论文部分内容阅读
内容摘要
随着城市建设的发展 高层建筑越来越多， 由于高层建筑高度高，人员密集，各种设备多，因此做好高层建筑的消防电气设计显得尤为重要。本文就高层建筑消防电气设计进行探讨。
关键词
高层建筑、消防电气、设计、探讨
前言
高层建筑具有中上层部位视线开阔，采光通风良好，高容积率，节约土地资源等优点，因此在城市建设中，高层建筑呈逐年增多的趋势。但高层建筑存在防火要求高、火灾扑救难等问题，解决好这些问题必须从建筑设计与施工的阶段、从消防系统的设计阶段就开始着手考虑。正确处理建筑设计中的消防问题，直接关系到人民的生命财产安全。
一、消防用电设备线路设计
消防设备配电线路进行暗敷时，采用普通电线，电缆并将其穿金属管或阻燃塑料管后埋设， 在不燃烧体结构内且穿管暗敷保护层厚度小于3厘米，当消防设备配电线路只能采用明敷方式时， 对电线的金属管和或金属线槽可采用涂防火涂料方法， 提高线路的耐燃性能。
当消防设备配电线路采用绝缘层和护套不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护，但当与延燃电缆敷设在同一电缆井时，两者之间必须用耐火材料隔开。建筑物顶棚内的消防电气线路， 一般宜利用金属管或金属线槽布线。难燃型材料的吊顶内， 可采用难燃型（ 氧指数 大于50） 硬质塑料管、 塑料线槽布线。
消防控制设备工作接地应用专用的接地干线，要求为25mm2以上铜芯导线。同时，线路都有明确的规定和特点。如下表一，设计时一定要严格控制。
表一
二、 线路的敷设问题
许多电气设计消防线路采用穿塑料管保护，并从吊顶内走线 而“民规”第24.8.5 条规定：消防联动控制 自动灭火控制 通信 应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm 当必需明敷时，应在金属管上采取防火措施 在布线上要求与 “民规” “警规范” 基本一致，只是根据 警规范 线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护 从实际情况可以看出，很多设计人员对这一条有所疏忽。
之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、 自动灭火控制、 通信、 应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，这些线路应保证安全使用敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内下是火灾多发地段 设计人员应对规范条文给予足够的重视，在实际操作中，凡是新设计的建筑，对该条文规定的线路，一律穿金属管或阻燃PVC管保护并在现浇板内 墙内等处暗敷走线 而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。
三、火灾自动报警及消防联动系统设计的探讨
在火灾自动报警系统的设计中，工作量最大的是各种探测器的布置。应根据不同的场所，选定与之相应的探测器，确定好各种探测器的位置，手动报警按钮除了安装问距不应大于30m外，另外应注意将其安装在明显和便于操作的部位。有些同志提出将手动报警按钮与消火栓按钮相互替代，这种观点是不对的。因为任何发现火情者，均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号；而消火栓按钮是供消防人员或想使用消火栓灭火者使用，消火栓按钮按下后，应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能，而手动报警按钮只有报警功能，不能启动消防水泵，手动报警按钮不能代替消火栓按钮。
火灾自动报警系统的设备（如信号模块，控制模块等）需要安装在自动喷水系统设备附近时，应做好防水、防潮措施。开启雨淋报警阀有两种控制方式：
a.由灭火系统保护区内就近的感烟、感温探测器组成与门，当二者均动作后，通控制电路开启雨淋报警阀，并返回动作信号；
b.由喷水灭火系统保护的防火分区内任意火灾探测器报警，确认火灾后，由火灾自动报警控制器发出控制信号至输人输出模块，开启雨淋报警阀，并返回动作信号，从报警可*性考虑宜采用第二种控制方式。湿式报警阀压力开关的接点和消防控制室手动按钮应直接延时起泵，在无消防控制室的工程中，应把湿式报警阀压力开关的接点线路直接引至湿式喷水灭火系统喷淋泵的控制箱内，实现直接延时起泵和显示信号的功能，在有消防控制室的工程中，消防控制室内应设手动联动控制台，将压力开关的接点线路引至控制台，经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵，并显示信号。
无管网型的自动气体灭火装置，规范没有规定其与火灾自动报警系统的联动控制，如果进行此灭火装置的联动控制，应从灭火柜的报警控制器引出报警及联动信号至消防控制室的联动控制台。这样，在消防控制室不但可以显示此灭火器及其保护区的状态，同时，也能进行自动和手动控制此灭火装置。
防烟和排烟系统中，在电动防火阀处设控制模块。经火灾报警后开启相应防烟分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之问应设多线制联动控制线，以便在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风系统亦如此，在火灾报警后，用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀，并关闭空调送风机。
确认火灾后，联动控制台控制消防电梯和客梯停于首层，在首层设有消防电梯的紧急迫降按钮，消防电梯的联动线，可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制返回信号接点上，通过该接点信号控制消防电梯停于首层。
