高层建筑中消防设备电气防火设计策略探究

高层建筑中消防设备电气防火设计策略探究

张因辉

大连圣澔消防机电工程有限公司   辽宁省大连市  116000

摘要：按照我国国家规定，高层建筑是指建筑高度超过24m的公共建筑、工业建筑（非单层）和建筑高度超过27m的住宅建筑，而如果建筑高度超过100m时，无论是住宅亦或是公共建筑则统一称为超高层建筑。针对高层建筑进行消防设备电气防火设计时，必须更加规范和严谨，要从根本上去保障高层建筑的电气安全和消防能力，这一方面也体现出我国高层建筑消防设备电气防火设计存在着一定的不足，需给予更为严谨的制度要求，才能够规范设计、保证科学。

关键词：高层建筑；消防设备；电气防火设计

引言

高层建筑的使用功能复杂、施工面积大、层数多，对于电气系统具有较高的依赖性，因此高层建筑电气工程的开展难度也进一步加大。对于高层建筑的电气设计工作来说，消防设备配线防火设计尤为重要，甚至决定了电气施工的质量与安全，关乎业主的生命财产安全。作为火灾危险性最高的灾害之一，电气灾害的预防与控制大多体现在设备配线防火中，因此做好配线防火设计具有现实意义。

1高层建筑发生火灾的特征

高层建筑一般是具有建筑面积大、样式多以及布局复杂等特征，所以在进行装修的过程中也会产生很多可燃性材料。因此一旦发生火灾必然会存在蔓延途径多、燃烧速度快并形成立体燃烧的现象，很容易造成严重的经济损失。火势蔓延途径多并不易控制。在高层建筑中存在很多的竖性管井：电梯井、管道井、排气道等等，所以一旦出现火灾这些管井将会像烟囱一样产生把起作用，这也是加快火势蔓延的重要途径。经过相关的试验研究发现，在火灾产生的初期，因为空气对流而产生的烟气扩散大约是0.3m/s，在火灾猛烈阶段的速度大概是0.5～0.8m/s之间，但是在电梯井等垂直扩散速度在3～4m/s，这就意味着一座50m高的建筑发生火灾时，只需要12s烟气就能够从底部通过通道垂直扩散到顶部，最终造成整个建筑成为了一个立体的燃烧体。并且在实际的生活中，很多的高层建筑火灾案例都证实了这一点。人员疏散困难，容易造成较大的人员伤亡。根据很多的实际案例分析看来，在高层建筑发生火灾之后，很容易造成人员伤亡，因为高层民用建筑综合性和功能性比较强，所以在建筑中会存在很多的可燃物，特别是当前最常见的的高分子新型合成材料，这也在很大程度上增加了火灾发生的概率。这些可燃物在燃烧之后容易产生有毒气体，所以很不利于被困人员的逃生和疏散，在火灾中的大部分受困人员是被浓烟呛死而不是被烧死。扑救难度大。

2高层建筑消防设备电气防火设计原则

为了保障高层建筑消防设备电气设计的质量，我国要求必须采取可靠的防火措施，技术可靠安全，科学经济适用，并能够在一定程度上实现自防自救，所以，高层建筑进行消防设备电气防火设计时，所构建起的供电系统需要严格按照国家设计规范要求，并根据实际供电系统的特点来进行规划设计，应该达到具备良好的可靠性、耐火性和安全性的标准，而这其中最为主要的则是消防设备供电线路的可靠性，在出现火灾火情时，供电系统的可持续性以及电气设备线路的耐火能力都将直接关系到整个消防电气系统的安全保障能力。消防设备电气线路的可靠性意味着高层建筑出现火灾时，尤其是扑救过程中，电气设备应该具备良好的可靠性，不仅不会出现更进一步的火灾问题，也能够在一定程度上辅助营救工作。

