高层建筑消防系统的电气防火设计

[关键字]高层建筑 消防设备 电气防火设计 措施 

　　1 高层建筑产生火灾的原因及早期报警 

　　（1）电气装置设计不合理。 

　　①如果场所内有腐蚀气体，采用的设备又没有符合防腐的要求，就会导致绝缘遭到破坏，由于短路引起火灾。 

　　②防爆场所没有安装防爆电器设施，线路中电流超过允许值使电器设备超负荷运行，由于设备过热导致火灾发生。 

　　③在容易遭到雷击的场所没有设置合理的防雷装置或者防雷装置失效，由于电流效应引起火灾。 

　　（2）电气安装不规范。 

　　①在连接导线的地方采用缠绕方式，使用时间久了就会发生氧化，使电阻变大，接头因为过热引起火灾。 

　　②接线端子板、断路器、设备连接螺钉、插保险的熔丝等，经过长期的运行振动使连接松动，接触电阻变大引起火灾。 

　　③灯具在安装的时候没有按照规范要求，对卤钨灯、白炽灯等产生的热量未进行处理防治，导致周围易燃物质烤燃引起火灾。 

　　（3）报警控制器安装位置的选择。区域报警控制器宜安装在经常有人值班的房间或场所，如值班室、警卫室、楼层服务台等。其环境条件应清洁、干燥、凉爽、外界干扰少，同时考虑管理、维修方便等条件。集中报警控制器应设置在专用的房间或消防值班室内，并有直接通向户外的通道，门应向疏散方向开启，入口处要设有明显标志，房间要有较高的耐火等级。其环境条件与区域火灾报警控制器安装场所的要求类同。 

　　2 消防用电设备的负荷等级 

　　合理确定高层建筑中消防用电的负荷等级，保障消防用电设备供电的可靠性，是高层建筑电气防火设计中的一个基本问题。高层建筑中消防用电的负荷等级，应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。 

　　3 消防用电设备的配电 

　　消防用电设备在低压配电所如何取得用电电源，这是电气设计和防火监督人员经常思考的一个问题。在国家标准《高层民用建筑设计防火规范》中已明确规定：高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。 

　　但对其它的消防用电设备，如：电动的防火门、窗、卷帘、阀门等没有具体规定，这些设施虽小，但对于保障整个建筑的消防安全也是不容忽视的。对于这些容量小，布置分散的消防用电设备，如果均在最末一级配电箱处设置自动切换装置，不仅造成配电系统结线复杂，而且增加投资。 

　　因此，笔者认为在设计中应根据各工程的实际情况，按楼层或按防火分区设置一台总的双电源自动切换装置，采用耐火耐热配线分别引至各消防用电设备。 

　　4 消防用电设备的配电线路 

　　在工程设计中，消防用电设备配电线路设计的基本原则是采用耐火耐热的配线措施，其中包括电线、电缆的选型及敷设。 

　　4.1 电缆、电线及母线槽的选型 

　　高层民用建筑中消防设备的低压配电干线中宜采用耐火型密集型母线槽，与传统的电力电缆配电方式相比较，它具有较高的电气及机械性能外壳接地好，安全可靠。虽然密集型母线槽不如空气式母线槽插接孔引出分支回路随意性强，但其防火性能好。密集型母线槽的敷设必须现场实测，安装线槽的长度精确度要求较高，母线槽的插接式开关箱高度也应根据设计确定。 

　　4.2 线路的敷设 

　　（1）对消防设备配电线路进行暗敷时一般是采用普通电线电缆，并将其穿在金属管或阻燃塑料管（氧指数不小于 35）并埋设在不燃烧体结构内，且穿管暗敷的保护层厚度不宜小于 3cm 

　　（2）当消防设备配电线路只能采用明敷方式时，宜优先使低烟无卤电缆等不燃类电缆。若使用普通电线电缆，则应采用有防火保护的金属管或封闭式金属线槽保护，此时可喷涂防火涂料作为防火保护措施。 

