高層建筑電氣系統的防火設計

戴海光　許恒

摘 要：隨著城市化的發展，我國高層建筑不斷出現，同時高層建筑的火災問題也凸顯出來了。一旦高層建筑發生火災事故，救援工作將很難開展，所以高層建筑的防火設計至關重要。從電氣系統的角度分析，總結出火災事故發生的原因，并闡述高層建筑電氣系統的有效防火設計，為電氣設計人員提供參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣系統；火災事故；防火設計

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0059-02

1 電氣火災發生的原因

近年來，我國高層建筑火災事故屢見不鮮，主要是由電氣系統的防火設計不當和安裝不適等原因造成的，這都是建筑物在建造之初埋下的隱患。了解電氣火災發生的原因，并將其作為參考設計防火裝置，采取相應的防范措施。通常，造成電氣設備發生火災的成因多是由線路短路、連接不良和電氣配電安裝不當等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下兩種情況：①因為電力電纜的絕緣部分受到外力損傷會造成線芯外露，這樣使其他的帶電體或者裸露線芯與它接觸，造成短路，從而發生電弧火災事故。例如，線路敷設未用線槽或未穿保護管作機械防護，受到外物碰撞擠壓致使線路絕緣損傷，進而發生短路。②線路由于過熱、浸水、長霉和陽光直射等原因導致絕緣水平下降，在外因誘發下導致短路。例如，雷擊瞬間的感應過電壓或回路暫時的過電壓使得絕緣被擊穿，導致短路。

1.2 連接不良

事實證明，導體連接不良是造成電氣火災事故的重要成因。電氣設備接線端和線路連接間都屬于固定連接，而插頭、插座和開關觸頭屬于斷續連接。這兩種連接方法都可能因為連接不良而引發高溫，引起電氣火災的發生。導體連接不良，會使連接處的電阻上升，接觸部分過熱，如果得不到有效控制，最后很可能發展成為電氣火災。

1.3 電氣裝置布置安裝不當

在電力系統中，如果設計不當，即使個別電氣設備能夠正常工作，也會出現電弧或者溫度過高的現象。這些電氣設備離可燃物距離過近，即便未發生故障，這種高溫或電火花也極易引燃周圍的可燃物。比如，100 W的白熾燈正常工作時，玻璃外殼表面溫度可達到220 ℃，大功率的白熾燈溫度會更高。

2 火災報警系統的合理設計

火災報警系統通常有集中報警系統、區域報警系統和控制中心報警系統。采取哪種系統，還要參考建筑的規模、分類、形式和分布。火災報警系統框架如圖1所示。

2.1 火災探測器

火災探測器能夠第一時間檢測出火災，并將火災信號迅速傳送至報警控制器。火災探測器的形式主要有感溫型、感光型和感煙型三種。除此之外，為了防止火災探測器失靈，不能及時將火災信號傳送至報警控制器，還應設置手動報警裝置。火災探測器的選擇和分布需按照《火災自動報警系統設計規范》設計，主要考慮布置地點的火災特性、房頂形式、房間高度和相對濕度等因素。

2.2 報警控制器

報警控制器在整個火災報警系統中至關重要，它不僅擔負著給火災探測器提供電源的重要作用，還接收和顯示火災探測器輸出的火災信號，并把信號輸送到防火設備和滅火設備。報警控制利用接收到火災探測器的信號，發出對應的控制指令。

2.3 消防聯動控制

聯動控制的對象是防火設備和滅火設備——在接收到報警控制器傳遞的報警信號后，有效地控制防火設備和滅火設備。

3 消防配電線路的合理設計

3.1 消火栓泵、噴淋泵等配電線路

配電線路的密集設計通常在水泵房，噴淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均為滅火的常用設備。消防水泵能否可靠持續運行，直接關系到滅火工作能否順利進行。可見，必須重視消防水泵的線路布置，應該配置雙電源或者雙回路控制，提高電源供電的可靠性。

