高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制分析

高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制分析

王旭清

常州市武进建筑设计院有限公司 江苏省常州市 213100

摘要：与传统的多层建筑相比，高层建筑的内部结构更加复杂，其功能性也相对较高。但是，高层建筑在给人民群众带来便捷生活的同时也存在着诸多的消防隐患。这就意味着传统的建筑电气消防设计并不适用于高层建筑的消防设计，加强对这一问题的研究和分析，对于提高高层建筑的防火效果和火灾应对效果有着一定的现实意义。

关键词：高层建筑；电气设计；消防设备；设置控制

在现代建筑行业发展过程中，逐渐出现了越来越多的高层建筑，设计单位在进行高层建筑设计过程中，需要对消防设备进行合理的设计，确保在发生火灾的情况下，能够最大程度保障居民生命财产安全。为了对其具有更为全面的认知，特此展开本次研究。

1 高层建筑电气消防设计意义

众所周知， 高层建筑消防电气设计是建筑设计中的重点内容之一，通过合理的消防电气设计，有利于保障高层式建筑中电气设备的安全运行，并且对保障居民的生命、财产安全具有重要作用。消防电气设施在设计的过程中，应充分结合建筑内的实际情况，对供电线路的敷设、火灾报警探测器的位置等全面掌握。避免设计中存在矛盾，影响到消防电气工程使用功能的发挥。通过电气消防设施，规避火灾等风险，降低安全事故引发的经济损失和人身伤亡。相关工作人员应正确认识到在高层式建筑汇总，消防电气设计的重要性，从而提高对设计的重视，保障设计的合理性、可靠性和可行性。

2 高层建筑电气消防设计原则

高层建筑电气消防设计过程中要严格遵循我国相应行业的标准要求，必要时还要遵循国际上的一些要求。高层建筑电气消防设计与人们的生命财产安全有着直接联系，因此，不得随意设计，具体设计应当在确保安全的基础上开展。此外，高层建筑工程中的电气消防设计并非一成不变，要对高层建筑工程的具体情况进行详细分析，最终绘制出一张合理的电气消防设计图纸。高层建筑电气消防设计过程中，应当将供电系统作为一项重要构成部分，供电系统应当能够在满足各种紧急情况的基础上，完成对各种消防设施运行情况的全面监督，从而能够在火灾发生时，将由于火灾造成的损失控制在最低。

3 高层建筑电气设计中消防设备的设置标准以及规范

近几年，社会上的高层建筑建设数量逐渐增多，越来越多的高层建筑建设已经成为建筑行业的主流，且高层建筑内部的结构变得更加复杂，消防装置的安置不能再像以往一样遵循传统规律，而是要真正地从高层建筑的结构入手，妥善解决建筑消防电气设计中火灾的预防问题，做好事先的人员疏散方案，降低火灾对于高层建筑的损害，让高层建筑在城市内的使用得到更广泛地应用。随着高层建筑成为新兴的建筑学形式，国家消防局对于建筑的消防设计提出了新的要求，地方以及相关的行业也推出了相应的标准和要求，对高层建筑的消防布置有了完整全面的要求。例如：在高层建筑内部结构中，消火栓泵、喷淋泵等设施是很常见且必不可少的，在高层建筑内布置这些消防设施的时候，必然要考虑设备所处的客观环境，消火栓泵以及喷淋泵等消防设施在潮湿的环境内很容易发生漏电的现象，对于居民的人身安全也产生了极大的危险，此时必须根据地方标准对安装在消防水泵同一空间的消防泵控制柜提高其防护等级，其防护等级不应低于IP55。诸如此类的高层建筑消防设施的安装还有很多更细致的要求，在进行高层建筑安全性设计的时候，必然要对所有的可能性以及客观环境进行综合分析，找到最佳的设计布置方案。

