高層建筑消防電氣設計

摘要：火災是人類的公敵，建筑物越大，功能就越多，而發生火災的后果更是嚴重。因此，高層建筑物的消防系統電氣的合理設計，能有效減少發生火災時的損失，保證人們的生命財產安全。本文根據多年工作經驗，對高層建筑的消防電氣設計進行探討，供同行借鑒參考。

關鍵詞：高層建筑；消防電氣

前言

高層建筑的消防用電設備報警設備、自動滅火設備、手動滅火設備、防排煙設備、通訊設備、照明設備等等，這些設備的供電合理設計能在關鍵時刻起到非常重要作用。

一、高層建筑的消防供電電源

（一）基本原則

高層建筑的消防供電，應遵循以下三個原則。（1）電源須安全可靠。備用電源須處于臨戰狀態，備用發電機的切換時間一般不超過30秒。（2）線路須可靠，一般應采用放射式供電。（3）消防設備及消防供電系統，須采取有效的自身防火保護措施，確保消防設備的安全運轉。

（二）負荷性質

消防用電共有五大特性：短時性、常備性、可靠性、突發性和靈敏性。因此，消防設備用電，均為一用一備末端自動切換。備用電源可用自備發電機來解決。備用電源的容量，主要根據消防設備用電負荷而定。

（三）配電線路

高層建筑的消防供電設計，必須保證消防設備的有效運轉，因此消防用電的配線，也必須保證當其受到火災影響時，不至造成停電。解決這一問題比較有效的辦法，一是使用耐火電纜，如耐熱有機絕緣線纜，或礦物絕緣線纜；二是對線纜進行防火保護，如線纜穿金屬管，并暗敷在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于30mm，或采用涂防火涂料的辦法，外涂三遍，防火涂料層厚度在0.5―2mm之間。

二、高層建筑的消防電氣系統

（一）火災報警系統

火災報警系統的形式應根據具體保護對象來確定，設計者首先應分清保護對象的建筑類別、使用性質、火災危險性等因素，再根據這些因素來確定火災報警系統的形式。

按“報警規范”，火災報警系統分為三種基本形式：區域報警系統，集中報警系統和控制中心報警系統。而“民規”把報警系統分為四種基本形式：區域系統、集中系統、區域――集中系統、控制中心系統。隨著火災報警新技術的不斷出現，火災報警設備和元件也在不斷更新和發展。個人認為，報警系統設備的設置不宜復雜過多，過多會造成投資增大，可靠性降低，也不宜過于簡單而達不到報警聯動要求。應該在滿足規范要求的前提下，強調注意系統的可靠性和經濟性，還應注意不要單純追求消防技術的先進性，而應結合實際充分考慮投入使用后的維護方便。

控制中心報警系統在消防控制室內設有控制臺（柜），控制臺（柜）上控制功能有電梯迫降、非消防電源的切斷、水泵緊急啟動及停止、擴音機、收錄機和各層區揚聲器手動開關等，并應在控制臺上設置直通消防隊電話。控制臺顯示功能有消火栓分區、分層顯示燈，水流指示器分區分層顯示燈，水泵顯示信號燈，氣體滅火動作顯示信號燈以及自噴報警閥壓力開關動作顯示等。

（二）室內消火栓系統

對消火栓系統而言，根據“高規”的要求，在每個室內消火栓處應設置直接啟動消防水泵的按鈕。根據“報警規范”的要求，在消防控制室處也應能手動控制消火栓泵的啟、停。這兩部規范從各自不同角度提出要求。消防控制室與消火栓動作按鈕啟動關系與消火栓泵的啟動形式有關。消火栓泵的啟動方式一般分為兩種：第一種啟動方式是在總線制聯控方式下，消火栓動作按鈕的起動。可通過設在消火栓旁的聯動接口模塊將其要求的啟動信號送至消防控制室控制臺，再從此處輸出使消火栓啟動的開關量觸點。第二種起動方式，是直接將消火栓動作按鈕的開關量觸點輸出到消火栓泵啟動箱。前一種方式接線省，但需在總線制下，對消火栓聯動模塊進行地址編碼編來達到監控大量消火栓的目的。后一種啟動方式簡單可靠，但還需要把消火栓動作信號返回給消防控制室。此外，在消防泵房還有一個控制箱，直接控制消防泵的啟停，這樣消火栓泵的啟動就有三處地方可控制。通常情況下，消防泵房電源控制柜上的手動、自動轉換開關置于自動位置，在消防控制室和消火栓處均能控制消防泵的啟停，就是一旦自動控制失靈，工作人員可在水泵房將轉換開關打到手動位置，直接起動消防泵，且就地維修也很方便。但是，這樣一來，將會帶來負面影響。在水泵房設置轉換開關，容易引起人為的操作失誤，因為一般情況下泵房是無人值班的，萬一工作人員或其他人員將轉換開關置于手動位置，而消防中心未能及時發現，就會出現消防控制中心和消火栓按鈕均無法啟動消防泵的重大隱患。因此，在實際設計中，消防控制室的手動起停按鈕可不經過泵房設置的轉換開關，而直接啟動消防泵，既能解決直接起動問題，又便于消防中心統一監控。

