高層鋼結(jié)構(gòu)建筑電氣防火設(shè)計(jì)

鄭航

摘要：高層建筑是現(xiàn)代建筑工業(yè)快速發(fā)展的重要標(biāo)志，也是城市發(fā)展水平的集中體?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)高層建筑越來越多，但高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)也相應(yīng)越來越多。本文就主要針對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑如何進(jìn)行防火設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，來提高鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的自防自救能力。供同行參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；高層建筑；防火設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU972.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-3954（2013）21-0344-02

1 建筑防火

建筑設(shè)計(jì)防火的主要體現(xiàn)在合理布置高層建筑總體布局和防火分區(qū)、確保建筑物耐火能力、設(shè)置安全疏散設(shè)施等各方面。

1.1 合理布置高層建筑總體布局和防火分區(qū)

合理的總平面布置，處理好總平面圖中主體建筑、主體建筑與附屬建筑以及與周邊建筑的退線、間距、消防車道的設(shè)置等關(guān)系，不但是建筑設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮對(duì)象，更是對(duì)防止火災(zāi)蔓延和火災(zāi)撲救的必須考慮的重要因數(shù)。

1.2 總平面防火

在總平面的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)建筑物的功能性質(zhì)、城市規(guī)劃、日照分析、環(huán)評(píng)報(bào)告分析、火災(zāi)危險(xiǎn)源的分析、地形和地理?xiàng)l件、地勢和風(fēng)向等諸多因素，進(jìn)行合理確定高層建筑的位置、防火間距、消防車道和消防水源等，盡量避免建筑物間構(gòu)成火災(zāi)威脅，并為消防車順利撲救火災(zāi)提供可靠條件。在考慮消防車道的同時(shí)還應(yīng)考慮各建筑之間在布置時(shí)必須設(shè)置的防火間距，防止火災(zāi)在相鄰的建筑中蔓延。

2 建筑電氣防火系統(tǒng)

要求根據(jù)建筑物的性質(zhì)，合理確定消防供電級(jí)別，做好消防電源、配電線路、設(shè)備的防火設(shè)計(jì)，做好火災(zāi)事故照明和疏散指示標(biāo)志設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)可靠的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)和火災(zāi)漏電探測報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)自動(dòng)控制系統(tǒng)是現(xiàn)在建筑中不可或缺的部分，這部分要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范合理設(shè)置感煙傳感器、感溫傳感器以及響應(yīng)設(shè)施。

2.1 供配電設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的消防負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷。本工程由電業(yè)部門引入兩路10kV電源。在地下一層變配電所內(nèi)將兩路常用的高壓電源分成四路。地下一層的變配電所內(nèi)設(shè)四臺(tái)1250kVA10/0.4kV干式變壓器。10kV高壓側(cè)采用單母線分段運(yùn)行，并設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的主接線方式。0.4kV低壓側(cè)采用單母線分段，并設(shè)母聯(lián)開關(guān)的主接線方式。低壓配電電壓為220/380V，根據(jù)電業(yè)要求低壓配電處集中補(bǔ)償至0.9（高峰負(fù)荷時(shí)期達(dá)到0.95）。本工程地下一層設(shè)柴油發(fā)電機(jī)房，內(nèi)設(shè)置一臺(tái)常用800kW的柴油發(fā)電機(jī)作為自備電源。要求兩市電失電后發(fā)電機(jī)在15s內(nèi)自啟動(dòng)。變電所設(shè)有應(yīng)急與重要母線段，以市電及應(yīng)急電源作雙回路供電作為應(yīng)急備用電源；對(duì)于應(yīng)急照明和疏散照明，另設(shè)應(yīng)急集中電源，其供電時(shí)間不應(yīng)小于90min。