3.2 防排煙裝置配電線路

防火排煙裝置通常有排煙機、送風機、各類閥門和防火傭等組成。它的作用是驅散火災現場的煙霧，減少或避免火災的擴延。該裝置在人員的疏散和火勢蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配電線路應選擇耐火型的電力電纜。在安裝時，應避免線路穿越不同的防火分區。

3.3 防火卷簾門配電線路

在大堂或中庭面積比較大的高層建筑中，為了將不同的防火分區分開，限制火災蔓延的空間，一般都設有內置高空間和回廊。防火卷簾門的配電線路必須保證供電穩定性，當發生火災事故時，可以有效地阻斷火勢蔓延。

3.4 消防電梯配電線路

消防電梯是事故發生時疏散人員的關鍵設備，它的配電線路的防火設計應與其功能保持一致。其配電線路一般采用專線，從建筑底層或地下室的配變電室引出雙回線路，敷設至位于建筑頂層的電梯機房。配電線路一般應采用耐火型電纜，并在電氣豎井中敷設，當對供電可靠性的要求比較高時，兩路中的一路可采用銅皮防火電纜。

3.5 火災應急照明線路

火災應急照明是安全疏散的有效保障，應給予充分的重視。它通常分為火災事故照明、疏散指示照明和備用照明。應急照明的線路可選擇阻燃型導線（ZRV）穿鍍鋅鋼管，在建筑的不燃結構層內進行暗敷，以保證線路和防火分區的完全隔絕，實現防火的終極目的。

摘 要：隨著城市化的發展，我國高層建筑不斷出現，同時高層建筑的火災問題也凸顯出來了。一旦高層建筑發生火災事故，救援工作將很難開展，所以高層建筑的防火設計至關重要。從電氣系統的角度分析，總結出火災事故發生的原因，并闡述高層建筑電氣系統的有效防火設計，為電氣設計人員提供參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣系統；火災事故；防火設計

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0059-02

1 電氣火災發生的原因

近年來，我國高層建筑火災事故屢見不鮮，主要是由電氣系統的防火設計不當和安裝不適等原因造成的，這都是建筑物在建造之初埋下的隱患。了解電氣火災發生的原因，并將其作為參考設計防火裝置，采取相應的防范措施。通常，造成電氣設備發生火災的成因多是由線路短路、連接不良和電氣配電安裝不當等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下兩種情況：①因為電力電纜的絕緣部分受到外力損傷會造成線芯外露，這樣使其他的帶電體或者裸露線芯與它接觸，造成短路，從而發生電弧火災事故。例如，線路敷設未用線槽或未穿保護管作機械防護，受到外物碰撞擠壓致使線路絕緣損傷，進而發生短路。②線路由于過熱、浸水、長霉和陽光直射等原因導致絕緣水平下降，在外因誘發下導致短路。例如，雷擊瞬間的感應過電壓或回路暫時的過電壓使得絕緣被擊穿，導致短路。

1.2 連接不良

事實證明，導體連接不良是造成電氣火災事故的重要成因。電氣設備接線端和線路連接間都屬于固定連接，而插頭、插座和開關觸頭屬于斷續連接。這兩種連接方法都可能因為連接不良而引發高溫，引起電氣火災的發生。導體連接不良，會使連接處的電阻上升，接觸部分過熱，如果得不到有效控制，最后很可能發展成為電氣火災。

1.3 電氣裝置布置安裝不當

在電力系統中，如果設計不當，即使個別電氣設備能夠正常工作，也會出現電弧或者溫度過高的現象。這些電氣設備離可燃物距離過近，即便未發生故障，這種高溫或電火花也極易引燃周圍的可燃物。比如，100 W的白熾燈正常工作時，玻璃外殼表面溫度可達到220 ℃，大功率的白熾燈溫度會更高。

2 火災報警系統的合理設計

火災報警系統通常有集中報警系統、區域報警系統和控制中心報警系統。采取哪種系統，還要參考建筑的規模、分類、形式和分布。火災報警系統框架如圖1所示。

2.1 火災探測器

火災探測器能夠第一時間檢測出火災，并將火災信號迅速傳送至報警控制器。火災探測器的形式主要有感溫型、感光型和感煙型三種。除此之外，為了防止火災探測器失靈，不能及時將火災信號傳送至報警控制器，還應設置手動報警裝置。火災探測器的選擇和分布需按照《火災自動報警系統設計規范》設計，主要考慮布置地點的火災特性、房頂形式、房間高度和相對濕度等因素。

