高層建筑消防設備的電氣配線防火設計問題探究

杜聰 杜鵬

(1.天津市正天方圓建筑設計有限公司,天津 300380;2.天津市中力防雷技術有限公司,天津 300380)

高層建筑消防設備的電氣配線防火設計問題探究

杜聰1杜鵬2

(1.天津市正天方圓建筑設計有限公司,天津 300380;2.天津市中力防雷技術有限公司,天津 300380)

社會的發展,土地資源發嚴重短缺,高層建筑的不斷增多。在現行國家規范中,對高層民用建筑消防用電設備電氣系統設計提出了較明確的規定和要求,規范了高層民用建筑電氣系統的設計。但是,規范中對高層民用建筑消防用電設備電氣配線的防火設計規定和要求較少。據此,文章針對高層民用建筑消防設備的電氣配線特點,分析了高層建筑消防設備耐火耐熱配線要求和配電線路的選型、敷設與防火性能,提出消防設備電氣配線的防火設計要點和工程應用措施。

電氣配線 耐火耐熱 防火性能 明敷 暗敷

隨著高層建筑蓬勃興起,對高層民用建筑消防用電設備電氣系統設計提出了較明確的規定和要求。但是《高層民用建筑防火設計規范》、《民用建筑電氣設計規范》、《低壓配電設計規范》等國家規范中對高層民用建筑消防用電設備電氣配線的防火設計規定和要求較少,因此本文結合高層建筑防火要求和電線電纜的應用,對高層民用建筑消防設備配電線路的選型、敷設、防火設計與性能要求等進行了分析探討。

1 我國高層民用建筑防火設計原則

我國高層民用建筑防火設計要求采用可靠的防火措施,做到安全適用、技術先進、經濟合理,并能夠自防自救。因此,高層民用建筑中消防供電系統是按《工業與民用供電系統設計規范》規定進行設計的,而消防用電設備配電線路的具體要求由其供電系統的要求決定,并應達到可靠性、耐火性、安全性、有效性和科學性等方面的要求,這其中主要是消防設備供電線路可靠性和火災時供電的持續性即電氣線路的耐火性。

消防配電線路的可靠性主要是指火災過程中,特別是在火災和撲救初期具有的高可靠性,同時包括平時運行過程中具有的高可靠性,以確保正常供電和火災時有效地實施人員疏散與火災撲救,使火災損失降低到最低限度。火災時對消防配電線路可持續供電的要求,也可理解為消防配電線路可靠性的延續;是用以確保一旦發生火災且消防配電線路可能處于火場之中時,能夠按一定要求持續供電,以實施有效地疏導和初期火災撲救。

2 消防設備的耐火耐熱配線要求

(1)消防設備配電線路進行暗敷時一般是采用普通電線電纜,并將其穿金屬管或阻燃塑料管后,埋設在不燃燒體結構內,且穿管暗敷保護層的厚度＞3cm。根據四川消防科研究所提供的鋼筋混凝土構件內鋼筋溫度與保護層的關系,這種敷設方法可達到耐火配線要求,經濟安全可靠;(2)當消防設備配電線路只能采用明敷方式時,對穿電線的金屬管或金屬線槽可采用涂防火涂料方法提高線路的耐燃性能,或是直接采用具有合適阻燃性能的阻燃型電線電纜、耐火型電線電纜和礦物質絕緣防火電纜等;(3)當消防設備配電線路采用絕緣層和護套為不延燃的電纜并敷設在電纜豎井中時,因電纜本身具有耐火耐熱性能,可不用金屬管保護。但是,當與延燃電纜敷設在同一個電纜井時,兩者中間必須用耐火材料隔開。

