一种用于变电站的集防火、吸声、泄压功能于一体的围护墙体

技术领域

本发明涉及变电站用围护墙体技术领域，具体涉及一种集防火、吸声、泄压功能于一体的变电站用围护墙体。

背景技术

全户内变电站的布置较为紧凑，所有设备均布置于房间内，主变压器室正对站内主道路的围护墙体需要满足设备防火要求，具有不小于一小时的耐火极限。根据国家法律法规要求，主变压器为具有爆炸危险性的设备，且其设备中含有冷却油，房间需要与其他房间用防火墙隔离，因此，需要满足三小时防火要求；同时放置主变压器的房间需要考虑发生爆炸事故时，具有一定的泄压通道，以防止爆炸力对结构的破坏，进而影响整个建筑物的安全。除此之外，主变压器设备的噪声较大，其房间布置通常距离变电站围墙仅十米左右，若不采取措施，噪声传递出来后，不满足环评要求，因此需要采取一些隔声吸声的措施，来降低噪声值。

由上可知，主变压器室的围护墙体需要满足防火、吸声和泄压要求。常规围护墙体很难同时满足以上要求，需要采用两种或者三种墙体的叠加以实现上述三种功能，造成墙体较厚、安装复杂、造价较高，严重影响建筑物的建设。现有主变压器室墙体种类很多，如金属夹芯板、纤维水泥轻质板等，但尚无一种墙体可以同时满足三种功能，通常的做法是采用金属夹芯板或纤维水泥轻质板来满足防火和泄压要求，做完后，在墙板内侧增加一层专用的吸声屏障来实现吸声要求。但此种做法具有两个缺点：一是造价较高，二是增加的吸声屏障对泄压效果有影响，影响大小尚没有规定或试验支撑，可靠性有待研究。

此三种功能墙体主要为变电站内的主变压器室要求，现有变电站设计中借鉴其他工业建筑做法，可采用规范中的“双层压型金属板复合保温吸声外墙构造”，此构造与本发明的方案主要有以下两点区别：一是，规范中的墙板是金属板，大部分金属板使用年限满足不了变电站50年的使用要求，所以本发明采用了纤维水泥防火板，其细部连接构造也稍有区别；二是金属板复合墙体的耐火性能一般，不满足3小时耐火要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集防火、吸声、泄压功能于一体的变电站用围护墙体，该围护墙体适用于变电站主变压器室，具有构造简单、安装方便、结构安全等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种集防火、吸声、泄压功能于一体的变电站用围护墙体，包括主龙骨、分别设置在主龙骨前后两侧的穿孔吸声板和防火板一以及对称设置在主龙骨左右两侧的两个防火板二；所述穿孔吸声板与防火板二之间设有吸声玻璃棉，所述防火板一与防火板二之间设有防火岩棉。

进一步的，所述吸声玻璃棉包括位于主龙骨左右两侧的两部分，两部分吸声玻璃棉的内端分别通过一冷弯槽钢龙骨连接在主龙骨上；所述冷弯槽钢龙骨通过自攻螺钉与主龙骨相连；所述吸声玻璃棉的厚度为50mm，容重为32kg/m

进一步的，所述防火岩棉包括位于主龙骨左右两侧的两部分，两部分防火岩棉的内端分别通过一C型轻钢龙骨与主龙骨相连，所述C型轻钢龙骨通过自攻螺钉与主龙骨相连；所述防火岩棉的厚度为100mm，容重为100kg/m

进一步的，所述穿孔吸声板通过工字型铝合金卡件与主龙骨相连，所述工字型铝合金卡件通过自攻螺钉与主龙骨相连；所述穿孔吸声板采用无机陶镁板，厚度为9mm，穿孔孔径为8mm，孔中心距为20mm，穿孔率为10.4％。

进一步的，所述防火板一通过Ω型金属卡件与主龙骨相连，所述Ω型金属卡件通过自攻螺钉与主龙骨相连。

进一步的，所述防火板一和防火板二均采用无石棉硅酸盐板。

进一步的，吸声功能要求板材是孔隙性轻质材料，防火功能要求板材是密实性不燃烧材料，泄压功能要求板材是轻质材料，因此，防火功能的要求与吸声和泄压功能相矛盾，需要找到一个墙板来实现三种功能是本发明的难点。因上述三种功能，除泄压要求墙板重度不大于60kg/m

