高層建筑中消防系統(tǒng)的電氣防火設(shè)計思考

楊錫曉

摘 要 高層建筑是我國目前房建行業(yè)大力發(fā)展的一種建筑類型，受到我國城市化和城鎮(zhèn)化快速增長的環(huán)境影響，城市可用于房建的土地面積不斷萎縮，而高層建筑模式可以在較少的土地占用前提下保證基本的住宅、使用面積，因此，高層建筑在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)得到了大力推廣，尤其是近些年來更是得到了加速發(fā)展，根據(jù)貝殼研究院的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年東莞市的摩天住宅小區(qū)（超高層住宅為≥100米的民用建筑）的城市占比已經(jīng)超過了7%。高層建筑因其垂直高度高層數(shù)多，在防火滅火方面存在疏散困難、煙囪效應(yīng)明顯、對消防系統(tǒng)要求高等特點。因此，日常的運(yùn)營維護(hù)，必須有一整套自動化防火措施，其中自動化消防系統(tǒng)是保證高層建筑正常使用的關(guān)鍵，本文會根據(jù)高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)的特點，對高層建筑中消防系統(tǒng)電氣防火的預(yù)防性設(shè)計進(jìn)行介紹和分析，確定電氣防火的構(gòu)成內(nèi)容和主要性能，以提升從業(yè)人員對于高層建筑電氣防火的相關(guān)專業(yè)知識認(rèn)識。對高層建筑消防系統(tǒng)的電氣防火特點進(jìn)行介紹，探討更加科學(xué)合理的設(shè)計方案，希望未來我國高層建筑消防系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性能夠達(dá)到更好的水平，切實保證建筑物內(nèi)部正常生產(chǎn)生力進(jìn)行，保證建筑使用者的生命安全和財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞 高層建筑;消防系統(tǒng);電氣設(shè)計

引言

高層建筑由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樓層多，垂直高度高，內(nèi)部設(shè)置消防系統(tǒng)雖然設(shè)計難度大，參數(shù)要求高，但又非常必要，如果借助外部消防設(shè)施，很難在遭遇火情時及時撲救高層建筑內(nèi)部的火情。為了改善高層建筑的防火性能，確保建筑物內(nèi)部消防安全，必須對消防系統(tǒng)的電氣防火進(jìn)行重視，并根據(jù)房屋實際情況和日常使用條件來進(jìn)行電氣防火的具體內(nèi)容設(shè)計，根據(jù)房屋特點和具體的防火要求，對現(xiàn)有的消防系統(tǒng)電氣防火進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保其在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時作用產(chǎn)生效果，預(yù)防火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延，防止出現(xiàn)更加嚴(yán)重了經(jīng)濟(jì)損失。

1高層建筑火災(zāi)特點

高層建筑當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，會具備火情蔓延速度快，人員疏散難度大，撲救難度高，火災(zāi)隱患眾多等多方面影響。

首先是由于高層建筑中密布電梯間、排風(fēng)道、排氣道和相應(yīng)的管道井，這些煙道多為豎向井道，如果沒有合理的防火分隔處理，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，會迅速形成垂直氣流，并產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，在火災(zāi)猛烈燃燒階段，通過管道井的煙霧，擴(kuò)散速度可以達(dá)到3～4米/秒，假如一座高度為100米的高層建筑發(fā)生火災(zāi)，在無阻擋的情況下，半分鐘左右，煙氣就能迅速向管道井?dāng)U散到頂層，其擴(kuò)散速度是水平方向的10倍以上，嚴(yán)重影響到撲救和控制。

如果在人員聚集的高層建筑發(fā)生火災(zāi)，由于豎向疏散難度大、路徑長、寬度窄，難以短時間內(nèi)疏散大量被困人員，而且人員聚集的場所容易出現(xiàn)踩踏事故，造成二次傷害的出現(xiàn)。

由于高層建筑的樓棟垂直高度高，想要從室外進(jìn)行火災(zāi)控制和撲救難度很高，如果發(fā)生火災(zāi)的樓層距離地面的高度超過了消防水炮、消防舉高車、消防云梯車等消防設(shè)施的控制范圍，就只能夠依靠室內(nèi)的消防設(shè)施進(jìn)行的干預(yù)和控制，因此高層建筑內(nèi)部是否有健全的消防設(shè)施，這些消防設(shè)施是否能夠長期處于正常的使用狀態(tài)，將直接決定了當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，是否具備相應(yīng)的消防力量能夠參與火災(zāi)的控制。