在建筑物頂棚內的消防電氣線路,一般宜采用金屬管或金屬線槽布線:在難燃型材料的吊頂內,可采用難燃型(如氧指數大于50)硬質塑料管、塑料線槽布線。

3 高層民用建筑各類消防配電線路防火設計分析

3.1 火災自動報警系統電氣配線

火災自動報警系統是預報火災的重要設施,對于早期發現火災以及火災初期的及時撲救起著十分重要的作用。由于其作用主要表現在非火災時期和火災初期,因此,火災自動報警系統電氣線路的支線部分最好采用阻燃型電線穿保護管敷設在不燃結構層內(保護層厚度＞3cm),或按第2部分第1條措施處理。對于當前普遍采用的總線制火災報警系統中的干線,由于一股回路干線線路較長,時常要穿越不同的防火分區,并且多為明敷,一旦干線出現故障將造成干線回路內的所有監測點處于無監測狀態。因此需提出更高的要求,如采用耐火電纜敷設在耐火電纜橋架內,有條件的可采用鋼皮保護礦物質絕緣防火電纜。

3.2 消火栓泵、噴淋泵等配電線路

根據消防工程現行做法,消防水泵一般集中設置在水泵房,其配電線路包括雙電源或雙回路電源干線和各個水泵電動機配電支線兩部分。通常,水泵電動機配電線路的敷設方法可采用穿管埋地暗敷,如選用阻燃型電線穿保護管并埋設在不燃結構層內,或者采用電纜橋架架空明敷,如選用耐火電纜則最好配以耐火型電纜橋架,以提高電氣線路的耐火耐熱性能。而水泵房供電電源一般由高層建筑變電所直接提供;當變電所與水泵房貼鄰或相距較近并屬于同一個防火分區時,可采用耐火電纜或耐火母線沿防火型電纜橋架明敷;當變電所與水泵房相距較遠(如穿越不同的防火分區)時,應該采用銅皮防火型電纜供電。

3.3 防排煙裝置配電線路

防排煙裝置是高層民用建筑中重要的防火設施,它包括送風機、排煙機、各類閥門、防火閥等,這些設備運行正常與否,直接關系到人員疏散效果和能否有效防止火災蔓延。由于防排煙裝置的布置一般比較分散,因此其電氣線路防火設計既要考慮供電主回路線路,也要考慮聯動控制線路。鑒于阻燃型電纜在遇到明火時,其電氣絕緣性能會迅速降低,防排煙裝置配電線路明敷時應采用耐火型交聯低壓電纜或銅皮防火型電纜,而暗敷時可采用一般耐火電纜,聯動和控制線路也應該采用耐火電纜。此外,防排煙裝置配電線路和聯動控制線路在敷設時應盡可能縮短線路長度,并避免穿越不同的防火分區。

3.4 防火卷簾門配電線路

在高層建筑中,大堂或中庭往往面積很大,許多高層賓館還具有內置高空間和回廊,因而按照《高層民用建筑防火設計規范》要求,應采用防火卷簾門將不同的防火分區加以隔離,阻斷火災蔓延。防火卷簾門的隔離火勢作用是建立在通過配電線路可靠供電以使防火卷簾門有效動作基礎上的。一般,防火卷簾門的電源可引自高層建筑中各樓層帶雙電源切換的配電箱,經防火卷簾門專用配電箱向防火卷簾門控制箱供電,供電方式多采用放射式或環式。通常為了便于配電線路敷設、維護及使其具有耐火耐熱性能,當防火卷簾門水平配電線路較長時,宜采用耐火電纜并在吊頂內使用耐火型電纜橋架明敷,以確保火災發生并造成室內溫升較高時仍能可靠供電并使防火卷簾門有效降落,阻止火勢蔓延。

4 高層建筑消防設備電氣配線防火設計要點

高層建筑中消防設備電氣配線防火設計的關鍵是確定具體消防設備或系統的耐火耐熱配線要求;一般從高層建筑變電所中應急母線或主電源低壓母線到具體消防設備點的所有配電線路都是耐火耐熱配線的考慮范圍。實際應用中,由于目前我國還沒有制訂消防配電設備和電線電纜的耐火耐熱技術標準,因此,消防設備電氣線路的耐火耐熱配線可參考圖3示例確定。

[1]楊在塘主編.《電氣防火工程》.中國建筑工業出版社,1997.

[2]中國阻燃學會.電纜方面阻燃技術的現狀.《阻燃材料與技術》,1995,1-8.