展覽建筑的消防電氣設(shè)計

劉艷雪

(中國建筑設(shè)計研究院有限公司，北京 100044)

0 引言

由于展覽建筑的特殊性，在電氣火災(zāi)防護方面，展覽建筑往往存在一些難點。

首先，從建筑特點上看，綜合性展廳多為12m以上的單層高大空間或者不小于6m的多層室內(nèi)展廳。普通火災(zāi)探測器在這種空間內(nèi)無法及時探測到火災(zāi)，需要結(jié)合展廳的建筑形式和功能特點選擇合適的火災(zāi)報警探測并聯(lián)動滅火措施。

其次，展廳規(guī)模大、長度和寬度較長，導(dǎo)致展廳內(nèi)部區(qū)域的疏散距離較遠，建筑疏散出口會增多。而展覽期間人員密度大，火災(zāi)時如何結(jié)合疏散流線合理安排人員快速疏散也是需要考慮的問題。

第三，通常布展期間需要臨時安裝的裝飾性燈具和供展示使用的用電設(shè)備，這些設(shè)備的安裝存在發(fā)生短路、過載、接觸不良等隱患，展覽期間的展覽用電設(shè)備又相對集中、可燃物種類復(fù)雜，極易引起電氣火災(zāi)危險。

結(jié)合以上展覽建筑的火災(zāi)特點，本文主要從前期電氣火災(zāi)隱患的監(jiān)控報警，以及火災(zāi)發(fā)生時電氣設(shè)備的消防聯(lián)動和人員疏散角度出發(fā)，來討論展覽建筑消防相關(guān)的電氣設(shè)計。

1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

電氣火災(zāi)一般是由于電氣線路絕緣破損、設(shè)備老化或者連接松動等原因引起的。同一根導(dǎo)線上由于外絕緣破壞或者觸點松動等問題會產(chǎn)生故障電弧，故障電弧在電路中相當(dāng)于與負(fù)載串聯(lián)的動態(tài)電阻，通常情況下電弧電流小于額定電流，這個較小電流不會引起過流保護器動作也不會直接導(dǎo)致火災(zāi)。但是由于串聯(lián)電弧的持續(xù)存在會使導(dǎo)線絕緣層碳化分解，引發(fā)危害性更大的并聯(lián)型電弧故障和短路，會增加火災(zāi)發(fā)生的危險。《低壓配電裝置的設(shè)計安裝和檢驗》測試結(jié)果表明，300mA以上的電弧能量能引燃近旁可燃物。

展覽建筑多為大于12m的高大空間，屋頂配電線路發(fā)生接觸不良、絕緣老化等問題不容易被發(fā)現(xiàn)，定期檢修成本較大，故在屋頂照明回路上設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，對線路故障進行及時報警。故障電弧式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器可在0.5s內(nèi)對保護線路的電流、漏電流和溫度進行監(jiān)測，并將采集信息傳送到監(jiān)控器與設(shè)定值進行比對，當(dāng)參數(shù)異常即發(fā)出報警信號，并在顯示屏上顯示報警信息，實現(xiàn)在導(dǎo)線的絕緣層和周圍可燃物尚未燃燒前發(fā)出報警信號，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的有效預(yù)防。

2 應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志設(shè)計

展廳應(yīng)急照明按其使用性質(zhì)應(yīng)包括疏散照明、安全照明和備用照明。展廳、疏散走道、疏散樓梯等部位應(yīng)設(shè)置消防應(yīng)急照明燈具。展廳每層面積超過1 500m2時，應(yīng)設(shè)有備用照明。展廳備用照明的照度值不應(yīng)小于一般照明照度值的10%。重要物品庫房應(yīng)設(shè)有警衛(wèi)照明。