2.2 報警控制器

報警控制器在整個火災報警系統中至關重要，它不僅擔負著給火災探測器提供電源的重要作用，還接收和顯示火災探測器輸出的火災信號，并把信號輸送到防火設備和滅火設備。報警控制利用接收到火災探測器的信號，發出對應的控制指令。

2.3 消防聯動控制

聯動控制的對象是防火設備和滅火設備——在接收到報警控制器傳遞的報警信號后，有效地控制防火設備和滅火設備。

3 消防配電線路的合理設計

3.1 消火栓泵、噴淋泵等配電線路

配電線路的密集設計通常在水泵房，噴淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均為滅火的常用設備。消防水泵能否可靠持續運行，直接關系到滅火工作能否順利進行。可見，必須重視消防水泵的線路布置，應該配置雙電源或者雙回路控制，提高電源供電的可靠性。

3.2 防排煙裝置配電線路

防火排煙裝置通常有排煙機、送風機、各類閥門和防火傭等組成。它的作用是驅散火災現場的煙霧，減少或避免火災的擴延。該裝置在人員的疏散和火勢蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配電線路應選擇耐火型的電力電纜。在安裝時，應避免線路穿越不同的防火分區。

3.3 防火卷簾門配電線路

在大堂或中庭面積比較大的高層建筑中，為了將不同的防火分區分開，限制火災蔓延的空間，一般都設有內置高空間和回廊。防火卷簾門的配電線路必須保證供電穩定性，當發生火災事故時，可以有效地阻斷火勢蔓延。

3.4 消防電梯配電線路

消防電梯是事故發生時疏散人員的關鍵設備，它的配電線路的防火設計應與其功能保持一致。其配電線路一般采用專線，從建筑底層或地下室的配變電室引出雙回線路，敷設至位于建筑頂層的電梯機房。配電線路一般應采用耐火型電纜，并在電氣豎井中敷設，當對供電可靠性的要求比較高時，兩路中的一路可采用銅皮防火電纜。

3.5 火災應急照明線路

火災應急照明是安全疏散的有效保障，應給予充分的重視。它通常分為火災事故照明、疏散指示照明和備用照明。應急照明的線路可選擇阻燃型導線（ZRV）穿鍍鋅鋼管，在建筑的不燃結構層內進行暗敷，以保證線路和防火分區的完全隔絕，實現防火的終極目的。

摘 要：隨著城市化的發展，我國高層建筑不斷出現，同時高層建筑的火災問題也凸顯出來了。一旦高層建筑發生火災事故，救援工作將很難開展，所以高層建筑的防火設計至關重要。從電氣系統的角度分析，總結出火災事故發生的原因，并闡述高層建筑電氣系統的有效防火設計，為電氣設計人員提供參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣系統；火災事故；防火設計

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0059-02

1 電氣火災發生的原因

近年來，我國高層建筑火災事故屢見不鮮，主要是由電氣系統的防火設計不當和安裝不適等原因造成的，這都是建筑物在建造之初埋下的隱患。了解電氣火災發生的原因，并將其作為參考設計防火裝置，采取相應的防范措施。通常，造成電氣設備發生火災的成因多是由線路短路、連接不良和電氣配電安裝不當等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下兩種情況：①因為電力電纜的絕緣部分受到外力損傷會造成線芯外露，這樣使其他的帶電體或者裸露線芯與它接觸，造成短路，從而發生電弧火災事故。例如，線路敷設未用線槽或未穿保護管作機械防護，受到外物碰撞擠壓致使線路絕緣損傷，進而發生短路。②線路由于過熱、浸水、長霉和陽光直射等原因導致絕緣水平下降，在外因誘發下導致短路。例如，雷擊瞬間的感應過電壓或回路暫時的過電壓使得絕緣被擊穿，導致短路。