在高層建筑中，為了保證建筑物功能的全面，會有一整套復(fù)雜的功能體系內(nèi)嵌在建筑物內(nèi)部，導(dǎo)致建筑物內(nèi)部的電氣設(shè)備比非高層建筑更多，電氣線路也更較長，更容易發(fā)生電氣火災(zāi)，如果在室內(nèi)裝修時，使用不阻燃的裝修材料，一旦發(fā)生火情，裝飾材料反而會成為電氣火災(zāi)加速蔓延的媒介[1]。

2火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計

在高層建筑消防系統(tǒng)中自動報警承擔(dān)著非常重要的作用，它會對各區(qū)域當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行及時的數(shù)據(jù)分析，判斷是否出現(xiàn)火情，一旦確認(rèn)就要立即發(fā)出告警，提醒建筑物內(nèi)部人員盡快進(jìn)行疏散或采取相應(yīng)的干預(yù)措施，防止火情的蔓延和威脅，而自動報警系統(tǒng)主要由探測器，控制中心和報警設(shè)備三部分組成。除此之外，為了保證高層建筑各節(jié)點都能夠收到同樣的信號通知，還需要設(shè)置聯(lián)動控制系統(tǒng)。保證不同區(qū)域，不同節(jié)點都能夠同時收到火災(zāi)告警的通知，及時采取反應(yīng)。

2.1 探測器的設(shè)計

在自動報警系統(tǒng)中，探測器主要是負(fù)責(zé)向告警控制器傳遞危險信號，根據(jù)所處的位置和主要的探測對象，可分為感煙型，感溫型，感光型和可燃?xì)怏w型4大類。4種不同的探測器會根據(jù)不同的使用場景和探測對象，對其所負(fù)責(zé)的特征信號進(jìn)行實時的提取和管理，一旦發(fā)現(xiàn)所處地區(qū)的相關(guān)數(shù)值異常就要進(jìn)行相應(yīng)的告警。為防止探測器偶然出現(xiàn)機(jī)械故障而導(dǎo)致的告警故障，控制中心會根據(jù)不同感應(yīng)型設(shè)備在同一時間所作出的反應(yīng)，來判斷是否為單一信號的偶然異常。舉一個例子，當(dāng)感光型傳感器突然發(fā)現(xiàn)某區(qū)域的光亮程度與正常情況不屬實，會給報警中心進(jìn)行報警。但此時煙霧感應(yīng)器和溫度感應(yīng)器均未發(fā)現(xiàn)異常信號，則說明該區(qū)域只是出現(xiàn)了光亮異常情況，并不是發(fā)生了火災(zāi)。這種通過不同的傳感設(shè)備，對可視范圍以外區(qū)域的火情進(jìn)行告警的方式會作為高層建筑防火預(yù)警系統(tǒng)的核心。為了保證這些感應(yīng)器在日常的使用過程中，能夠長時間處于正常的工作狀態(tài)，并能夠及時有效提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和告警信息，就要根據(jù)傳感器所布置的位置和所處環(huán)境的特點，對傳感器的具體參數(shù)，型號規(guī)格進(jìn)行選擇和布置，參考不同位置不同環(huán)境的房間特點和狀態(tài)，安裝相應(yīng)的傳感設(shè)備。雖然隨著傳感設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，其傳感技術(shù)不斷提升，但如果不重視控制區(qū)域特點的研究，選擇不適當(dāng)?shù)膫鞲性O(shè)備，仍然會影響最終的判斷。為保證傳感設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并在突發(fā)火情的情況下能夠及時有效的完成預(yù)警，在選擇相關(guān)設(shè)備時必須注意以下事項：首先控制器和報警感測器必須由同一廠家生產(chǎn)，不同廠家的探測器在應(yīng)用過程中會具備較大的性能差異，還有可能會互相誤導(dǎo)，所以在選擇探測器時，在參考生產(chǎn)廠家的同時，還要考慮到用戶的質(zhì)量反饋，可以調(diào)查前期購買此廠家生產(chǎn)的感應(yīng)器的客戶反饋內(nèi)容用于參考。高層建筑的層高一般為標(biāo)準(zhǔn)層高，適合選用智能探測器，這種探測器除了具備基本的常規(guī)功能之外，還能根據(jù)環(huán)境的變化自動對相關(guān)參數(shù)靈敏度進(jìn)行調(diào)整，顯示需要保養(yǎng)的相關(guān)信息，并根據(jù)具體的要求來設(shè)置特定的靈敏度，特別適合在高層建筑這種特殊區(qū)域進(jìn)行投放[2]。

