摘要：隨著城市化的發展，我國高層民用建筑如雨后春筍般不斷出現在城市之中，高層建筑的火災問題凸顯出來。特別是進入二十一世紀以來，一些高層建筑的建筑造型和結構形式更加復雜，建筑物所使用的用電設備和用電裝置也越來越多，由此就對電氣設計提出了更高的要求。本文首先分析了高層民用建筑電氣發生火災的原因，然后簡要說明了高層建筑電氣消防設計的要求，最后從電源設計、火災自動報警系統、消防聯動系統和應急照明系統設計四方面探討了高層民用建筑電氣消防設計中應注意的問題。

　　關鍵詞：高層民用建筑,電氣消防,電源,探測器,消防聯動

　　一、高層民用建筑電氣發生火災的原因

　　(一)電氣裝置設計不合理

　　1、如果場所內有腐蝕氣體，采用的設備又沒有符合防腐的要求，就會導致絕緣遭到破壞，由于短路引起火災。

　　2、防爆場所沒有安裝防爆電器設施，線路中電流超過允許值使電器設備超負荷運行，由于設備過熱導致火災發生。

　　3、在容易遭到雷擊的場所沒有設置合理的防雷裝置或者防雷裝置失效，由于電流效應引起火災。

　　(二)電氣安裝不規范

　　1、在連接導線的地方采用纏繞方式，使用時間久了就會發生氧化，使電阻變大，接頭因為過熱引起火災。

　　2、接線端子板、斷路器、設備連接螺釘、插保險的熔絲等，經過長期的運行振動使連接松動，接觸電阻變大引起火災。

　　3、燈具在安裝的時候沒有按照規范要求，對鹵鎢燈、白熾燈等產生的熱量未進行處理防治，導致周圍易燃物質烤燃引起火災。

　　二、高層民用建筑電氣消防設計的要求

　　關于高層民用建筑的消防電氣設計，涉及領域較為廣泛，高層建筑的功能性和規模性越強，其消防電氣控制設計內容也就越復雜。

　　1、對于建筑消防供電，需要嚴格按照國家相關部門的建筑消防用電規范進行科學設計用電設備供電電源，嚴格消防配電裝置及供電線路的布置，確保在火災發生時能夠具有持續供電功能。

　　2、高層建筑消防電氣設計時要針對火災應急照明和疏散指示標志進行科學合理的設置，保障建筑結構內部因火災發生后能夠自動應急照明，方便火災救護和現場人員的安全疏散。高層建筑中的安全疏散通道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間等事故照明應采用白熾燈或鹵鎢燈等能夠瞬時點燃的照明光源。事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍等危險地段，并在主要通道、出入口等明顯位置設置消防疏散標記。

　　3、高層建筑消防電氣設計的火災自動報警系統以及自動滅火系統布置，要符合相關建筑消防應用規范規定。設計時要針對高層建筑的結構性能以及功能進行科學布局火災報警及控制系統裝置，要完善和優化建筑內火災消防報警設備，滅火救護設備以及消防專用器材設施等必要裝置的自動化性能，保障建筑內部火災消防系統的實時監測和控制功能的正常發揮，實現建筑消防電氣的自動化控制。

　　三、高層民用建筑電氣消防設計的要點

　　(一)高層民用建筑的消防用電電源設計

　　1、基本原則

　　高層建筑的消防用電，應遵循以下五個原則：

　　(1)主電源必須安全可靠。一般應采用放射式線路供電。

　　(2)備用電源必須處于常年臨戰狀態。備用電源的切換時間一般不超過30秒。

　　(3)消防用電線路應采用耐熱絕緣導線，管線不宜集結，并應暗敷于混凝土層中并作防火保護措施進行處理。

　　(4)各個消防用電系統之間，以及與消防用電有關聯的用電設備，都應集中聯控和顯示。

　　(5)對消防設備及消防用電系統，必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。

　　2、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，消防用電，在電源供給上都是一備一用。高層建筑分為一類和二類，一類高層建筑，必須按照一級負荷要求供電，二類高層建筑，應按照二級負荷要求供電，最少不得低于二級負荷的技術要求供電。備用電源可用自備發電機來解決。備用電源的容量，主要根據消防水泵和電梯的容量來確定。高層建筑發生火災初期，首先用的水是高位水箱內常備的10分鐘消防用水，在消防給水壓力下降或動用消火栓時，消防水泵才啟動供水，此時消防電梯復位待命。所以消防用電的備用電源設計容量，主要依據消防設備用電負荷而定。

　　3、配電線路

　　目前，許多建筑的消防配電線路采用穿塑料管(PVC)保護，并從吊頂內走線。高層建筑的消防用電設計，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，是使用耐熱性絕緣導線，并埋設于混凝土構件內。“民規”規定：消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路，應穿金屬管保護，并暗敷在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于30mm。當必須明敷時，應在金屬管上采取防火措施(一般采用涂防火涂料的辦法，外涂三遍，或者防火涂料層厚度在0.5～2mm之間)。在布線上“民規” 與“報警規范”的要求基本一致，只是“報警規范”在線路暗敷時可采用穿金屬管或經阻燃的硬質塑料管保護，本條之所以沒有包括火災探測器線路，是因為探測器線路只是在火災初起階段起作用，而條文中規定的消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播線路，在火災發生后一段時間內還需起作用，在這段時間內，必須保證這些線路的安全使用。

　　(二)火災自動報警系統設計

　　1、火災探測器

　　探測器是消防自動報警的眼睛，它的功能是將火災信號快速傳到報警控制器，發出警報信號。火災探測器種類很多，然而，對于占地面積不是很大的高層建筑中應以感煙火災探測器選用為主，個別不宜選用感煙火災探測器的場所，應該選用感溫火災探測器。探測區域探測器設置有如下要點：

