試論高層建筑消防電氣設計注意的幾點

黎永光

（鶴山市友信建筑設計有限公司，廣東 鶴山 529700）

隨著經濟的快速發展，高層建筑規模越來越大。高層建筑一般建筑面積大、人員密度高、使用功能比較復雜并且火災危險性大，萬一發生火災，火勢蔓延速度快，撲救難度大，人員疏散較為困難，因此火災的早期報警及消防自動滅火極為重要，它可以將火災撲滅在萌芽狀態，同時也為人員的安全疏散贏得寶貴的時間。本文具體介紹了高層建筑的消防電氣設計中應注意的幾個方面。

1.火災自動報警系統環型布線

時下高層建筑項目中均采用了應用廣泛的火災自動報警系統。在這種報警系統中，總線大多采用樹型布線方式，一旦發生火災時某處發生斷線事故，接在斷線點后面的模塊就會完全失效不能正常工作，自動報警系統就等于形同虛設，存在非常大的安全隱患。舉例說控制電動排煙口的模塊失靈，排煙口無法打開，煙霧就會迅速在室內擴散，直到里面的人缺氧窒息而死等等。為了克服這種種缺陷，高層建筑火災自動報警系統應采用了環型接線方式。當發生火災導致斷線事故發生在這些環型布線的閉合環路中的某一側時，都不會對其中的模塊產生任何的影響，因為這些模塊仍然能夠依賴另一端未受損的線路來繼續工作，這樣就能確保自動報警系統可靠工作，為人員安全提供重要保障。

與樹型布線相比，環型布線并沒有增加很多成本，它主要在主機與模塊之間增加了一段相對較長的電纜，而在各個模塊之間并沒有額外增加線纜。與樹型布線相比，它僅僅是在兩條相鄰支路末端增加了一小段聯絡線，而且總線一般采用比較細的電纜，價格也相對便宜。

2.分布式感溫光纖系統

高層建筑中電纜密布,尤其在橋架和豎井中更加集中，這些狹小密閉的空間難以將密集的電力電纜通電后散發的熱量及時排出去，當熱量累積到一定程度時，就會使電纜絕緣層融化變形，最終引發電線短路事故。為了監測這些溫度，采用一種對溫度波動敏感的感溫電纜,將它與電力電纜一起敷設，一旦溫度超過預設值，感溫電纜便會發出警報。然而，該電纜雖能報警，卻無法定位事故地點，而橋架所經之處通常管道密布，排查工作相當困難，而且感溫電纜一旦溫度超過損壞溫度，就不能再使用，只能重新更換，這樣既不經濟，又相當麻煩，因此如果使用分布式感溫光纖系統產品，該系統就能成功地解決這些問題。

通過一根隨電力電纜一起敷設的光纜，感溫光纖系統能利用光柵原理來測量電纜表面的溫度，并能精確地定位溫度異常部位，且所用的光纜可以連續使用而不必更換。通過自動報警系統中的監視模塊，這套設備還可以作為一個報警點接入到火災自動報警系統中。這樣,值班人員就可以在一個顯示器上同時監視兩套系統，這樣能提前預知電力電纜的工作狀況，為安全供電提供有效的監察。

3.剩余電流火災報警系統

與短路事故相比，由剩余電流引起的火災更具隱蔽性，雖然低壓配電系統中設置了剩余電流保護開關，但并不是所有地方都安裝，而且當剩余電流非常小時，剩余電流保護開關也不會動作，這些不為人察覺的剩余電流隨時都有可能引發各種事故，因此，高層建筑應使用能監測和定位各種剩余電流的剩余電流火災報警系統。通過分散在各個樓層配電箱內的編址剩余電流探測器和與之以總線方式相連的監控主機，該系統能夠實時監測整個大樓電力系統的每個角落，即使再微弱、隱蔽的剩余電流都能被及時檢測和定位。

不僅如此，若在這些剩余電流探測器上安裝感溫元件，它們就能同時監測各個配電箱內的溫度,而不需要增加任何電纜。如果把這套系統與前面第2點所說的分布式感溫光纖系統形成相結合，既能很好地解決了分布式感溫光纖系統雖能監測電力主干通道,但如果兼顧如此多分布疏散的配電站點，將不得不因繞遠路而增加價格不菲的光纜的弱點外，又能互補兩個系統的不足，相得益彰。同樣的,通過監視模塊，剩余電流火災報警系統也能被接入到火災自動報警系統中，提高建筑物的安全系數。

