1、高层建筑消防电气设计探讨摘要：随着现代社会的快速发展，高层建筑的大量涌现，对于复杂建筑的防火问题也越来越突出。完善的消防电气系统，对于发生火灾后能够使建筑物内各种消防用电设备持续可靠运行，及时有效地疏散人员、物资和控制火势蔓延是非常重要的。消防工作是以防为主，以消为辅，所以要求电气设计者在设计的时候一定要认真而全面的考虑消防问题。高层建筑中的电气消防设计主要包括三方面：火灾应急照明设计，火灾自动报警系统设计和消防联动系统的设计。本文首先分析了高层建筑发生电气火灾的主要原因，对其设计中存在的隐患进行了说明，并重点阐述了高层建筑电气消防设计的三大要点。 关键词：高层建筑；消防；电气；火灾；消防联动
2、 Abstract: with the rapid development of modern society, high-rise buildings emerge in a large amount, for complex building fire problem is becoming more and more serious. Perfect fire electrical system for fire can make buildings after all kinds of fire power equipment for reliable operation, effec
3、tively and timely evacuation of personnel, material and control the fire from spreading is very important. In case of fire control work is primarily, by an ounce of prevention is worth a elimination, so the requirement in the design of electrical designers must be serious and comprehensive considera
4、tion fire control problem. In the high-rise building electrical fire design mainly includes three aspects: fire emergency lighting design, automatic fire alarm system design and fire linkage system design. This paper first analyzes the high-rise building electrical fire happened, the main reason for
5、 the design of the hidden troubles of were explained, and focuses on the design of high-rise building electrical fire three points. Keywords: high-rise buildings; Fire; Electrical; Fire; Fire linkage 中图分类号：TU208.3文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 一、高层建筑发生电气火灾的原因 （一）电气装置设计不当 有腐蚀气体的场所未采用相应要求的设备，以致绝缘破坏，短路引起
6、火灾；防爆场所未安装防爆电器：线路载流量超过允许值导致电器设备长期超负荷运行，造成设备过热引起火灾：雷击场所未设置合理的防雷措施或防雷装置失效，由雷电流效应引起火灾。 （二）电气安装不规范 导线连接处采用缠绕连线，时间长了由氧化引起接触电阻增大，接头过热引起火灾。断路器、接线端子板、插保险的熔丝、设备连接螺钉等处，长期运行经过震动连接不牢，接触电阻增大引起火灾。灯具不按规范要求安装，对白炽灯、卤钨灯等产生的热量没有采取有效措施，以致烤燃周围易燃物。 二、高层建筑电气消防设计中存在的隐患 （一）消防电气线路的敷设存在问题 许多消防电气线路设计采用穿塑料管(PVC)保护，并从吊顶内走线。而高层民用
7、建筑设计防火规范 （以下简称“高规” ）规定：消防用电设备的配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其敷设应符合下列规定：暗敷设时，应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm；明敷设时，应穿有防火保护的金属管或防火保护的封闭式金属槽。在布线上要求与“高规” 、 “报警规范” （火灾自动报警系统设计规范 ）基本一致，只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。 但从实际情况可以看出，很多设计人员对这一条有所疏忽。该条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广