　　(1)設置標準

　　火災探測區域一般以獨立的房間劃分，探測區域內的每個房間內至少應設置一只探測器。在敞開或封閉的樓梯間、消防電梯前室、走道、坡道、管道井、悶頂、夾層等場所都應單獨劃分探測區域，設置相應探測器。內部空間開闊且門口有燈光顯示，裝置的大面積房間可劃分一個探測區域，但其最大面積不能超過1000m2。

　　(2)探測器設置應考慮的因素

　　探測器的設置一般按保護面積確定，每只探測器保護面積和保護半徑的確定，要考慮房間高度、屋頂坡度、探測器自身靈敏度三個主要因素的影響，但在有梁的頂棚上設置探測器時必須考慮到梁突出頂棚影響。另外，還要考慮建筑物內部走道寬度、至端墻的距離、至墻壁梁邊距離、空調通風口距離以及房間間隔情況等的影響。

　　2、報警控制器

　　報警控制器是給探測器供電，接受、顯示、傳遞信號，并能輸出控制指令的一種裝置。按其輸入網絡的系統線路劃分有少線制(又名總線制)和多線制兩類;按作用性質劃分有區域報警器(中繼器)、集中報警器、通用報警器(前二者通用)3種。

　　以往的設計模式是：火災探測器→n個區域報警器→集中報警器→聯動控制裝置。隨著消防科技的發展，目前多線制與以往的設計模式已較少采用，而是一般采用總線制、模擬量多功能的報警控制器，它除常規功能外，還具有以下特點：

　　(1)系統布線簡潔。系統布線少，布線規律性強，方式任意，減少了布線故障。因而使設計簡單，便于施工和維修，提高了系統的可靠性。

　　(2)系統結構模塊化。系統單機結構包括250～2000個可編地址的各種探測器、手動報警按鈕、聯動模塊和報警顯示裝置，設計人員可靈活地進行系統配置，選擇系統監控回路的數量;若單機結構地址容量不夠，還可靈活地將系統配置成網絡結構形式。

　　(3)智能報警及系統自我診斷。當火災發生時，智能報警系統發出預報警、報警和聯動報警3種報警聲和光信號，同時將火災的發生地點、性質和時間用中文顯示并立即打印出來。若同時多處發生火災，則顯示翻頁燈亮，提示運行人員翻頁查看，便于運行人員對火災情況作出完整、準確的判斷。

　　(三)高層民用建筑消防聯動系統的設計

　　1、消火栓控制系統

　　消火栓的水源一般來自消防水箱。系統處于常壓狀態，當壓力不足時，由穩壓泵自動開啟補水達到規定的壓力時，水泵自動停止。一般設置2臺互為備用的消防水泵，并要求在泵房、消防控制室、各層消火栓處3地控制。設計中消火栓控制系統的控制電源電壓等級為直流24V，且多采用獨立電源。

　　2、自動水噴淋系統

　　該系統的工作原理是：失火時噴淋頭表面溫度達到它的破碎溫度時，噴淋管網中的壓力水自動噴出，此時系統中壓力開關、水流指示器動作，通過火災自動報警系統的聯動模塊，向消防控制室報警并申請啟動噴淋水泵，火災自動報警系統則對壓力開關、水流指示器的報警時間及位置進行記錄，啟動噴淋水泵，滅火后由遠控或現地控制水泵停止運行。聯動程序在各消防區位上基本相似，但需注意的是僅水流指示器的動作信號不能作為啟動噴淋水泵的命令，因為水流指示器動作較靈敏，有時噴淋管網中的壓力波動，也會引起水流指示器的動作。因此在設計中采用的是報警閥壓力開關與水流指示器同時動作才能啟動噴淋水泵。另外，水泵的控制回路具有自保持功能，啟泵命令只需一個脈沖信號即可。

　　3、防排煙控制系統

　　建筑物防煙設備的作用是防止煙氣侵入安全疏散通道，而排煙設備的作用是消除煙氣大量積聚并防止煙氣擴散到安全疏散通道。因此防、排煙設計是綜合防災的必要組成部分。防、排煙設備主要包括正壓送風機、排煙風機、正壓送風閥及設于空調通風管道上的防排煙閥等。若發生火災，由其排煙分擔區內設置的感煙探測器發出報警信號，通過火災自動報警系統預先編制的程序控制指令，開啟正壓送風閥、排煙閥，關閉防煙閥，使通風、空調機自動停止。同時也可以在現場進行手動控制。送風閥、防排煙閥動作后，通過聯動模塊將動作信號反饋到消防控制室。

　　(四)火災應急照明系統的設計

　　火災應急照明的主要用作就是在火災發生時保證人員能夠有順序的進行疏散，同時保證消防人員可以順利工作，其具體包括火災事故照明、疏散指示燈、備用照明。通常情況下，火災事故照明和疏散指示燈采用可以強行啟動點亮的普通照明燈，而備用照明需要利用雙電源的切換來實現其開啟。所以，火災的應急照明線路最好采用阻塔型電線穿上鋼管保護暗敷在不燃結構內部，以保證達到防火的要求。如果土建工程已經完工，而應急照明線路還沒有敷設，就只能將應急照明線路明敷在吊頂里，這是最好采用耐火型材料或者耐熱型材料。

　　結語

　　綜上，高層民用建筑的火災危險性較大，撲救難度高，而且人員疏散起來困難，所以高層建筑消防電氣設計非常重要。高層民用建筑的電氣消防設計，首先要嚴格執行有關規定，特別是強制性規范;又應根據消防機理及各設備在火災時的運行情況，合理地選擇設備，構成系統，以使各消防設備能準確、及時、安全地運行。

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