4.消防廣播系統與光報警器

在一般的火災自動報警系統中,都會使用聲光報警器,用來警告身處險境的人們周圍有火情。但另一方面,這種緊張的氣氛也會加劇人們的恐慌心理，不利于人員有秩序的疏散。如果使用消防廣播系統,通過消防控制中心指揮員冷靜、正確的引導,則會使人員疏散變得更加順暢，因此，高層建筑消防廣播系統應使用僅僅會閃光的光報警器來取代遮蓋消防廣播音響的聲光報警器，而且要把光報警器設置部位局限在每層的封閉樓梯間和消防電梯前室內，用來讓通過樓梯間或消防電梯進入火場的消防隊員在這些部位能快速辨別本層有無火情,，而不用進入每層的深處去判斷,這樣就能贏得寶貴的救火時間。消防訊響器僅僅作為播放消防廣播前短暫的警鈴來引起人們的注意。

5.消火栓系統的設置

高層建筑的火災撲救以自救為主,那么室內消防管網就要保證消防需要的水量和水壓并時刻處于臨戰狀態，當接到火警時高壓水泵啟動供給系統所需的流量和壓力,因此室內消防給水系統采用高壓或臨時高壓給水系統。高壓給水管道是管網內經常保持足夠的壓力,火場上不需要消防泵加壓而直接由消火栓接出水帶水槍滅火；臨時高壓消防給水系統平時由屋頂水箱增壓、水泵氣壓罐等穩壓，對于高層建筑來說要求系統是常高壓。另外火災時消火栓系統一般考慮相關層消火栓同時工作,若在分區中界面發生火災時就要求高低區消防水泵同時工作，而高、低區消防水泵均按室內消防用水量設計，故當分區中界面發生火災時實際消防流量比設計流量要大，這就要求設計中水池來做適當調整。該方式水泵臺數較多、占地面積大、配電負荷大，但系統可靠性高,控制管理簡便。消防栓系統是最原始且最有效的火災撲救方式，應得到重視。

6.防排煙、電氣方面的特殊要求

高層建筑中，因吸入毒煙氣窒息死亡的人員占死亡人數的70%左右，煙氣是火災中的隱形殺手，所以，要充分考慮在建筑內設置防排煙系統的重要性。煙氣的水平流動速度為0.3～0.8m／s，垂直方向擴散速度為3.4m／s，當煙氣無阻攔時，只需1min左右就可以擴散到幾十層高的大樓。煙氣的流動速度大大超過了人的疏散速度。樓梯間、電梯井及各種豎向管井是高層建筑火災垂直方向蔓延的重要途徑，易形成“煙囪效應”。而樓梯間及其前室或合用前室是火災時人員臨時避難、疏散的場所，消防電梯間及其前室是消防隊員進入高層建筑滅火的主要通道。為了阻止煙氣進入這些部位并排出這些部位的煙氣，保證人員安全疏散和撲救，因此，高層建筑在上述部位設置機械加壓送風系統，能夠達到疏散和撲救通道上無煙的目的，從投資方面又低于機械排煙系統，是可行的。其裙房的樓梯間內可統籌考慮布置。其風壓值應為防煙樓梯間50Pa，前室、合用前室、封閉避難層25Pa，既能方便疏散安全門的開啟，又能保證安全地帶的壓力，對煙氣起到排斥作用。

7.其他改良

在高層建筑消防電氣設計中,還有一些細小而又實用的改良。如在總線式消防應急電話系統中，通常無址電話插孔與編址電話是分開布線的，因此如果通過手動報警電話插孔與消防控制室通話，消防控制室是無法得知電話是從大樓的哪個地方打來的，因為電話插孔是沒有地址的，不能被定位。在高層建筑中，如果能把無址手動報警電話插孔接到附近的編址消防電話分機中，與之共用一個電話地址，這樣當消防控制室接到消防應急電話時就能知道是從哪里打來的，從而實現精確定位，而這一切幾乎不用增加任何成本，因為這兩種接線方式所用電纜長度基本相當;又如手動報警在每層的消防電梯前室內設置一部消防電話分機，這個分機既可以用來與消防控制室值班人員進行緊急通話，又可以為本層的手動報警電話插孔提供電話地址；

結束語。總之，高層建筑高度高，人員密集，要求消防防火必須安全可靠，一套完善的消防電氣系統對及時發現火災及火災發生后的撲救都有著非常重要的意義，因此在消防電氣的設計中必須嚴格執行規范、標準的要求。

[1]林賢條.高層建筑防火設計研究 [J].硅谷,2008,11.

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