由以上技术方案可知，本发明所述的围护墙体内侧采用吸声板和孔隙性玻璃棉，具有较好的吸声性能；墙体外侧采用防火板加岩棉的型式，具有较好的防火性能，可满足一小时耐火极限要求；吸声板和防火板均为脆性材料，通过泄压试验发现，具有很好的泄爆功能，且本发明所述的围护墙板为采用轻质结构的一体化墙板，满足泄压要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一；

图2是本发明的结构示意图二(未包含左半部分的防火岩棉及防火板一)；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的吸声频率特性曲线。

其中：

10、穿孔吸声板，11、吸声玻璃棉，12、防火板二，13、防火岩棉，14、防火板一，20、主龙骨，21、冷弯槽钢龙骨，22、C型轻钢龙骨，23、Ω型金属卡件，24、工字型铝合金卡件，25、自攻螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-图3所示的一种集防火、吸声、泄压功能于一体的变电站用围护墙体，包括主龙骨20、分别设置在主龙骨20前后两侧的穿孔吸声板10和防火板一14以及对称设置在主龙骨20左右两侧的两个防火板二12。所述穿孔吸声板10与防火板二12之间设有吸声玻璃棉11，所述防火板一14与防火板二12之间设有防火岩棉13。穿孔吸声板10与防火板14之间设置竖向主龙骨20，用于支撑一体化围护墙体，主龙骨20截面为160×80×4.0mm，间距2000mm。通过螺栓将主龙骨20与建筑物的框架架构连接固定，即可完成本发明的安装使用。

该围护墙体从内至外依次为穿孔吸声板10、吸声玻璃棉11、防火板二12、防火岩棉13和防火板一14，总厚度185mm。所述穿孔吸声板10的厚度为9mm，冷弯槽钢龙骨21的高度为50mm，防火板一14和防火板二12的厚度均为9mm，C型轻钢龙骨22的高度为100mm，冷弯槽钢龙骨21与C型轻钢龙骨22的间距均为500mm，冷弯槽钢龙骨21和C型轻钢龙骨22的间距均为500mm。穿孔吸音板10与防火板一之间设置160×80×4.0mm的矩形钢管作为主龙骨20，主龙骨20间距2000mm。

进一步的，所述吸声玻璃棉11包括位于主龙骨20左右两侧的两部分，两部分吸声玻璃棉11的内端分别通过一冷弯槽钢龙骨21连接在主龙骨20上。吸声玻璃棉11采用冷弯槽钢龙骨21作为支撑骨架，冷弯槽钢21截面为50×30×2.0mm，间距500mm。所述冷弯槽钢龙骨21通过自攻螺钉25与主龙骨20相连；所述吸声玻璃棉11的厚度为50mm，容重为32kg/m

进一步的，所述防火岩棉13包括位于主龙骨20左右两侧的两部分，两部分防火岩棉13的内端分别通过一C型轻钢龙骨22与主龙骨20相连，所述C型轻钢龙骨22通过自攻螺钉25与主龙骨20相连；所述防火岩棉13厚度100mm，容重100kg/m

进一步的，所述穿孔吸声板10通过工字型铝合金卡件24与主龙骨20相连，所述工字型铝合金卡件24通过自攻螺钉25与主龙骨20相连；所述穿孔吸声板10采用无机陶镁板，厚度为9mm，穿孔孔径为8mm，孔中心距为20mm，穿孔率为10.4％。

进一步的，所述防火板一14通过Ω型金属卡件23与主龙骨20相连，所述Ω型金属卡件23通过自攻螺钉25与主龙骨20相连。防火板一14之间拼缝处采用硅酮耐候胶嵌缝密封处理。

