高層建筑消防設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及解決方案

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摘要：高層建筑具有多樓層、垂直距離高等特點(diǎn)。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員很難通過(guò)樓梯進(jìn)行逃生和撤離，此時(shí)只能依靠高層消防系統(tǒng)中的電氣設(shè)備而進(jìn)行撤離[1]，這體現(xiàn)了高層建筑消防設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性。為保證高層消防電氣設(shè)備能火災(zāi)中能正常發(fā)揮作用，就必須要對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。本文首先簡(jiǎn)要概述了高層建筑消防設(shè)計(jì)的規(guī)范及現(xiàn)狀，其次對(duì)其目前存在的問(wèn)題和解決方案進(jìn)行了探討，希望能為相關(guān)人士帶來(lái)啟發(fā)和借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑消防設(shè)計(jì);防火系統(tǒng);火災(zāi)報(bào)警

中圖分類號(hào)：TU97? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2021）03-0046-02

我國(guó)社會(huì)主義事業(yè)取得了巨大成就，具體表現(xiàn)為高層建筑的數(shù)量在不斷增多、規(guī)模在不斷擴(kuò)大，因此高層建筑的功能也愈加復(fù)雜多樣，然而這也使得其發(fā)生火災(zāi)事故的概率在不斷增加?；诟邔咏ㄖ奶攸c(diǎn)，沒(méi)有完善的消防電氣設(shè)計(jì)人們很難從火災(zāi)中逃離和撤退，因此必須優(yōu)化高層建筑消防設(shè)計(jì)。

一、消防電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求及現(xiàn)狀

基于高層建筑中的消防系統(tǒng)的重要性，為規(guī)范高層建筑的消防設(shè)計(jì)，使其具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)頒布了《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》與《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》兩部規(guī)定[2]，在此基礎(chǔ)上，由于消防電氣設(shè)備具有幫助人們逃離火災(zāi)的作用，我國(guó)建設(shè)部又新增了《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》這一規(guī)定[3]。這三部法令從不同的角度出發(fā)，規(guī)范了我國(guó)的消防電氣設(shè)計(jì)，也是我國(guó)高層建筑消防設(shè)計(jì)的基本。

（一）消防用電必須保證供電的可靠性

當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為保證人們能夠安全撤離，必須保證消防用電的連續(xù)性，這需要設(shè)計(jì)者在消防電氣設(shè)計(jì)時(shí)為電氣設(shè)備增加補(bǔ)救用電。而我國(guó)頒布的兩項(xiàng)與消防設(shè)計(jì)系統(tǒng)相關(guān)的法令對(duì)保障消防用電都提出了要求，明確指出消防電氣設(shè)備的電路系統(tǒng)必須獨(dú)立，即終端電箱（低壓配電室-總配電室）需要單獨(dú)設(shè)立電路的回路[4]，以便與非消防電路分開(kāi)。然而根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大多數(shù)高層建筑消防設(shè)計(jì)并未執(zhí)行這一項(xiàng)規(guī)定，消防電氣設(shè)計(jì)人員在對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)往往只把重心放在消防控制室與配電室直接的電路獨(dú)立中，然而卻沒(méi)有保證分層消防用電的獨(dú)立，最終導(dǎo)致消防線路未與一般電路分開(kāi)，而是公用同一電路。一般來(lái)說(shuō)，很多設(shè)計(jì)人員為減小設(shè)計(jì)難度，往往會(huì)將一些分散且耗電量較低的設(shè)備例如屋頂排煙機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)等與一般電氣設(shè)備（非消防）共用電路，這不符合2005年頒布的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的規(guī)定，也無(wú)法保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防設(shè)備的供電穩(wěn)定和完整性。

（二）消防控制室及消防弱電的接地

根據(jù)我國(guó)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》文件中的有關(guān)規(guī)定，為保證接地的連續(xù)性，專業(yè)的接地裝置線路應(yīng)選擇直徑>25mm的銅芯絕緣導(dǎo)線[5]，從同接地線路為獨(dú)立的消防室控制--地體/地面。然而目前我國(guó)在高層建筑消防設(shè)計(jì)的接地裝置并未獨(dú)立于非消防的接地裝置，并且在消防控制室放置接地裝置時(shí)，往往采用焊接鋼筋的方式。這種做法導(dǎo)致防雷接地與接地干線連接，極大地降低了消防電氣設(shè)備的工作效率。