4 高层建筑电气消防设计问题分析

4.1 消防配电设计不合理

在进行高层建筑电气消防设计时，所有的设计内容都要参照建筑实际情况进行综合考虑，并且完成建筑电气消防设计方案。但是在对当前的建筑电气消防设计方案调查中发现，实际的设计方案中很多情况存在不合理。比如说，因供配电设计不合理而影响到建筑电气消防系统的稳定运行 ；配电设计阶段的消防分区不合理 ；分区内设计的消防设备型号不满足相关需求等。另外，一些建筑电气消防设计师没有考虑到消防设备的持续供电和消防规范化，造成了高层建筑电气消防设计中出现安全隐患。

4.2 未做好火灾自动报警系统设计

高层建筑中的火灾自动报警系统的具体应用应当充分结合高层建筑工程的具体情况而定，并且要对其应用情况进行全面监控，只有这样才能做好火灾预警工作。从现阶段高层建筑工程中的火灾自动报警系统的实际设计情况来看，其设计存在一些问题，这会对其作用造成不良影响。例如，未结合实际情况进行火灾探测器设计，没有选择合理的火灾探测器型号，无法及时发现火源，完成相应报警 ；火源与回风口间的距离较远，会对探测器在实际应用过程中的灵敏度造成不良影响。以上各项问题的存在，都会对火灾自动报警系统在实际应用期间的功能造成不良影响。

4.3 火灾应急照明系统设计的不足

火灾应急照明系统与普通照明系统有着一定的差别，前者的使用次数较少，但却是高层建筑电气消防设计中不可缺少的重要组成部分，因此应重视火灾应急照明系统的设计。而现阶段高层建筑电气消防设计中明显还存在很多不足之处，例如，应急照明强制点亮接口不一致；应急照明灯具电压选择不符合规范要求等，根据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB 51309-2018 的要求，应急照明标准要完全适应新防火规范的设计要求，应急照明 A 型灯具电源采用 36V，这对设计也提出了很大的挑战。

4.4 线路敷设问题

虽然当前阶段精装房的交房标准得到了应用，但是在大部分高层式的建筑中其交房标准仍为毛坯房。此时房屋中的电视线路、照明线路和通信线路等是按照设计图纸进行敷设的，部分业主在入户后为提高装修效果，会对部分线路的敷设进行改造。将部分线路留下，其余线路重新进行敷设。不仅导致资源和能源的浪费，还会导致线路敷设缺乏合理性留下安全隐患。部分建筑中设计消防电气的线路时，采用的是 PVC 材质进行保护，通过吊顶进行走线，与相关的高层式建筑设计防火规范中的相关规定不相符。结合实际情况，发现大部分设计人员对该环节有所忽视。在吊顶内进行线路的敷设，具有较大的危险性极易引发火灾，且发生火灾时，火势蔓延较为迅速。

5 高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制分析

5.1 对供电线路采取消防设计

对于高层建筑而言，主要的火灾原因是由于供电线路老化、短路所造成的，因而消防设计应当将供电线路视为主要的工作内容，并逐步对供电线路进行优化和完善，确保其在基本供电职能可以得到有效发挥的基础上还能够有效避免因线路老化和短路所造成的火灾问题。在这一过程中，首先需要考虑到的因素是建筑自身运行所需的基本电压及电流，并在确保供电稳定的基础上而采取相应的防护措施，以减轻漏电现象所造成的影响。由于不同的高层建筑在结构设计方面会存在明显的差异，因而供电线路的消防设计需要坚持差异化的原则，要在建筑基本的结构基础上进行设计。而在供电线路的绝缘体的选择方面，可以考虑使用金属管道或具有阻燃效果的硬质管道对供电线路进行保护。而建筑物内部的基本电气设备，如照明系统、插座等均需要采取相对应的防漏电措施，一般使用耐火性较高的材料进行包裹即可。这样一来，即便是在发生火灾的情况下，也可以起到阻碍火势蔓延速度的效果。此外，从高层建筑火灾所造成的人员伤亡角度来看，多数伤亡人员并非是因为直接与明火接触而死亡，其是在逃生过程中因为建筑内部的烟雾较大，而导致呼吸道无法正常呼吸才引发的窒息死亡。为达到控制建筑火灾烟雾的效果，高层建筑内部的电缆均需要使用低烟材质进行包裹，以达到减少烟雾总量的目的，从而为高层建筑居民的安全撤离营造空间。