8、播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，这些线路应保证安全使用。敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视，在实际操作中，一律穿金属管或阻燃 PVC 管保护并在现浇板内、墙内等处暗敷走线。而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。 （二）消防配电应具有的独立性不能得到有效保证 消防设备的配电线路不可靠，是威胁消防设备安全供电的重要因素。“高规”规定：“消防用电设备应采用专用的供电回路， ”本条规定的供电回路，是指从低压总配电室(包括分配电室)至最末一级配电箱，与一般配电
9、线路应严格分开，但在有的设计中，往往是注意从配电室引至消防控制室配电箱这一段的供电可靠性，而忽视了各层消防用电设备供电的可靠性，如电动防火门、排烟阀等，并没有形成消防专用独立系统。 例如，在某一建筑中设置了两部电梯，根据规范要求需要设置其中的一部为消防电梯。按要求，应该有两路电源引入到消防电梯机房中，一路引入普通电梯机房。但在设计中，有的设计人员往往为了图省事，而将消防电梯和普通电梯共用电源，这和消防规范是不相符的。普通电梯的接人，势必影响到消防电梯的可靠性。无疑给这些回路的安全性带来了一定的隐患，一旦这些设备发生故障造成短路，则要殃及两路电源的可靠性。 三、高层建筑电气消防设计的三大要点 （
10、一）高层建筑火灾应急照明设计 1、应急电源 根据现行国家电力设计规范的规定，一类高层民用建筑火灾应急照明电源按一级负荷要求供电，二类高层民用建筑则按二级负荷要求供电。根据民用建筑电气设计规范之规定，一级负荷的供电电源应符合下列要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另个电源应不致同时受到损坏，一级负荷中特别重要负荷除两个电源外，还必须增设应急电源，常用的应急电源有下列几种： 独立于正常电源的发电机组； 供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路； （3）蓄电池组。 因此一类高层民用建筑火灾应急照明系统的供电电源可以采用以下几种组合方案：a.双电源；b.单电源+发电机；c.单电源
11、+蓄电池组。除级负荷中特别重要的负荷应采用双电源+蓄电池组外，以上任何一种组合均可以满足规范要求，由于发电机造价高，而双电源切换可能会出现一电源系统检修或故障的同地，另一电源系统又发生故障的清况，故比较简单可靠的做法是单电源+蓄电池的组合。 在具体的设计过程中，蓄电池组可采用集中式或分散式，有的设计，单电源+柜式蓄电池+灯中的分散蓄电池，显然是一个浪费。柜式和分散式蓄电池选择其一足矣。集中式蓄电池应急供电电源一般常用的是集中应急电源柜，分散式则采用带蓄电池的应急灯具。集中应急电源柜一般具备手动/自动应急切换开关和供专业人员操作的“强制应急”按钮，柜内具备完善的过充电、过放电和充电回路保护功能，
12、电源柜备有持续式应急照明回路和非持续式应急回路各一组，持续式回路接消防应急照明灯，非持续式回路接消防应急标志灯。柜内设有专用接口，可接受火灾自动报警联动控制，由消防联动设备强制启动火灾应急照明系统。 照明疏散设计 消防控制室、变配电所、柴油发电机房、消防水泵房、防烟排烟机房、消防电梯机房、电话总机房、避难层以及人员密集的公共用房和各疏散通道及出入口均应采用带镉镍电池的灯具作为应急照明。 各疏散通道及出人口配以带镉镍电池的诱导灯具作为疏散指示标志。应急照明灯和疏散指示标志采用双电源自动切换配电箱配电。镉镍电池连续供电时间按不同用途分别为：机房应急照明不少于 180 min，避难层应急照明不少于
13、60 min 和疏散照明不少于 30 min。 （二）高层建筑火灾自动报警系统的设计 1、探测器 探测器是消防自动报警的眼睛，它的功能是将火灾信号快速传到报警控制器，发出警报信号。其类型有：感烟、感温、感光、叫燃气体等四类。探测器的选型和布设需根据各部位可能发生火灾的特性、房间高度、房顶形式、相对湿度等，按照火灾自动报警系统设计规范的规定设计，注意报警探测器与控制器必须选用同一个生产厂家的产品。 在火灾自动报警系统的设计中，工作量最大的是各种探测器的布置。应根据不同的场所，选定与之相应的探测器，确定好各种探测器的位置，手动报警按钮除了安装问距不应大于 30m 外，另外应注意将其安装在明显和便于
14、操作的部位。 报警控制器 （1）报警控制器的选择 报警控制器是给探测器供电，接受、显示、传递信号，并能输出控制指令的一种装置。按其输入网络的系统线路划分有少线制和多线制两类；按作用性质划分有区域报警器、集中报警器、通用报警器三种,我们根据需要进行选择。在选择时，要满足各个火灾自动报警系统工作要求。主要包括以下几点：处理显示整个系统报警信息、故障信息、联动信息的功能；应能根据火警信息，启动消防联动设备并显示其状态。 （2）报警控制器容量的确定 火灾报警控制器一般按防火分区设置，其容量的确定主要取决于本报警区域内编址探测设备，包括该报警区域内各类火灾探测器、手动报警按钮、消火栓报警按钮及通过控制模