1.2 連接不良

事實證明，導體連接不良是造成電氣火災事故的重要成因。電氣設備接線端和線路連接間都屬于固定連接，而插頭、插座和開關觸頭屬于斷續連接。這兩種連接方法都可能因為連接不良而引發高溫，引起電氣火災的發生。導體連接不良，會使連接處的電阻上升，接觸部分過熱，如果得不到有效控制，最后很可能發展成為電氣火災。

1.3 電氣裝置布置安裝不當

在電力系統中，如果設計不當，即使個別電氣設備能夠正常工作，也會出現電弧或者溫度過高的現象。這些電氣設備離可燃物距離過近，即便未發生故障，這種高溫或電火花也極易引燃周圍的可燃物。比如，100 W的白熾燈正常工作時，玻璃外殼表面溫度可達到220 ℃，大功率的白熾燈溫度會更高。

2 火災報警系統的合理設計

火災報警系統通常有集中報警系統、區域報警系統和控制中心報警系統。采取哪種系統，還要參考建筑的規模、分類、形式和分布。火災報警系統框架如圖1所示。

2.1 火災探測器

火災探測器能夠第一時間檢測出火災，并將火災信號迅速傳送至報警控制器。火災探測器的形式主要有感溫型、感光型和感煙型三種。除此之外，為了防止火災探測器失靈，不能及時將火災信號傳送至報警控制器，還應設置手動報警裝置。火災探測器的選擇和分布需按照《火災自動報警系統設計規范》設計，主要考慮布置地點的火災特性、房頂形式、房間高度和相對濕度等因素。

2.2 報警控制器

報警控制器在整個火災報警系統中至關重要，它不僅擔負著給火災探測器提供電源的重要作用，還接收和顯示火災探測器輸出的火災信號，并把信號輸送到防火設備和滅火設備。報警控制利用接收到火災探測器的信號，發出對應的控制指令。

2.3 消防聯動控制

聯動控制的對象是防火設備和滅火設備——在接收到報警控制器傳遞的報警信號后，有效地控制防火設備和滅火設備。

3 消防配電線路的合理設計

3.1 消火栓泵、噴淋泵等配電線路

配電線路的密集設計通常在水泵房，噴淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均為滅火的常用設備。消防水泵能否可靠持續運行，直接關系到滅火工作能否順利進行。可見，必須重視消防水泵的線路布置，應該配置雙電源或者雙回路控制，提高電源供電的可靠性。

3.2 防排煙裝置配電線路

防火排煙裝置通常有排煙機、送風機、各類閥門和防火傭等組成。它的作用是驅散火災現場的煙霧，減少或避免火災的擴延。該裝置在人員的疏散和火勢蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配電線路應選擇耐火型的電力電纜。在安裝時，應避免線路穿越不同的防火分區。

3.3 防火卷簾門配電線路

在大堂或中庭面積比較大的高層建筑中，為了將不同的防火分區分開，限制火災蔓延的空間，一般都設有內置高空間和回廊。防火卷簾門的配電線路必須保證供電穩定性，當發生火災事故時，可以有效地阻斷火勢蔓延。

3.4 消防電梯配電線路

消防電梯是事故發生時疏散人員的關鍵設備，它的配電線路的防火設計應與其功能保持一致。其配電線路一般采用專線，從建筑底層或地下室的配變電室引出雙回線路，敷設至位于建筑頂層的電梯機房。配電線路一般應采用耐火型電纜，并在電氣豎井中敷設，當對供電可靠性的要求比較高時，兩路中的一路可采用銅皮防火電纜。

3.5 火災應急照明線路

火災應急照明是安全疏散的有效保障，應給予充分的重視。它通常分為火災事故照明、疏散指示照明和備用照明。應急照明的線路可選擇阻燃型導線（ZRV）穿鍍鋅鋼管，在建筑的不燃結構層內進行暗敷，以保證線路和防火分區的完全隔絕，實現防火的終極目的。