防火卷帘两侧设感烟、感温探测器两组，其任一删感烟探测器动作后，报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处，感温探测器动作后，防火卷帘下降到底。作为防火分区分隔的防火卷帘，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮，在探测器误动作后，能强制开启防火卷帘，当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时，应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。
四、 消防水泵的控制启停问题
消防水泵( 包括消火栓泵、 喷淋泵) 是灭火手段中的重要设施，对消火栓系统而言，根据“高规” 的要求，在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范” 的要求， 在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、 停。这两部规范从各自不同角度提出要求。此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停, 这样消火栓泵的启动就有三处地方可控制。因此， 存在这样两个问题：消火栓泵的控制权和消火栓泵的启动方式。
1、 消火栓泵的启动控制权即消防中心控制室、 消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式都是在泵房控制柜上设置手动、 自动转换开关, 通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处, 就是一旦自动控制失灵, 工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置,直接起动消防泵,且就地维修也很方便。但是，这样一来, 将会带来负面影响。在水泵房設置转换开关, 容易引起人为的操作失误, 因为一般情况下泵房是无人值班的, 万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置,而消防中心未能及时发现,就会出现重大的消防隐患(此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵)。为了有效解决以上矛盾, 在实际设计中, 消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关, 而直接启动消防泵,既能解决直接起动问题, 又便于消防中心统一监控。
消防控制室与消火栓动作按钮启动关系与消火栓泵的启动形式有关。消火栓泵的启动方式一般分为两种: 第一种启动方式是在总线制联控方式下,消火栓动作按钮的起动可通过设在消火栓旁的联动接口模块将其要求的启动信号送至消防控制室控制台,再从此处输出使消火栓启动的开关量触点。第二种起动方式是直接将消火栓动作按钮的开关量触点输出到消火栓泵启动箱。这两种启动方式在实际设计中都可以运用, 前一种方式接线省,但需在总线制下对消火栓联动模块进行地址编码编程来达到监测大量消火栓的目的。后一种启动方式简单可靠, 但还需要把消火栓动作信号返给消防控制室。设计者在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用, 工程规模大、 建筑形式复杂可采用前一种启动方式,规模小可采用后一种启動方式。
2、喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎,引起管网水流流动, 从而联动报警阀压力开关动作, 达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室, 消防控制室能准确反映其动作信号, 同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。
3、消防控制室反应消火栓泵和喷淋泵的工作和故障状态根据报警规范 的要求, 消防水泵启动后要返回已工作的信号有两种做法：a.取电路信号即接触器的合闸辅助接点； b. 取物理量信号即取供水管网上的水流压力传感器。后者目前使用较少关于故障信号的返回, 电源断电故障信号的反应比较清楚， 其他故障信号的反应，比如消防水泵过负荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。
五、火灾应急照明
应急照明是保证人员在火灾时有序疏散的重要手段， 它包括疏散照明、 安全照明和备用照明。疏散照明和安全照明一般均采用带镉镍电池的应急照明灯具， 而备用照明则一般利用双电源切换来实现。应急灯宜安装在1.8—2.5m 之间的墙面上，一者可以避免火灾时烟气对照度的影响， 二者也便于平时的检查。安全出口标志宜设在出口的顶部。疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及转角处距地面1.0m 以下墙面上，走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急灯和疏散指示标志灯均不应直接安装在可燃构件上，并宜保持一定的距离。如必须安装在可燃构件上时应采取一定的隔热措施。
结束语
总之，高层建筑中的整个电气系统设计在安全方面十分重要，尤其是在消防方面，所以我们的设计师需要不断创新，设计出更合理、科学的消防电气系统。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