进一步的，所述防火板一14和防火板二12均采用无石棉硅酸盐板。

将本发明所述的围护墙体进行防火性能测试，得出该围护墙体的耐火性能为240min。防火性能测试的具体过程为：在3米长和3米宽的框架上安装该围护墙体，然后将框架吊装至5面封闭的立方体检测炉未封闭的侧面，形成6面均为封闭状态的检测炉。在围护墙体的背火面安装12个指定的温度监测点。检测炉点火，按照标准升温曲线(ISO升温曲线)将炉内提高，10分钟升温至660℃、30分钟升温至820℃，60分钟升温至925℃,120分钟升温至1030度并一直保持到检测结束。检测期间，12个温度监测点最高温度不得大于180℃，平均温度不得大于140℃。而且，不能有贯穿的裂缝，如果有贯穿的裂缝有烟气或火焰，检测工作人员会夹着棉花靠近烟气或者火焰，如果棉花着火也证明围护墙体丧失防火功能。围护墙体墙经过4小时的高温检测，围护墙体没有变形倒塌、温度监测点满足要求；没有贯穿裂痕导致棉花着火。因此，本发明所述的围护墙体通过防火检测，满足4小时防火要求。

将本发明所述的围护墙体进行吸声性能进行测试，得到该围护墙体的吸声频率特性曲线如图4所示。吸声性能测试的具体过程为：在3.6米长和3米宽的框架上安装本发明所述的围护墙体，首先安装冷弯槽钢龙骨，在龙骨空腔填入玻璃棉，用工字型铝合金卡件将穿孔吸音板固定在冷弯槽钢龙骨表面，工字型铝合金卡件和冷弯槽钢龙骨之间，穿孔吸音板和冷弯槽钢龙骨之间均敷设弹性胶条，作用一是柔性连接提高抗震性能和冲击声响，二是加强减震效果提高吸声降噪功能。安装完毕后，噪声设备(12面无指向性扬声器)间隔一定频率依次发出100HZ至5000HZ的噪声，噪音在穿孔吸音板、玻璃棉和空腔组成的墙体作用下，实际产生的噪声有所下降，经噪音测试仪器(建筑声学分析仪)检测到的数据，并经科学计算得出降噪的幅度是70％，即吸声降噪系数为0.7。

变电站内电气设备噪声主要集中在125HZ～1000HZ，其中以500HZ声功率等级最高，按照《建筑隔声与吸声构造》08J931的说明中关于室内吸声系数的要求，高要求标准下吸声系数应≥0.6。根据图4所示的试件吸声频率特性曲线可知，本发明所述的围护墙体在1000HZ以下频段，吸声系数均≥0.6，具有较好的吸声效果。

将本发明所述的围护墙体进行泄爆性能测试，得出该墙板在经受峰值压力为100kPa的冲击波作用后，迎爆面泄爆板全部脱落，背爆面泄爆板下半部脱落。泄爆性能测试的具体过程为：在1.22米宽和2.44米高的框架上安装本发明所述的围护墙体，在距离围护墙体中心2.88米的位置，吊挂着圆形的TNT炸药球，远程控制炸药爆炸后，爆炸的冲击波达到泄爆墙的表面的瞬时最大压力(峰值压力)是100KPa。在经历100KPa的空气冲击波作用后，室内侧泄爆板(迎爆面)全部脱落(即破碎泄压)，室外侧泄爆板(背爆面)下半部脱落(即开启泄压)。

本发明的创新性在于采用一种体系来实现三种功能要求，因为三种功能要求，对于材料的要求不太一样，有的甚至相互排斥，不是简单的叠加，需要通过试验确定相关参数。同时需要结合建筑使用年限要求，现有产品中无法同时满足以上要求。吸声和泄压功能要求墙板为轻质材料，因此，该墙板的发明首先需要解决防火问题，选取耐火性能较好的不燃烧材料岩棉，搭配高级耐火纤维水泥板材，以实现三小时防火要求。岩棉材料的重度一般在80～120kg/m

综上所述，本发明所述的围护墙体内侧采用吸声板和孔隙性玻璃棉，具有较好的吸声性能；墙体外侧采用防火板加岩棉的型式，具有较好的防火性能，可满足一小时耐火极限要求；吸声板和防火板均为脆性材料，通过泄压试验发现，具有很好的泄爆功能，且本发明所述的围护墙板为采用轻质结构的一体化墙板，满足泄压要求。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。