（三）自動噴水滅火系統

自動噴水滅火系統分為濕式、干式和預作用式等類型。目前，大部分高層建筑使用的為濕式系統，即平時在管道中充有一定壓力的水，當保護對象發生火災時，噴頭周圍溫度升高，達到一定溫度時，含金片熔化，噴頭碎裂，水從噴口向四周均勻噴灑，進行滅火。其組成是由報警閥、延遲器、水力警鈴、管網、噴頭。

噴淋泵的自啟動是通過各保護區的管網噴嘴玻璃球高溫下爆碎，引起管網水流流動，從而聯動報警閥壓力開關動作，達到自啟動噴淋泵的目的。通過水流指示器聯動模塊或報警閥壓力開關引線至控制室，消防控制室能準確反映其動作信號，同時控制室應能直接控制噴淋泵啟停。

（四）氣體滅火系統

氣體滅火系統主要用于不允許用水滅火的場所，氣體滅火裝置由感煙、感溫探測器、貯氣鋼瓶、噴頭、閥門等組成。發生火災時，當兩回路（感煙或感溫）報警時，控制盤上相應的部位燈亮，發出快變調音響，總燈閃亮，時鐘停走，房間內報警盒發出聲光報警，同時關閉空調機，進行氣體滅火，并從鋼瓶上送出噴灑信號，接通滅火房間上的放氣燈，顯示“氣體噴灑，請勿入內”。滅火后，經過30分鐘延時，控制盤控制信號至排煙閥操作，打開排煙閥門，同時聯動排煙風機進行排煙，清理滅火現場。

（五）防、排煙系統

“報警規范”要求在消防控制室能夠啟動防、排煙鳳機和排煙閥。所有的排煙閥都可裝上編碼接口聯動模塊，由消防控制室聯動控制器來達到控制啟動排煙閥的目的。另外，還可由就近的感煙探測器組成的控制線路啟動，消防控制室只接收其工作后返回的信號。如要求先打開著火層排煙閥，再打開屋頂層排煙機，這種情況下應采用后一種做法。

另外，“報警規范”要求在消防控制室能夠關閉電動防火閥，接受其返回信號。在實際設計中，選用的基本是280℃易熔環熔斷的防火閥，建議將防火閥做成電磁閥的形式，至于信號返回是一對一返回還是成組返回要視具體工程情況來定。

（六）緊急廣播系統

緊急廣播系統主要用于通知人員和發布滅火命令。該系統為手動工作方式，擴音機為定組式輸出，并根據揚聲器實際使用負荷，配接相應的假負荷以吸收機器輸出的多余功率。從而保證擴音機的正常工作，一般現場揚聲器均用手動開關控制，根據火情打開著火層及相關的揚聲器。在緊急廣播系統中還設有自動錄音裝置，即在擴音機打開后，自動聯鎖錄音機開始錄音。

（七）應急疏散照明系統

應急疏散照明是為了在火災發生之際，指示出入位置和方向，便于有組織的疏散。一般安裝在樓梯間及其前室、走道和出入口等處。公共建筑當走道長度超過20米，應每隔20米增設一個，照明燈具距地面1米，地面照度不低于0.5勒克斯。根據“報警規范”規定，發生火災時，應局部切斷有關層的交流電源，防止電源短路引起二次火災。為此，在消防控制室設置有切斷空調、照明電源的按鈕，以便根據火情切斷相應的電源，電源切斷后，應急照明及疏散指示燈自動打開，引導人們安全疏散。

（八）手動按鈕報警顯示系統

手動按鈕報警顯示系統主要用于人工發現火災時，向消防控制室發出的報警和起動水泵信號，手動火災報警按鈕是人為確認火情的報警裝置。一般安裝在公共場所主要出入口、電梯前室和樓梯口，當人工確認發生火災后，按下報警按鈕上的有機玻璃片，即可向控制器發出報警信號，控制

器接收到報警信號后，將顯示出報警按鈕的編號和位置并發出報警聲響。報警按鈕為可重復使用型，采用壓下報警方式，按下后可用專用鑰匙復位。手動報警按鈕主要有2種：純手動報警按鈕和帶電話插孔的手動報警按鈕。其主要特點：與探測器一樣掛接在報警總線回路上；設有一對指示燈：按下指示燈和報警指示燈。正常狀態：每巡檢一次，報警指示燈閃亮一次，報警狀態：當按下手動報警按鈕面板玻璃，按下指示燈亮，火警確認后報警指示燈常亮；提供一組無源常開觸點輸出；按鈕上的面板玻璃在按下后，可用專用工具復位；設有編碼開關，其編碼方式與探測器相同。手動報警按鈕除了安裝間距不應大于30m外，另外應注意將其安裝在明顯和便于操作的部位。有人提出將手動報警按鈕與消火栓按鈕相互替代，這種觀點是不對的。因為任何發現火情者，均可通過手動報警按鈕向火災報警器發出報警信號；而消火栓按鈕是供消防人員或想使用消火栓滅火者使用，消火栓按鈕按下后，應立即啟動消防水泵。消火栓按鈕兼有報警功能，而手動報警按鈕只有報警功能，不能啟動消防水泵，手動報警按鈕不能代替消火栓按鈕。

三、結語

以上簡單談了一下消防電氣設計。在對高層建筑進行消防電氣設計時，應該嚴格按照設計規范要求進行設計，正確理解規范條文的含義，切實保障高層建筑消防用電安全可靠及消防電氣系統的安全可靠性。