高層建筑中消防系統的電氣防火設計思考

楊錫曉

摘 要 高層建筑是我國目前房建行業大力發展的一種建筑類型，受到我國城市化和城鎮化快速增長的環境影響，城市可用于房建的土地面積不斷萎縮，而高層建筑模式可以在較少的土地占用前提下保證基本的住宅、使用面積，因此，高層建筑在我國經濟發達地區得到了大力推廣，尤其是近些年來更是得到了加速發展，根據貝殼研究院的數據統計，2020年東莞市的摩天住宅小區（超高層住宅為≥100米的民用建筑）的城市占比已經超過了7%。高層建筑因其垂直高度高層數多，在防火滅火方面存在疏散困難、煙囪效應明顯、對消防系統要求高等特點。因此，日常的運營維護，必須有一整套自動化防火措施，其中自動化消防系統是保證高層建筑正常使用的關鍵，本文會根據高層建筑出現火災的特點，對高層建筑中消防系統電氣防火的預防性設計進行介紹和分析，確定電氣防火的構成內容和主要性能，以提升從業人員對于高層建筑電氣防火的相關專業知識認識。對高層建筑消防系統的電氣防火特點進行介紹，探討更加科學合理的設計方案，希望未來我國高層建筑消防系統的性能和穩定性能夠達到更好的水平，切實保證建筑物內部正常生產生力進行，保證建筑使用者的生命安全和財產安全。

關鍵詞 高層建筑;消防系統;電氣設計

引言

高層建筑由于內部結構復雜，樓層多，垂直高度高，內部設置消防系統雖然設計難度大，參數要求高，但又非常必要，如果借助外部消防設施，很難在遭遇火情時及時撲救高層建筑內部的火情。為了改善高層建筑的防火性能，確保建筑物內部消防安全，必須對消防系統的電氣防火進行重視，并根據房屋實際情況和日常使用條件來進行電氣防火的具體內容設計，根據房屋特點和具體的防火要求，對現有的消防系統電氣防火進行優化和調整，確保其在火災發生時能夠及時作用產生效果，預防火災的進一步蔓延，防止出現更加嚴重了經濟損失。

1高層建筑火災特點

高層建筑當發生火災時，會具備火情蔓延速度快，人員疏散難度大，撲救難度高，火災隱患眾多等多方面影響。

首先是由于高層建筑中密布電梯間、排風道、排氣道和相應的管道井，這些煙道多為豎向井道，如果沒有合理的防火分隔處理，當發生火災時，會迅速形成垂直氣流，并產生煙囪效應，在火災猛烈燃燒階段，通過管道井的煙霧，擴散速度可以達到3～4米/秒，假如一座高度為100米的高層建筑發生火災，在無阻擋的情況下，半分鐘左右，煙氣就能迅速向管道井擴散到頂層，其擴散速度是水平方向的10倍以上，嚴重影響到撲救和控制。

如果在人員聚集的高層建筑發生火災，由于豎向疏散難度大、路徑長、寬度窄，難以短時間內疏散大量被困人員，而且人員聚集的場所容易出現踩踏事故，造成二次傷害的出現。

由于高層建筑的樓棟垂直高度高，想要從室外進行火災控制和撲救難度很高，如果發生火災的樓層距離地面的高度超過了消防水炮、消防舉高車、消防云梯車等消防設施的控制范圍，就只能夠依靠室內的消防設施進行的干預和控制，因此高層建筑內部是否有健全的消防設施，這些消防設施是否能夠長期處于正常的使用狀態，將直接決定了當高層建筑發生火災時，是否具備相應的消防力量能夠參與火災的控制。

在高層建筑中，為了保證建筑物功能的全面，會有一整套復雜的功能體系內嵌在建筑物內部，導致建筑物內部的電氣設備比非高層建筑更多，電氣線路也更較長，更容易發生電氣火災，如果在室內裝修時，使用不阻燃的裝修材料，一旦發生火情，裝飾材料反而會成為電氣火災加速蔓延的媒介[1]。

2火災自動報警系統的設計

在高層建筑消防系統中自動報警承擔著非常重要的作用，它會對各區域當前狀態進行及時的數據分析，判斷是否出現火情，一旦確認就要立即發出告警，提醒建筑物內部人員盡快進行疏散或采取相應的干預措施，防止火情的蔓延和威脅，而自動報警系統主要由探測器，控制中心和報警設備三部分組成。除此之外，為了保證高層建筑各節點都能夠收到同樣的信號通知，還需要設置聯動控制系統。保證不同區域，不同節點都能夠同時收到火災告警的通知，及時采取反應。