随着城市建设的发展 高层建筑越来越多， 由于高层建筑高度高，人员密集，各种设备多，因此做好高层建筑的消防电气设计显得尤为重要。本文就高层建筑消防电气设计进行探讨。
关键词
高层建筑、消防电气、设计、探讨
前言
高层建筑具有中上层部位视线开阔，采光通风良好，高容积率，节约土地资源等优点，因此在城市建设中，高层建筑呈逐年增多的趋势。但高层建筑存在防火要求高、火灾扑救难等问题，解决好这些问题必须从建筑设计与施工的阶段、从消防系统的设计阶段就开始着手考虑。正确处理建筑设计中的消防问题，直接关系到人民的生命财产安全。
一、消防用电设备线路设计
消防设备配电线路进行暗敷时，采用普通电线，电缆并将其穿金属管或阻燃塑料管后埋设， 在不燃烧体结构内且穿管暗敷保护层厚度小于3厘米，当消防设备配电线路只能采用明敷方式时， 对电线的金属管和或金属线槽可采用涂防火涂料方法， 提高线路的耐燃性能。
当消防设备配电线路采用绝缘层和护套不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护，但当与延燃电缆敷设在同一电缆井时，两者之间必须用耐火材料隔开。建筑物顶棚内的消防电气线路， 一般宜利用金属管或金属线槽布线。难燃型材料的吊顶内， 可采用难燃型（ 氧指数 大于50） 硬质塑料管、 塑料线槽布线。
消防控制设备工作接地应用专用的接地干线，要求为25mm2以上铜芯导线。同时，线路都有明确的规定和特点。如下表一，设计时一定要严格控制。
表一
二、 线路的敷设问题
许多电气设计消防线路采用穿塑料管保护，并从吊顶内走线 而“民规”第24.8.5 条规定：消防联动控制 自动灭火控制 通信 应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm 当必需明敷时，应在金属管上采取防火措施 在布线上要求与 “民规” “警规范” 基本一致，只是根据 警规范 线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护 从实际情况可以看出，很多设计人员对这一条有所疏忽。
之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、 自动灭火控制、 通信、 应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，这些线路应保证安全使用敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内下是火灾多发地段 设计人员应对规范条文给予足够的重视，在实际操作中，凡是新设计的建筑，对该条文规定的线路，一律穿金属管或阻燃PVC管保护并在现浇板内 墙内等处暗敷走线 而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。
三、火灾自动报警及消防联动系统设计的探讨
在火灾自动报警系统的设计中，工作量最大的是各种探测器的布置。应根据不同的场所，选定与之相应的探测器，确定好各种探测器的位置，手动报警按钮除了安装问距不应大于30m外，另外应注意将其安装在明显和便于操作的部位。有些同志提出将手动报警按钮与消火栓按钮相互替代，这种观点是不对的。因为任何发现火情者，均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号；而消火栓按钮是供消防人员或想使用消火栓灭火者使用，消火栓按钮按下后，应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能，而手动报警按钮只有报警功能，不能启动消防水泵，手动报警按钮不能代替消火栓按钮。
火灾自动报警系统的设备（如信号模块，控制模块等）需要安装在自动喷水系统设备附近时，应做好防水、防潮措施。开启雨淋报警阀有两种控制方式：
a.由灭火系统保护区内就近的感烟、感温探测器组成与门，当二者均动作后，通控制电路开启雨淋报警阀，并返回动作信号；
b.由喷水灭火系统保护的防火分区内任意火灾探测器报警，确认火灾后，由火灾自动报警控制器发出控制信号至输人输出模块，开启雨淋报警阀，并返回动作信号，从报警可*性考虑宜采用第二种控制方式。湿式报警阀压力开关的接点和消防控制室手动按钮应直接延时起泵，在无消防控制室的工程中，应把湿式报警阀压力开关的接点线路直接引至湿式喷水灭火系统喷淋泵的控制箱内，实现直接延时起泵和显示信号的功能，在有消防控制室的工程中，消防控制室内应设手动联动控制台，将压力开关的接点线路引至控制台，经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵，并显示信号。
无管网型的自动气体灭火装置，规范没有规定其与火灾自动报警系统的联动控制，如果进行此灭火装置的联动控制，应从灭火柜的报警控制器引出报警及联动信号至消防控制室的联动控制台。这样，在消防控制室不但可以显示此灭火器及其保护区的状态，同时，也能进行自动和手动控制此灭火装置。
防烟和排烟系统中，在电动防火阀处设控制模块。经火灾报警后开启相应防烟分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之问应设多线制联动控制线，以便在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风系统亦如此，在火灾报警后，用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀，并关闭空调送风机。
确认火灾后，联动控制台控制消防电梯和客梯停于首层，在首层设有消防电梯的紧急迫降按钮，消防电梯的联动线，可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制返回信号接点上，通过该接点信号控制消防电梯停于首层。