2.2 應(yīng)急照明和疏散照明

消防應(yīng)急照明指建筑平面的一般平面疏散區(qū)域和樓梯疏散區(qū)域，規(guī)范要求的照度較低。一般平面疏散區(qū)域疏散照明照度為0.5Lx，疏散樓梯及人員密集流動(dòng)及地下疏散區(qū)域照度為5Lx。疏散照明最少持續(xù)供電時(shí)間為30min。消防工作區(qū)域的備用照明不低于正常照明照度，照明最少持續(xù)供電時(shí)間180min。消防應(yīng)急照明火災(zāi)時(shí)應(yīng)強(qiáng)制點(diǎn)亮。本工程消防應(yīng)急照明采用集中控制型智能應(yīng)急照明系統(tǒng)，消防時(shí)由該系統(tǒng)強(qiáng)制點(diǎn)亮相關(guān)區(qū)域內(nèi)應(yīng)急照明和疏散照明。消防應(yīng)急照明及消防疏散燈具采用消防應(yīng)急燈具，應(yīng)帶玻璃或其它非燃燒材料制作的防護(hù)罩。消防應(yīng)急照明配電箱采用PC級(jí)的雙電源末端互投供電并設(shè)專用應(yīng)急照明集中電源柜。

2.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)按《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98的要求將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為三種基本形式，即區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等分為特級(jí)、一級(jí)和二級(jí)。

鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)等級(jí)按一級(jí)設(shè)置?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)，消防直通對(duì)講電話系統(tǒng)，電梯監(jiān)視控制系統(tǒng)組成。消防控制室與安防監(jiān)控室合用，稱為消防安保中心，設(shè)置在一層，其入口處設(shè)置明顯的標(biāo)志，并設(shè)置直通室外的安全出口。消防控制室內(nèi)設(shè)有直接報(bào)警的外線電話。

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑工程采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)全樓的火災(zāi)信號(hào)和消防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視及控制。在公共走廊、電梯廳、辦公室等場所設(shè)置感煙探測器，在地下車庫等平時(shí)煙塵較大的場所設(shè)置感溫探測器，在大堂等高大空間設(shè)置紅外光束感煙探測器，在本建筑每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)的出入口、主要通道等處設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警裝置及消防對(duì)講電話插孔。在消火栓箱內(nèi)設(shè)置消火栓按鈕及消防對(duì)講電話插孔。消防聯(lián)動(dòng)控制方式分為自動(dòng)，手動(dòng)、手動(dòng)直接啟動(dòng)控制?；馂?zāi)發(fā)生后，通過消防安保中心，可實(shí)現(xiàn)對(duì)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、正壓送風(fēng)系統(tǒng)、防火卷簾門、防火門、電梯運(yùn)行、非消防電源、火災(zāi)應(yīng)急照明等的監(jiān)視及控制。

火災(zāi)應(yīng)急廣播與公共背景廣播共用系統(tǒng)，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，值班人員根據(jù)火情，聯(lián)動(dòng)切換相應(yīng)廣播分區(qū)模塊，自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行火災(zāi)應(yīng)急廣播，及時(shí)指揮、疏導(dǎo)人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場。設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播揚(yáng)聲器的場所同時(shí)設(shè)置火災(zāi)聲光報(bào)警器，并采用分時(shí)播放控制，火災(zāi)聲光報(bào)警器與火災(zāi)應(yīng)急廣播交替工作。

在消防安保中心設(shè)置消防專用電話總機(jī)，在手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓按鈕等處設(shè)置消防專用電話插孔。在變配電所、電信機(jī)房、消防風(fēng)機(jī)房、消防電梯機(jī)房等場所設(shè)置消防專用電話分機(jī)，在消防控制室設(shè)置可直接報(bào)警的外線電話。消防專用電話網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)。

電梯監(jiān)視控制自成系統(tǒng)，但設(shè)置五方通話與消控中心連接，功能上應(yīng)滿足消防控制要求，電梯監(jiān)控盤由電梯設(shè)備商配套提供。

消防系統(tǒng)線路的信號(hào)傳輸干線采用WDZCN-BYJ-2×1.5mm²，24V直流電源干線采用WDZCN-BYJ-2×4mm²，24V直流電源支線采用WDZCN-BYJ-2×2.5mm²，消防電話線采用WDZCN-BYJ-2×1.5mm²，消防廣播線采用WDZCN-BYJ-2×1.5mm²，消火栓啟泵控制及信號(hào)反饋線采用WDZCN-BYJ-4x1，5nun2，多線聯(lián)動(dòng)控制線采用WDZCN-KYJY-8×1.5。傳輸干線沿防火金屬線槽在弱電間、吊頂內(nèi)明敷，支線穿金屬鋼管暗敷于不燃燒體的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，且保護(hù)層厚度不宜小于30mm。由頂板接線盒至消防設(shè)備一段線路穿耐火（阻燃）可繞金屬電線保護(hù)管，不得將該部分線路裸露。