展廳、疏散走道應(yīng)設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志。展覽的疏散指示標(biāo)志按安全疏散路線設(shè)計疏散導(dǎo)流標(biāo)志。展覽安全出口指示標(biāo)志的尺寸應(yīng)與展廳的空間尺寸相匹配。疏散標(biāo)志燈安裝在3.5m以上的場所，選用特大型或大型標(biāo)志燈，當(dāng)方向標(biāo)志的標(biāo)志燈與疏散方向垂直時，安裝間距≤30m；當(dāng)方向標(biāo)志的標(biāo)志燈與疏散方向平行時，安裝間距≤15m。其他場所標(biāo)志燈安裝高度均<3.5m時，選用中型或小型標(biāo)志燈，燈具設(shè)置間距≤10m。對于總面積超過8 000m2的展覽建筑，其內(nèi)部疏散走道和主要疏散線路的地面上應(yīng)增設(shè)保持視覺連續(xù)的燈光疏散指示標(biāo)志或蓄光疏散指示標(biāo)志，且指示標(biāo)志的載荷能力應(yīng)與周圍地面的載荷能力一致、防護等級不應(yīng)低于IP54。

圖1 展廳布燈示意圖

圖1為展廳布燈示意圖。大型展覽廳疏散照明采用大功率LED燈，地面最低照度≥3lx；門廳、公共走道、疏散走道等處地面最低照度≥5lx。除安裝在8m以上的大型展廳選用B型燈具、防護等級不應(yīng)低于IP34外，其他場所均選用A型燈具，供電電壓≤DC 36V，在頂棚和疏散路徑正上方設(shè)置的燈具面板或燈罩不應(yīng)采用玻璃材質(zhì)?？紤]到展覽建筑布展的多樣性以及臨時展位的設(shè)置，建議在電氣間內(nèi)的應(yīng)急照明配電箱預(yù)留備用照明回路，在庫房存放備用的疏散指示燈具，結(jié)合布展和人員疏散的情況，能夠滿足臨時增加疏散指示標(biāo)志燈的需求。

出口標(biāo)志燈、疏散指示燈、展廳、門廳、公共走道、疏散走道的應(yīng)急照明、封閉樓梯間及其前室、消防電梯前室等處的應(yīng)急照明均為智能疏散照明系統(tǒng)集中控制。信號線采用485總線。每個燈與主機聯(lián)動，隨時監(jiān)測每個疏散照明燈具工作狀態(tài)，可控制疏散方向，控制主機設(shè)在消防控制室。

3 建筑防雷設(shè)計

雷電沖擊電流可達幾十萬安，對地電壓可達數(shù)千萬伏至上億伏。對于設(shè)置防雷裝置的建筑物，雷擊電流可按預(yù)定方式泄入大地。不過即便如此，雷擊電流通過電感、電容和電阻的耦合仍會產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓。當(dāng)兩相線路的絕緣層遭受到瞬態(tài)過電壓擊穿后，會發(fā)生并聯(lián)故障電弧。在線路阻抗較大的情況下，其電流幅值很難達到過流斷路器的動作閥值，而且在此期間電弧將產(chǎn)生較大熱量并迸發(fā)火花，很容易點燃周圍的可燃物，直接導(dǎo)致火災(zāi)。所以，設(shè)置建筑物防雷系統(tǒng)和加裝過電壓保護裝置，對于避免雷電沖擊電流引發(fā)火災(zāi)事故非常必要。

首先，展覽建筑屬于人員密集場所，防雷等級應(yīng)不低于二類設(shè)防。展覽建筑屋面多為鋼結(jié)構(gòu)框架，設(shè)計應(yīng)充分利用金屬屋面作為接閃器，接閃網(wǎng)格滿足《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》要求；同時利用屋面鋼結(jié)構(gòu)柱或者混凝土柱作為引下線，引下線上端與接閃器焊接，下端與建筑物基礎(chǔ)焊接。利用建筑物基礎(chǔ)作為接地極，建筑基礎(chǔ)通過連梁內(nèi)兩根對角主筋、通長焊接形成基礎(chǔ)接地網(wǎng)，建筑物接地網(wǎng)應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)通過鍍鋅扁鋼連通。