3高层建筑消防设备电气防火设计策略分析

3.1电线电缆设计选型

第一，阻燃型电线电缆。PVC绝缘阻燃线缆具有优秀的阻燃效果，线缆本身不易着火，即便着火也不会延燃，在离开火源后还可以自我熄灭。以阻燃材料为导体的绝缘设计本身也有一定的约束，只能在有阻燃要求的场景下使用。阻燃型电线电缆有70℃、90℃、105℃等，其中105℃绝缘导线也叫做耐热线，在一些温度较高的场景下适用。第二，矿物绝缘铜芯电缆。针对一级负荷中的关键负荷电缆，如应急发电机和消防泵，可以选择矿物绝缘防火电缆。这类电缆是预防并扑救高层建筑火灾的主要方法，敷设方式为明敷。第三，密集型插接式母线槽。和传统电缆配电模式不同，密集型插接式母线槽体积更小但传输的电流更大，电气性能与机械性能更加优异，安全性也相对较高，在防火设计中也可以考虑使用，但需要在安装前做好现场的测试工作，确定好线槽的长度等参数。

3.2消防设备配电方式设计

高层建筑消防设备电气设计的低压配电一般选择接电方式是将消防用电设备的供电回路电源端与变压器低压母线直接相连，这样可以设计成单母线分段和放射式供电，利用这样的设计方法如果出现非消防负荷故障，就可以使变压器空气开关自动闭合。与此同时，在对母线进行检修时，变压器自动空气开关也将实现自主断开，以此来更进一步的保障消防供电的安全可靠性。为了更好的提高高层建筑消防设备电气设计的安全系数，在进行设计的过程中，建议将消防用电设备的供电回路电源直接与变压器低压出现自动空气开关之前进行连接，这样的设计方法更加灵活，能够在一定程度上实现自动控制的目的。按照国家规定，高层建筑的消防控制室、水泵房、消防电梯、防排烟系统等电源应该在最末一级配电箱内设计出能够自动切换的设备，而其他消防用电设备，比如门窗、阀门、卷帘、自动灭火系统等尚没有详细的规定，需要因地制宜来进行科学的设计。一些电气设备容量较小，布局分散，如果在末一级配电箱内都设置自动切换装置，只能会导致配电系统结构过于复杂，徒增成本，却无法带来良好的使用效果，所以在进行设计的过程中必须要根据建筑项目的实际情况进行合理的规划，可以按照高层建筑不同的楼层和防火分区功能区域等内容来设计双电源自动切换装置，并采取运用耐火配线的方式对各消防用电设备进行分别的连接。

3.3有效地加强执法力度

执法力度如何直接关系到火灾出现以及管理的效果，因此需要不断结合实际建立执法制度，加强执法力度，让火灾监督始终处于高效可控范围之内。当前预防火灾监督岗位上存在流动性较大，以及缺乏管理人才的现象，这也是制约防火监督救援工作的重要内容，再加上当前很多地方入警的大学生比较多，所以对于监督检查工作造成了一定的忽视。

3.4消防设备配电线路防火设计

在进行高层建筑消防设备电气防火设计时，最基本的策略是应该积极的运用耐火耐热的配线装置来提高防火能力，比如线缆的选择敷设以及线路保护等等。在高层建筑内重要的消防电气设备的配电线路应该选择使用矿物性的电缆，可以更好地保障绝缘性能，比如M1电缆，电缆内部为纯铜材质，能够保持良好的通电能力，绝缘材料则为氧化镁等化合物，保护套为没有接缝的铜质管套。经过实验考证，在辐射热或者是高温火焰的燃烧下，矿物绝缘电缆能够保持非常优秀的耐热能力，即便经受一个半小时的高温灼烧，仍然能够实现良好的导电性能。矿物绝缘电缆不仅具备优秀的耐热能力，同时还有防水、耐腐蚀、导电能力强、耐物理损伤、耐电磁辐射等性能。

结束语

由于高层建筑电气火灾的危害性较大，甚至会造成严重的人员伤亡事故，合理设计消防设备配线防火能够提高建筑整体的消防安全水平，在火灾发生时能够及时报警、及时处理、有序疏散，使建筑消防系统更加安全可靠，助推建筑电气行业的长远发展。

参考文献

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[2]王超.高层民用建筑电气防火消防设计的注意事项[J].消防界(电子版),2019

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