防火卷帘两侧设感烟、感温探测器两组，其任一删感烟探测器动作后，报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处，感温探测器动作后，防火卷帘下降到底。作为防火分区分隔的防火卷帘，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮，在探测器误动作后，能强制开启防火卷帘，当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时，应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。
四、 消防水泵的控制启停问题
消防水泵( 包括消火栓泵、 喷淋泵) 是灭火手段中的重要设施，对消火栓系统而言，根据“高规” 的要求，在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范” 的要求， 在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、 停。这两部规范从各自不同角度提出要求。此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停, 这样消火栓泵的启动就有三处地方可控制。因此， 存在这样两个问题：消火栓泵的控制权和消火栓泵的启动方式。
1、 消火栓泵的启动控制权即消防中心控制室、 消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式都是在泵房控制柜上设置手动、 自动转换开关, 通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处, 就是一旦自动控制失灵, 工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置,直接起动消防泵,且就地维修也很方便。但是，这样一来, 将会带来负面影响。在水泵房設置转换开关, 容易引起人为的操作失误, 因为一般情况下泵房是无人值班的, 万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置,而消防中心未能及时发现,就会出现重大的消防隐患(此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵)。为了有效解决以上矛盾, 在实际设计中, 消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关, 而直接启动消防泵,既能解决直接起动问题, 又便于消防中心统一监控。
消防控制室与消火栓动作按钮启动关系与消火栓泵的启动形式有关。消火栓泵的启动方式一般分为两种: 第一种启动方式是在总线制联控方式下,消火栓动作按钮的起动可通过设在消火栓旁的联动接口模块将其要求的启动信号送至消防控制室控制台,再从此处输出使消火栓启动的开关量触点。第二种起动方式是直接将消火栓动作按钮的开关量触点输出到消火栓泵启动箱。这两种启动方式在实际设计中都可以运用, 前一种方式接线省,但需在总线制下对消火栓联动模块进行地址编码编程来达到监测大量消火栓的目的。后一种启动方式简单可靠, 但还需要把消火栓动作信号返给消防控制室。设计者在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用, 工程规模大、 建筑形式复杂可采用前一种启动方式,规模小可采用后一种启動方式。
2、喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎,引起管网水流流动, 从而联动报警阀压力开关动作, 达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室, 消防控制室能准确反映其动作信号, 同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。
3、消防控制室反应消火栓泵和喷淋泵的工作和故障状态根据报警规范 的要求, 消防水泵启动后要返回已工作的信号有两种做法：a.取电路信号即接触器的合闸辅助接点； b. 取物理量信号即取供水管网上的水流压力传感器。后者目前使用较少关于故障信号的返回, 电源断电故障信号的反应比较清楚， 其他故障信号的反应，比如消防水泵过负荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。
五、火灾应急照明
应急照明是保证人员在火灾时有序疏散的重要手段， 它包括疏散照明、 安全照明和备用照明。疏散照明和安全照明一般均采用带镉镍电池的应急照明灯具， 而备用照明则一般利用双电源切换来实现。应急灯宜安装在1.8—2.5m 之间的墙面上，一者可以避免火灾时烟气对照度的影响， 二者也便于平时的检查。安全出口标志宜设在出口的顶部。疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及转角处距地面1.0m 以下墙面上，走道疏散标志灯的间距不应大于20m。应急灯和疏散指示标志灯均不应直接安装在可燃构件上，并宜保持一定的距离。如必须安装在可燃构件上时应采取一定的隔热措施。
结束语
总之，高层建筑中的整个电气系统设计在安全方面十分重要，尤其是在消防方面，所以我们的设计师需要不断创新，设计出更合理、科学的消防电气系统。
注：文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开