其次，建筑的防雷裝置不僅能夠同時滿足防直擊雷及雷電波的侵入，還應(yīng)采取防雷擊電磁脈沖的措施。在變配電室的低壓母線上、進出建筑物的配電裝置處分別裝Ⅰ級試驗的電涌保護器；在二級配電間的總配電箱、照明配電箱、電梯配電箱、展廳配電箱等處裝設(shè)滿足Ⅱ級試驗的電涌保護器。計算機電源系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)引入端、電信引入端設(shè)過電壓保護裝置。

當(dāng)展場設(shè)有露天展覽設(shè)備時，容易遭受雷擊，應(yīng)采取必要的防直擊雷和防雷擊電磁脈沖措施。防直擊雷措施受建筑環(huán)境的限制，設(shè)置手段有限，設(shè)計人員應(yīng)會同當(dāng)?shù)胤览茁毮懿块T共同協(xié)商，采取有效且必要的防范措施，如利用展場高桿路燈設(shè)置避雷針、建立雷電預(yù)警機制、及時切斷展場電源、及時通知展場人員疏散等措施。

4 火災(zāi)自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)計

4.1 展覽建筑的火災(zāi)探測器選擇

展覽建筑火災(zāi)探測的選擇可以根據(jù)展品的特點，選擇智能型感溫、感煙探測器或者采用復(fù)合型火災(zāi)探測器；同時根據(jù)其屬于高大空間的特點，常規(guī)點型火災(zāi)探測器滿足不了探測效果，一般可采用空氣采樣早期煙霧火災(zāi)探測器、紅外光束感煙火災(zāi)探測器、圖象式光截面與雙波段火災(zāi)探測器等專用探測的方式；對于展位下方電纜溝位置，建議加設(shè)纜式感溫火災(zāi)探測器，起到對火災(zāi)有效探測和預(yù)防的作用。

4.2 高大空間滅火系統(tǒng)聯(lián)動及消控室工作流程

高大空間場所一般采用消防水炮滅火系統(tǒng)，消防水炮啟動方式可在消防中心自動、手動，也可在現(xiàn)場應(yīng)急起動。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，先由現(xiàn)場設(shè)置的空氣采樣早期煙霧火災(zāi)探測器、紅外光束感煙火災(zāi)探測器或者圖象式光截面與雙波段火災(zāi)探測器探測到火源報警，報警信號傳輸至消防控制室報警主機和滅火裝置的現(xiàn)場控制器。當(dāng)消防控制室確認(rèn)火災(zāi)后，控制消防水炮定位系統(tǒng)，對準(zhǔn)著火點開啟電磁閥進行滅火?；鸨粨錅缁?，關(guān)閉電磁閥停止滅火。

消防控制室火災(zāi)處置工作流程如圖2所示。

4.3 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確監(jiān)控消防設(shè)備供電電源的故障和異常狀態(tài)，及時提醒相關(guān)人員消除這些隱患，防止發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備不能正常投入使用。消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)由消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控器、監(jiān)控模塊、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)擴展箱和傳輸線纜組成。監(jiān)控模塊安裝在所監(jiān)測的消防設(shè)備供電電源的配電箱內(nèi)。消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)主機安裝在消防控制室內(nèi)。

圖2 消防控制室火災(zāi)處置工作流程圖

4.4 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測所有位于疏散通道的防火門開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，由防火門監(jiān)控器通過防火門監(jiān)控模塊控制電磁釋放器、電動閉門器自動關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域的常開防火門，常閉防火門由門磁開關(guān)反饋當(dāng)前防火門的開、關(guān)及故障狀態(tài)信息，并上傳到防火門監(jiān)控器。防火門監(jiān)控器安裝于消防控制室內(nèi)。

5 結(jié)束語