2.4 火災(zāi)漏電探測報(bào)警系統(tǒng)

為了降低火災(zāi)的可能性，本大樓設(shè)火災(zāi)漏電探測報(bào)警系統(tǒng)，主要探測線路的漏電電流、過電流等信號(hào)，發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，并儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)不應(yīng)少于12個(gè)月。火災(zāi)漏電的探測模塊安裝在供配電的每一個(gè)回路的空氣開關(guān)下端，探測每一路需要檢測回路的漏電電流、過電流情況。每一個(gè)探測回路只發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，不切斷回路的電源?；馂?zāi)漏電探測報(bào)警系統(tǒng)的主機(jī)安裝在消防控制中心的墻上，給值班人員提供準(zhǔn)確的報(bào)警信號(hào)和故障點(diǎn)位置。

3 建筑物的防雷接地措施

高層建筑的火災(zāi)中，由雷擊造成的原因占一定的比例。所以建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)計(jì)安全可靠的防雷和接地裝置，防止直擊雷、側(cè)擊雷的直接破壞和雷電波的浸入造成的破壞。建筑物防雷接地設(shè)施主要包括基礎(chǔ)接地體、引下線、避雷網(wǎng)格、避雷帶、避雷針、均壓環(huán)、等電位、避雷器等八個(gè)方面。

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑防雷為第二類防雷建筑物，建筑物設(shè)防直擊雷的外部防雷裝置與內(nèi)部防雷裝置，并采取防閃電電涌侵入及防閃電感應(yīng)等措施。本建筑物電子信息系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)為B級(jí)，建筑物設(shè)三級(jí)浪涌保護(hù)裝置。外部利用核心筒處屋頂采用25×4熱鍍鋅扁鋼接閃帶沿屋頂四周敷設(shè)，建筑外圍利用幕墻頂端金屬龍骨作接閃器，并使作為接閃器的金屬龍骨與屋頂防雷引下線可靠電氣連接，且保證其各部件并在屋面上形成之間均應(yīng)連成電氣貫通。作為接閃器的金屬龍骨及連接件截面應(yīng)滿足規(guī)范要求。接閃帶應(yīng)在屋面上形成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格。內(nèi)部防雷裝置的做法是在建筑物的地下室及地面層處，建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內(nèi)系統(tǒng)、進(jìn)出建筑物的金屬管線與防雷裝置做防雷等電位連接，并在配電變壓器、高低壓側(cè)的各相裝設(shè)避雷器。

鋼結(jié)構(gòu)本來就是一個(gè)良好的導(dǎo)電體，利用結(jié)構(gòu)鋼管柱做引下線，間距不應(yīng)大于18m，引下線在室外地面上下0.5m處各引出一根40×4熱鍍鋅扁鋼伸出墻外1m，做檢測接地端子或做外接人工接地極之用。

外部防雷裝置的接地應(yīng)和防閃電感應(yīng)、內(nèi)部防雷裝置、電氣和電子系統(tǒng)等接地共用接地裝置，并利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋作為接地網(wǎng)，接地電阻不大于1Ω，如不滿足應(yīng)增補(bǔ)人工接地極。低壓配電系統(tǒng)采用TN-S制接地系統(tǒng)，設(shè)置單獨(dú)的PE線作為專用接地線，所有設(shè)備的金屬外殼與PE線可靠連接。在變電所、配電間、電話間、消防控制中心、電梯機(jī)房、配電管井等位置設(shè)置接地端子，采用熱鍍鋅扁鋼或單芯電纜直接與共用接地體連接。

4 結(jié)束語

總之，我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)的建筑防火設(shè)計(jì)中，只要嚴(yán)格按以上5個(gè)方面來執(zhí)行，充分考慮各方面的影響，我們的建筑防火設(shè)計(jì)將更加全面和更加完善。我們就可以有效的預(yù)防和杜絕高層建筑的火災(zāi)發(fā)生和盡量減少在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的各種損失。

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