5.2 应急照明设计

在高层建筑消防设计中，应急照明设计应包括以下照明类型：①安全照明；②备用照明；③疏散照明。备用照明的作用是为了给消防员提供光源，从而帮助他们更好地进行内攻灭火。安全照明及疏散照明的作用是给人们逃生指引路线，帮助人们有序快速的撤离，同时也能为消防员方撤退提高标识，这些作用体现了应急照明设计的重要性。为了保证在发生火灾时应急照明系统仍能正常工作，其线路应当植入不燃烧的墙体内，同时钢管应由具有防火性质导线进行包裹。假如在对其线路进行设计时发现必须要经过外部设置，此时无法埋入不燃烧的墙体内，只能采取在保护钢管外层以及桥架涂抹防火物质的方法，从而保证应急照明系统能够发挥作用。除此之外，需要选择智能蓄电的灯管，该种类型的灯具在平时依靠外交流电进行供电，然而当发生火灾时假如电路遭到破坏，其供电转向自身蓄电，满足人们的逃生需求。

5.3 火灾控制系统与防雷系统的有效结合

在建设高层建筑的时候，工作人员还需要及时做好防雷的工作，安置相应的防雷系统可以有效地保证大厦电路系统的平稳运转。为此，在实际的设置工作中，专用的接地装置在实际操控的工作中需要与消防系统进行有效的结合，可以有效地防止接地干线因受到雷电的影响，引起火灾事故。通过火灾控制系统与防雷系统的有效结合，可以共同实现接地装置的使用要求，同时还可以有效地建设基础的公用接地点，可以在极大程度上降低火灾事故的发生频率。除此之外，工作人员还可以设立一套高效化以及自动化的电子监控系统，利用科学技术提升消防系统的防护作用，最终可以实现高层建筑的安全性，降低雷电等极端天气带来的火灾风险，为高层建筑的消防安全提供安全的保障。

5.4 火灾报警联动系统的设计

火灾报警系统中，除了上述探测器和控制器的设计，还有联动执行机构的设计。在火灾电气设计中包括以下几种：防火门、排烟阀、送风阀等；电梯、空调排烟风机等；消火栓系统、自动喷水系统、干粉灭火系统等。联动控制是指探测器检测到火灾信号并将该信号传送到火灾报警控制器单元，控制器发出指令，使连接到控制单元中的的联动装置动作。在联动装置的设计时，需要注意以下几点： 其一为消火栓控制系统， 为保证水源才充足，一般需要设置 2 台互为备用的消防水泵，此外，为了保证电源质量，一般采用独立电源供电。其二可以利用消火栓按钮的常开触点，提高控制线路的可靠性，即使消火栓按钮的连线因故障断路，也能保证消防泵的正常启动。 其三为便于火灾发生时能及时疏散人员，防火卷帘、防火门一般由联动系统采用二次控制下落方式，通过联动模块将防火卷帘自动下落到地面，同时将信号返回至消防控制室。

6 结束语

随着我国城市经济水平的不断提升，高层建筑的设计建造在很大程度上缓解了城市使用土地紧张的现象，有利于推动城市现代化的发展进程。然而，高层建筑在建设的过程中，还是存在着诸多的安全隐患。由上文的叙述可知，完善高层建筑的消防设计可以有效的保障居民的生命安全，为高层建筑的未来发展奠定夯实的基础。最后，希望笔者的相关叙述，可以为相关的人员提供一定的参考价值。

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