新型防火材料在水电站通风空调与消防系统中的应用初探

石敬贤

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川 成都 610072)

1 前 言

近年来,中国水电建设发展迅速。2009年 3月,国家发改委在《可再生能源发展“十一五”规划》提出,“十一五”期间我国将继续大力发展水电,逐步提高可再生能源在能源供应中的比重。预计 2010年水电总装机容量达到 1.9亿 kW,到 2020年建成 3亿kW水电装机容量。水电项目的飞速发展,将极大地带动相关新型防火建材行业的连带发展。

新型防火材料硅酸钙防火板的发展在我国起步于 20世纪 90年代,并在本世纪初开始在我国的工业与民用项目中得到了广泛的应用,近年在电力行业也已经广泛使用。

2 硅酸钙新型防火板材料的特点

硅酸钙防火板为 A级不燃材料,具有优异的防火隔热性能,其质轻、高强、防水、防潮、隔声、保温等特点,以及安装灵活、施工速度快、耐火性能突出和物理化学性能稳定等特点,尤其在地下潮湿环境性能表现更为突出。在大中型水电项目中采用硅酸钙板防火隔板和防火吊顶构筑通风和防排烟管道(构造管道)具有传统混凝土或砌体结构无法替代的优势。在我国目前已建成的大型水电项目中,如广西龙滩电站和长江三峡电站等,都采用了性能和品质非常出色的保全硅酸钙防火板构造风道。

所谓硅酸钙防火板构造风道,系指利用硅酸钙板防火隔板或防火吊顶,同时借用已有的土建或岩壁结构构筑而成的通风或防排烟管道。

3 硅酸钙防火板构造风道的基本构造

硅酸钙板通风防火夹墙或吊顶均由标准规格的防火板和普通的国标龙骨内填岩棉构成,其基本构造见图1、2。

图1 通风防火隔墙用防火板基本构造示意

图2 通风吊顶基本构造示意

4 硅酸钙新型防火板材料构造风道的应用部位

作为防火通风管道系统的一部分,硅酸钙板构造风道的应用部位具有多样性的特点,可根据项目的具体实际情况灵活设置。其中纵向防火隔墙和通风夹墙均采用耐火性能 1～4h不等的硅酸钙板防火板,水平隔断可以采用耐火极限 1～1.5h不等的硅酸钙板防火吊顶。

水电项目中的典型应用部位如下:

(1)大中型水电站地下主厂房拱顶风道送风道与排风道之间的纵向隔断隔墙。大中型地下电站主厂房的通风空调方式通常采用从拱顶送风两侧夹墙排风(排烟),为此,需将拱顶分隔成三个独立密闭的通道,中间部分设置为空调送风通道,左、右分别设置排风(排烟)通道。采用硅酸钙防火板取代砖墙分隔拱顶是理想而又经济的方式,既能解决拱顶轻型结构的承重问题,对于空调冷风也能解决好中间通道与两侧排风道之间的热传导问题(隔墙不需另设保温材料)。

(2)大中型水电站地下主变室拱顶风道的纵向防火隔断隔墙。

(3)大中型水电站地下主变洞电缆廊道与通风道之间的纵向防火隔断隔墙。

(4)大中型水电站地下主变室搬运道排烟风道的设置。

(5)水电站主厂房上下游通风防火夹墙设置。

大中型地下电站主厂房的通风通常采用两侧夹墙排风(排烟),采用硅酸钙防火板取代砖墙作为通风夹墙是一种合适的方式,既能解决通风过流断面往往不足的问题,也能美观厂房。

(6)水电站主变室上下游通风防火夹墙设置。同样,大中型地下电站主变洞的通风通常采用两侧夹墙排风(排烟),采用硅酸钙防火板取代砖墙作为通风夹墙也是非常合适的,既能解决通风过流断面往往不足的问题,也能满足防火要求。

(7)通风管道竖井保护等。

5 硅酸钙新型防火板构造风道的优点

5.1 硅酸钙防火板性能稳定

从原材料和生产工艺角度而言,硅酸钙防火板具有性能稳定可靠、不受外部恶劣条件影响的优点。保全硅酸钙防火板的原材料主要包括特种水泥、多种防火添加剂和天然植物纤维,采用先进的流浆法生产,生产过程包括原材料配比、搅拌、成型、初步切割、初步养护、高温蒸压养护、表面打磨、精确切割、包装入库等,整个生产过程均由电脑自动控制,从而保证产品质量稳定可靠。保全防火板在强度形成过程中,采用了独特的高温蒸压养护(温度 170℃,压力 1MPa,时间 12～16h),形成的晶体结构均匀,从而使板材具有突出的物理和化学稳定性,产品的强度和外观尺寸等方面受环境温湿度的变化影响极小。具体技术数据见表1。

表1 保全板 Promatect-N技术数据

5.2 系统安装方便快捷

相对于传统构造风道采用的砌体或混凝土结构,硅酸钙板构造风道的现场安装具有明显优势:

(1)硅酸钙板通风夹墙或吊顶不但是干作业,而且硅酸钙板通风夹墙或吊顶均由标准规格的防火板和普通的国标龙骨内填岩棉构成,所有施工周期比传统做法节省 50%以上。

(2)用于超高通风防火夹墙(超过 6m)和大跨度水平通风防火吊顶优势明显,硅酸钙板构造风道只需在系统构造内部加设普通的轻钢支撑体系即可,省去了传统的设置混凝土构造柱和圈梁的工序。

5.3 系统重量轻、厚度薄、保温效果好

硅酸钙板通风防火夹墙或吊顶重量轻、厚度薄,不但节省空间,而且具有出色的绝热效果。在 4h耐火极限时,系统厚度不超 124mm,重量不超过 37kg;在耐火极限 3h情况下,系统厚度不超过 93mm,重量不超过 28kg。另外,硅酸钙板防火板的导热系数一般在 0.23W/(m·k),岩棉的导热系数更低,所以整个系统的绝热效果非常明显,能有效地防止主厂房拱顶中央送风道的空调冷风与两侧排风道的热排风交叉热传导,从而起到节能环保的效果。

6 结束语

新型防火材料硅酸钙防火板在水电站应用,由于其物理、化学功能和性能优越,使水电站的通风空调系统和消防系统运行更加可靠和安全,节能及经济效益更加明显,因此具有广阔的发展前景。