2.2 報警控制器的設(shè)計

在火災(zāi)自動報警過程中，報警控制器的功能是對報警信號進(jìn)行接收傳遞和顯示，并根據(jù)具體情況發(fā)出具體的指令，由相關(guān)機(jī)械和電子控制設(shè)備完成自動化消防控制動作。傳統(tǒng)的報警控制器是由處于不同位置的控制器、中央控制器、聯(lián)動控制系統(tǒng)三方面組成。隨著信息技術(shù)發(fā)展，目前已經(jīng)很少采用這種設(shè)計方式，而是選用總線制、多模擬量的多功能的報警控制器。在不影響正常的信號傳輸?shù)那疤嵯拢@類布局方式對于線路的布置要求較低，線路布置簡單，布置數(shù)量較少，具有很強(qiáng)的規(guī)律性，而且有多種布線方式適應(yīng)不同環(huán)境和使用特點，并且在使用過程中能夠?qū)⒐收下士刂圃诤艿偷乃?，有利于施工安裝和后期的系統(tǒng)維護(hù)，除此之外，系統(tǒng)的模塊化程度很高，能夠根據(jù)不同的使用環(huán)境，探測對象和具體的要求，對模塊功能進(jìn)行調(diào)整，在整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，包含眾多功能的探測器和告警顯示功能，以及聯(lián)動裝置，能夠根據(jù)不同的投放環(huán)境和使用要求來進(jìn)行功能的增加，能夠?qū)崿F(xiàn)職能報警和自我診斷，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，職能報警系統(tǒng)會立即發(fā)出警報，通知建筑物內(nèi)部的人員疏散，顯示火災(zāi)的具體信號并打印出來，能根據(jù)建筑物內(nèi)部具體情況設(shè)置不同區(qū)域的探測器精度和靈敏性，在一些探測器和聯(lián)動裝置處于斷線狀態(tài)時，能夠顯示斷線控制器或聯(lián)動裝置的具體信息。

2.3 聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計

聯(lián)動控制系統(tǒng)的主要對象，包括排煙設(shè)施，滅火設(shè)施機(jī)電設(shè)備，聯(lián)動控制方式為在火災(zāi)報警信號發(fā)生并被確認(rèn)之后，傳遞給消防控制器，控制器根據(jù)具體情況發(fā)出指令，控制聯(lián)動控制系統(tǒng)完成火災(zāi)控制行為，因此在進(jìn)行設(shè)計時，需根據(jù)具體情況使用以下聯(lián)動控制設(shè)備：首先是消火栓的控制設(shè)備，需要使用消防水箱中的水源，當(dāng)出現(xiàn)壓力不足時，要穩(wěn)定壓力泵進(jìn)行補(bǔ)水，直到壓力滿足后再停止消防栓控制系統(tǒng)的電源，一般會選用24伏直流電源，并且采用獨(dú)立電源供電的方式[3]。

3結(jié)束語

高層建筑未來一定是我國房建項目的一個重要建筑形式，高層建筑由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和自身的樓層限制等客觀特點，當(dāng)發(fā)生火情時，對火災(zāi)進(jìn)行控制和預(yù)防，是必須要依靠高層建筑內(nèi)部的防火滅火系統(tǒng)來進(jìn)行的，在設(shè)計消防系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)建筑物自身情況和使用特點進(jìn)行合理的優(yōu)化，并在實踐過程中不斷去糾正設(shè)計中存在的問題，確保其能夠在發(fā)生火災(zāi)時真正發(fā)揮效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 穆文濤.淺談高層建筑中消防系統(tǒng)的電氣防火設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（7）：1-3.

[2] 李豐淵.某超高層商務(wù)樓建筑電氣防火設(shè)計要點研究[J].建材與裝飾，2020（23）：98-99.

[3] 余君，顏旦旦.關(guān)于高層建筑中消防系統(tǒng)的電氣防火設(shè)計探索[J].電子世界，2017（23）：80，82.