,“不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻。”

根据IFC-2018第1203.1.3条,应急电力系统和备用电力系统的安装应符合IBC、NFPA 70、NFPA 110和NFPA 111。

而在这些规范中并没有推荐布置位置,对于如房间内、屋顶上等各种布置位置,都提出了相应的防火要求。

2.2  发电机间的防火分隔

在GB 50016第5.4.13条第3点中规定,柴油发电机房“应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和1.50h的不燃性楼板与其他部位分隔,门应采用甲级防火门”。由于柴油发电机房的耐火等级不低于二级,因此根据GB50016-2014表3.2.1查到,柱耐火极限不低于2.00h,梁耐火极限不低于1.5h。

美标在NFPA 110第7.2.1.1中规定,应急电源系统房间应用耐火极限不低于2.00h的“construction”与建筑物内其他部位隔开。这里的“construction”可以认为是包括墙、柱、梁、楼板等一切建筑构件。对于开门的耐火极限问题,在NFPA 101的表格8.3.4.2中有说明,耐火极限为2.00h的防火隔墙上开门需要满足1.5h,即国标中满足甲级防火门要求。

可以看出,中美规范中的关于柴油发电机房防火分隔的主要差别,在于美标对房间梁、楼板的耐火极限要求更严格。

3.柴油油罐的布置要求

3.1  油罐容量及布置位置

在GB 50016第5.4.13条第4点中规定,“机房内设置储油间时,其总储存量不应大于1m³”,且应与发电机间分隔。如果储存量超过1m³,应该按照GB50016第4章节对丙类液体储罐的规定进行布置。

而在美标中,对于柴油油罐的布置要比中国标准宽松不少。在NFPA 110第7.9.5条中规定,房间内允许存放油罐的最大容量为2498L(660gal),有的NFPA规范中也会直接将660gal等同于2500L也就是2.5m³。实际上这条规范在理解上可能会有歧义,比如是把油罐跟柴油发电机放在同一个房间,还是要独立房间布置,并没有讲清楚。NFPA 110第7.9.1.1条指出,所有油罐系统的安装需要满足NFPA 30、NFPA 37、NFPA 54和NFPA 58。通过NFPA 37第6.3.2.2条就能更清楚了解这条规范的含义,如果油罐不是独立房间布置,则容量不应大于660gal;如果油罐容量大于660gal,则需要放在独立房间内。每台发电机可以接的油罐总容量不得大于660gal。NFPA 37第6.3.2.3条又规定,一个建筑物内油罐总容量不能超过1320gal也就是5000L。至于超过5000L的油罐,则要按照根据NFPA 30表22.4.1.1规定设计了。

在一个菲律宾的变电站工程中,由于柴油发电机要求运行时间较长,油罐容量为5m³,因此我们把油罐设在柴油发电机房屋外,油罐外边缘距离柴油发电机房外边缘不小于5ft,也就是不小于1.5m。

虽然美标中是允许油罐容量在2.5m³以下时,与柴油发电机布置在同一房间内,但是在实际设计中,如果有条件独立设油罐,还是按GB50016要求设置储油间。单台柴油发电机的储油间内油罐储量不大于2.5m³。

3.2  储油间的防火分隔

在GB 50016第5.4.13条第4点中规定,“储油间应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与发电机间分隔;确需在防火隔墙上开门时,应设置甲级防火门”。可见在中国规范中,对油罐的危险性要比发电机定义得高。

但是在美标中,储油间的建筑构件耐火极限却比发电机间的建筑构件耐火极限低。在NFPA 37第6.3.5.1条中,总容量不大于5000L(1320gal)的储油间,需要采用耐火极限不大于1h的墙、楼板、天花板。

实际上,在NFPA 37第4.1.2.1.1中有规定,发电机间需要采用耐火极限不大于1h的墙、楼板、天花板。在NFPA 37这本规范中,储油间和发电机间的危险性是一致的。只是在NFPA 110中又把发电机间的防火分隔要求提高了。

4.火灾报警装置的设置

在是否设置火灾报警装置这个问题上,中美标准差异比较大。

GB 50016第5.4.13条第5点中规定,柴油发电机房“应设置火灾报警装置”。

IBC第2702.2.7条规定,应急电源应按照IFC要求设置气体探测系统。而IFC第916.10条中指出,气体探测系统不需要与火灾报警系统连接。

在美标中并未规定柴油发电机房一定要设火灾报警装置。NFPA 110第7.11.3条规定,如果应急电源房间配备火灾探测系统,那么该系统的安装要满足NFPA 72的要求。

5.灭火设施

在灭火设施设置上,中美标准也基本一致。

GB 50016第5.4.13条第6点中规定,“应设置与柴油发电机容量和建筑规模相适应的灭火设施,当建筑内其他部位设置自动喷水灭火系统时,机房内应设置自动喷水灭火系统”。

IBC第903.2条从面积、功能、位置、使用人数、建筑高度等方面,定义了需要设自动喷水灭火系统的建筑。根据比对,柴油发电机房并不需要设置自动喷水灭火系统。在IBC第903.3.1.1.1条第3点也指出,用2小时防火分隔与建筑物其它部分隔开的发电机房是不需要设自动喷水灭火系统的。在本文第2.2章节中提到过,NFPA 110规定柴油发电机房应用耐火极限不低于2.00h的建筑构件与建筑物内其他部位隔开,因此柴油发电机房不需要设自动喷水灭火系统。

IBC第906.1条第6点规定,发电机房应设手提式灭火器的。

也就是说,美标要求柴油发电机房需要设手提式灭火器,无需设置自动喷水灭火系统。

6.中美要求的比对表

7.结论

在对于柴油发电机房的防火要求中,中国标准基本比美国标准的要求略高。当柴油发电机房采用美国标准时,只要注意梁板的耐火极限不低于2.00h,则完全可以用中国标准进行设计。

参考文献

[1]建筑设计防火规范(2018版)GB50016-2014:中国计划出版社,2018

[2]International Building Code,2018

[3]International Fire Code,2018

[4]NFPA 30 Flammable and Combustible Liquids Code,2018

[5]NFPA 37 Standard for the Installation and Use of Stationary Combustion Engines and Gas Turbines,2018

[6]NFPA 101 Life Safety Code,2018

[7]NFPA 110 Standard for Emergency and Standby Power Systems,2019

作者简介:

陆云,男,1982.4,工学学士,高级工程师,主要从事建筑设计。E-mail:luyun@jspdi.com.cn。

张为芳,女,1981.1,建筑学学士,高级工程师,主要从事建筑设计。E-mail:zhangweifang@jspdi.com.cn。

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