15、块转换信号的水流指示器、水压力开关等。 一般火灾报警控制器标示容量都是单台控制器的最大容量， 火灾自动报警系统设计规范规定，火灾自动报警系统中火灾报警器每回路实际设计容量应为标示容量的 80%85%。 （三）高层建筑消防联动控制系统 联动控制的对象有以下几类：一类是防、排烟设备，如电动防火门、正压送风阀、防火卷帘、防火阀、排烟阀等；二类是机电设备，如防、排烟风机、空调与送风机、电梯等；三类是灭火系统，如消火栓系统、自动喷水系统、固定式气体灭火系统等。联动控制方式是：火灾报警信号传至消防控制器发出指令，使设在现场的联动控制模块动作。在操作方式上有自控、远控、现控三种。 1、防排烟系统 防烟和排烟
16、系统中，在电动防火阀处设控制模块。经火灾报警后开启相应防烟分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之问应设多线制联动控制线，以便在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风系统亦如此，在火灾报警后，用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀，并关闭空调送风机。 2、消防电梯 确认火灾后，联动控制台控制消防电梯和客梯停于首层，在首层设有消防电梯的紧急迫降按钮，消防电梯的联动线，可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制返回信号接点上，通过该接点信号控制消防电梯停
17、于首层。 3、防火卷帘 防火卷帘两侧设感烟、感温探测器两组，其任一删感烟探测器动作后，报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面 1.8m 处，感温探测器动作后，防火卷帘下降到底。作为防火分区分隔的防火卷帘，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮，在探测器误动作后，能强制开启防火卷帘，当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时，应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。 4、火灾事故广播系统 在消防控制室设置 1 台消防广播通讯柜，大多采用独立的火灾事故广播系统。该系统配置有专用的广播扩音机、广播控制盘、分路切换盒、音频传输网络及扬声器等。当火灾事故广播与建筑
18、物内广播音响系统合用时，可通过联动模块将火灾书疏散层的扬声器和广播音响扩音机等强制转入火灾事故广播状态，即停止背景音乐广播，播放火灾事故广播。火灾事故的广播按火灾疏散程序进行，并采用 N1 层方式，如 2 层失火时，13 层广播；1 层失火时，首层与地下室一起广播，对于超高层建筑，在避难层内需另配置一套独立的火灾事故广播系统，并与消防控制室相连。在各层走道及公共场所均应设有广播扬声器，同时扬声器的功率不小于 3W。对火灾事故广播系统的专用广播扩音机的容量也要求不小于火灾事故广播扬声器容量总和的 1.3 倍。 5、自动水喷淋系统 根据高层民用建筑设计防火规范规定，对一、二类高层建筑分别要求设置自
19、动喷水系统，其工作原理是：失火时喷淋头表面温度达到它的破碎温度时，喷淋管网中的压力水自动喷出，此时系统中压力开关、水流指示器动作，通过火灾自动报警系统的联动模块，向消防控制室报警并申请启动喷淋水泵，火灾自动报警系统则对压力开关、水流指示器的报警时间及位置进行记录，启动喷淋水泵，灭火后由远控或现地控制水泵停止运行。需注意的是仅水流指示器的动作较灵敏，有时喷淋管网中的压力波动，也会引起水流指示器的动作。因此在设计中采用的是报警阀压力开关与水流指示器同时动作才能启动喷淋水泵。 结语 如今高层建筑越来越多，高层民用建筑火灾的危害也越来越大。为防止火灾发生或者减轻火灾危害，必须注意建筑电气的合理设计并保证消防设备的全寿命正常工作运行，重视火灾应急照明疏散，火灾自动报警系统和消防联动三大方面的设计，以使各消防设备能准确、及时、安全地运行。 参考文献 1民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）S.机械工业出版社，2010.6. 2高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2005 年版）S.中国计划出版社，2005.9. 3火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）S.中国计划出版社，1998. 4杨新军.建筑电气专业消防设计问题分析J.低压电器，2008.10. 5孙忠海.高层建筑防火设计及消防设施施工中存在的安全问题及对策J.安防科技，2008.6.