2.1 探測器的設計

在自動報警系統中，探測器主要是負責向告警控制器傳遞危險信號，根據所處的位置和主要的探測對象，可分為感煙型，感溫型，感光型和可燃氣體型4大類。4種不同的探測器會根據不同的使用場景和探測對象，對其所負責的特征信號進行實時的提取和管理，一旦發現所處地區的相關數值異常就要進行相應的告警。為防止探測器偶然出現機械故障而導致的告警故障，控制中心會根據不同感應型設備在同一時間所作出的反應，來判斷是否為單一信號的偶然異常。舉一個例子，當感光型傳感器突然發現某區域的光亮程度與正常情況不屬實，會給報警中心進行報警。但此時煙霧感應器和溫度感應器均未發現異常信號，則說明該區域只是出現了光亮異常情況，并不是發生了火災。這種通過不同的傳感設備，對可視范圍以外區域的火情進行告警的方式會作為高層建筑防火預警系統的核心。為了保證這些感應器在日常的使用過程中，能夠長時間處于正常的工作狀態，并能夠及時有效提供準確的數據和告警信息，就要根據傳感器所布置的位置和所處環境的特點，對傳感器的具體參數，型號規格進行選擇和布置，參考不同位置不同環境的房間特點和狀態，安裝相應的傳感設備。雖然隨著傳感設備內部結構的不斷優化，其傳感技術不斷提升，但如果不重視控制區域特點的研究，選擇不適當的傳感設備，仍然會影響最終的判斷。為保證傳感設備能夠正常運轉，并在突發火情的情況下能夠及時有效的完成預警，在選擇相關設備時必須注意以下事項：首先控制器和報警感測器必須由同一廠家生產，不同廠家的探測器在應用過程中會具備較大的性能差異，還有可能會互相誤導，所以在選擇探測器時，在參考生產廠家的同時，還要考慮到用戶的質量反饋，可以調查前期購買此廠家生產的感應器的客戶反饋內容用于參考。高層建筑的層高一般為標準層高，適合選用智能探測器，這種探測器除了具備基本的常規功能之外，還能根據環境的變化自動對相關參數靈敏度進行調整，顯示需要保養的相關信息，并根據具體的要求來設置特定的靈敏度，特別適合在高層建筑這種特殊區域進行投放[2]。

2.2 報警控制器的設計

在火災自動報警過程中，報警控制器的功能是對報警信號進行接收傳遞和顯示，并根據具體情況發出具體的指令，由相關機械和電子控制設備完成自動化消防控制動作。傳統的報警控制器是由處于不同位置的控制器、中央控制器、聯動控制系統三方面組成。隨著信息技術發展，目前已經很少采用這種設計方式，而是選用總線制、多模擬量的多功能的報警控制器。在不影響正常的信號傳輸的前提下，這類布局方式對于線路的布置要求較低，線路布置簡單，布置數量較少，具有很強的規律性，而且有多種布線方式適應不同環境和使用特點，并且在使用過程中能夠將故障率控制在很低的水平，有利于施工安裝和后期的系統維護，除此之外，系統的模塊化程度很高，能夠根據不同的使用環境，探測對象和具體的要求，對模塊功能進行調整，在整個系統結構中，包含眾多功能的探測器和告警顯示功能，以及聯動裝置，能夠根據不同的投放環境和使用要求來進行功能的增加，能夠實現職能報警和自我診斷，當發生火災后，職能報警系統會立即發出警報，通知建筑物內部的人員疏散，顯示火災的具體信號并打印出來，能根據建筑物內部具體情況設置不同區域的探測器精度和靈敏性，在一些探測器和聯動裝置處于斷線狀態時，能夠顯示斷線控制器或聯動裝置的具體信息。

2.3 聯動控制系統的設計

聯動控制系統的主要對象，包括排煙設施，滅火設施機電設備，聯動控制方式為在火災報警信號發生并被確認之后，傳遞給消防控制器，控制器根據具體情況發出指令，控制聯動控制系統完成火災控制行為，因此在進行設計時，需根據具體情況使用以下聯動控制設備：首先是消火栓的控制設備，需要使用消防水箱中的水源，當出現壓力不足時，要穩定壓力泵進行補水，直到壓力滿足后再停止消防栓控制系統的電源，一般會選用24伏直流電源，并且采用獨立電源供電的方式[3]。

3結束語

高層建筑未來一定是我國房建項目的一個重要建筑形式，高層建筑由于內部結構復雜性和自身的樓層限制等客觀特點，當發生火情時，對火災進行控制和預防，是必須要依靠高層建筑內部的防火滅火系統來進行的，在設計消防系統時，應根據建筑物自身情況和使用特點進行合理的優化，并在實踐過程中不斷去糾正設計中存在的問題，確保其能夠在發生火災時真正發揮效果。

參考文獻

[1] 穆文濤.淺談高層建筑中消防系統的電氣防火設計[J].城市建設理論研究（電子版），2013（7）：1-3.

[2] 李豐淵.某超高層商務樓建筑電氣防火設計要點研究[J].建材與裝飾，2020（23）：98-99.

[3] 余君，顏旦旦.關于高層建筑中消防系統的電氣防火設計探索[J].電子世界，2017（23）：80，82.