　　（3）当消防设备配电线路采用绝缘和护套为不延燃的电缆并敷设在电缆竖井内时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护。但是当与延燃电缆敷设在同一个电缆井时，两者之间必须用耐火材料隔开。另外由于竖井烟囱效应，易使火势扩大，所以楼层间应采用防火材料密封隔离，电缆电线在楼层间穿管时，两端管口空隙要用防火材料封堵。 

　　（4）当消防设备配电线路在建筑物吊顶内进行敷设时，宜优先使用低烟无卤电缆等不燃类电缆，可避免由于采用普通电缆所需的防火桥架而导致吊顶底标高降低或楼层层高增高的影响。 

　　5 配电线路的保护 

　　高层建筑因功能需要，往往进行二次装修或增加用电设备，容易造成线路过载、短路和接地故障，而导致电气火灾的发生。特别是电弧性接地故障，一般的低压断路器因其额定动作电流较大，而接地故障引起的接地短路电流较小，而不易使断路器动作跳闸。 

　　因此，正确、合理的短路、过载和接地故障保护相当重要。对于一般的配电线路，可在低压电源进线端安装带过载保护、短路保护、剩余电流动作保护于一体的多功能低压断路器，不仅可以保护线路、保护设备、而且还可防止因接地故障引起的电气火灾。 

　　6 电气火灾监控 

　　在设定剩余电流动作电气火灾监控系统的报警值时，剩余电流报警设定值必须大于被测电路的泄漏电流值，可以使用装置的预检功能，检测被测电路的实际泄漏电流值，通常报警设定值取值不小于泄漏电流值的两倍。根据系统的特点，电气火灾监控系统的安装一般可分为2部分，其一是监控器和探测器在配电柜内的安装，其二是现场的管线广配敷设和接线。 

　　前者要与配电柜生产厂家密切配合，后者与一般的电气安装项目基本相同。 

　　6.1 监控器和探测器在配电柜内的安装 

　　由于监控器一般安装在配电柜门上，而探测器要穿过配电回路并固定在柜内，因此最好把这 2项设备交由配电柜厂家安装。在确定好配电柜供应商后，施工单位应首先与配电柜厂家仔细复核配电柜系统图，明确各配电柜中配电回路的形式（电缆型还是铜排型），提交监控器和探测器的规格型号以及外形尺寸。在配电柜的生产过程中，厂家就可以把这 2 项设备在柜内安装固定好，作为1个成品配电柜送到施工现场，完全省掉工程现场的复杂安装程序，同时避免了配电柜内线缆、铜排重新拆卸和安装可能带来的故障隐患。 

　　6.2 现场管线敷设和接线 

　　相对于其他设备安装工程来说，电气火灾监控系统的现场安装很简单。首先管线数量比较少，其次管线种类单一。注意总线的管线不要与其他强电或弱电线路混在一起；超5类 UTP 线缆敷设时，在配电箱内需预留足够长度；在压接好RJ45水晶头后，用测线仪测试线路，合格后在柜内绑扎好；柜门内侧布置需美观牢靠，不影响柜内元器件。据说现在有些生产厂家开始开发用RS485总线来替代现有的超5类UTP线缆，同时采用插接式端子块接线，这将使得现场线缆的敷设和接线更为方便快捷。 

　　7 结束语 

　　目前，我国高层建筑中电气火灾防范措施还不健全，和发达国家比还有一定的差距，问题也比较多，我们应该积极向发达国家学习，结合我国具体国情将电气线路设计到最佳，保障人民的生命财产安全。 

　　参考文献 

　　[1]颜麒文，罗有基.高层建筑电气火灾的特点及防范对策[J].广西民族大学学报（自然科学版）.2008（S1）. 

　　[2]刘明辉.浅谈高层建筑建筑施工现场临时用电的电气防火[J].科技风.2009（23）. 

　　[3]丁乐.我国高层建筑电气火灾现状特点、问题及防控策略探讨[J].科协论坛（下半月）.2011（07）.