（三）阻斷非消防電源

根據(jù)相關(guān)法規(guī)規(guī)定，當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需要立即確定非消防電源。在確定非消防電源后，為了滿足消防系統(tǒng)用電，降低因消防用電量過(guò)大而造成總配電室電路崩潰的概率，必須對(duì)其進(jìn)行阻斷。阻斷火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的非消防電源，不僅能夠保證消防系統(tǒng)用電，還能避免電路起火，從而在一定程度上減弱火勢(shì)，為人們的逃生贏得更多的寶貴時(shí)間，降低人員傷亡概率。為了保證在火災(zāi)時(shí)能夠第一時(shí)間確認(rèn)該區(qū)域的非消防用電，降低火災(zāi)帶來(lái)的損失盡量做到以下幾點(diǎn)：①首先需要將分區(qū)管理模式應(yīng)用到非消防用電中，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)就可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域?qū)υ搮^(qū)域的非消防用電電源進(jìn)行阻斷。②需要通過(guò)報(bào)警消防泵與探測(cè)器對(duì)火災(zāi)進(jìn)行確認(rèn)，一旦確認(rèn)立即進(jìn)行阻斷處理，不過(guò)在這個(gè)過(guò)程中需要關(guān)注地下室或是公共場(chǎng)所等地方，防止出現(xiàn)未確認(rèn)而切斷電源給人們帶來(lái)的恐慌。

（四）應(yīng)急照明設(shè)計(jì)

在高層建筑消防設(shè)計(jì)中，應(yīng)急照明設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下照明類型：①安全照明;②備用照明;③疏散照明。備用照明的作用是為了給消防員提供光源，從而幫助他們更好地進(jìn)行內(nèi)攻滅火。安全照明及疏散照明的作用是給人們逃生指引路線，幫助人們有序快速的撤離，同時(shí)也能為消防員方撤退提高標(biāo)識(shí)，這些作用體現(xiàn)了應(yīng)急照明設(shè)計(jì)的重要性。為了保證在發(fā)生火災(zāi)時(shí)應(yīng)急照明系統(tǒng)仍能正常工作，其線路應(yīng)當(dāng)植入不燃燒的墻體內(nèi)，同時(shí)鋼管應(yīng)由具有防火性質(zhì)導(dǎo)線進(jìn)行包裹。假如在對(duì)其線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)必須要經(jīng)過(guò)外部設(shè)置，此時(shí)無(wú)法埋入不燃燒的墻體內(nèi)，只能采取在保護(hù)鋼管外層以及橋架涂抹防火物質(zhì)的方法，從而保證應(yīng)急照明系統(tǒng)能夠發(fā)揮作用。除此之外，需要選擇智能蓄電的燈管，該種類型的燈具在平時(shí)依靠外交流電進(jìn)行供電，然而當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)假如電路遭到破壞，其供電轉(zhuǎn)向自身蓄電，滿足人們的逃生需求。

二、高層建筑消防設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及解決方案

隨著時(shí)代的不斷向前發(fā)展，我國(guó)的高層建筑消防設(shè)計(jì)也獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，然而目前還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)設(shè)備無(wú)法正常工作，因此需要及時(shí)解決。

（一）分布式感溫光纖報(bào)警系統(tǒng)

1.問(wèn)題

在高層建筑中，由于樓層和電氣設(shè)備的數(shù)量較多，因此橋架中或豎井中電纜排列尤為密集。然而電纜在通電時(shí)會(huì)散發(fā)出一定的熱量，過(guò)于密集的電纜排列不能很好地散發(fā)這些熱量，當(dāng)熱量溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，會(huì)使得電纜外部的絕緣層融化，最終導(dǎo)致電線短路，若不加以控制，很容易發(fā)展成火災(zāi)。為了防止出現(xiàn)這類事故，許多高層建筑消防設(shè)計(jì)師會(huì)采取電力電纜與感溫電纜相結(jié)合的模式，其原理為電纜溫度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，感溫電纜就會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行處理。然而該種方法存在一定缺陷，即感溫電纜發(fā)出警報(bào)時(shí)，由于線路過(guò)于密集，因此很難及時(shí)確定警報(bào)范圍。另外，感溫電纜一旦被高溫?fù)p壞就必須更換，無(wú)法進(jìn)行修復(fù)，因此經(jīng)濟(jì)成本較高。

2.解決方案

為了解決這一難題，需要利用分布式感溫光纖系統(tǒng)。其工作原理為：首先將電力電纜與光纜共同鋪設(shè)，當(dāng)電纜溫度過(guò)高時(shí)，感溫光纖系統(tǒng)則會(huì)通過(guò)光柵原理對(duì)電纜表面溫度進(jìn)行測(cè)量，之后將數(shù)值與發(fā)生異常部位的坐標(biāo)準(zhǔn)確發(fā)送到監(jiān)控室的顯示器中。相關(guān)人員在接收到反饋后便可以及時(shí)趕到異常部位進(jìn)行修理，從而避免因電路短路而造成火災(zāi)事故發(fā)生。除了可以準(zhǔn)確告知出現(xiàn)異常的電纜的溫度數(shù)值及具體位置外，該感溫光纜不易因高溫而出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，并且感溫光纖系統(tǒng)還可以與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)相連接，為電路安全提供更有質(zhì)量的保證。

（二）環(huán)型布線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

1.問(wèn)題

目前我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主的布線方式多為樹(shù)型。該系統(tǒng)的缺陷是當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該報(bào)警系統(tǒng)很容易因火焰燃燒而造成斷線。一旦出現(xiàn)這種情況，斷點(diǎn)后方的所有模塊就無(wú)法繼續(xù)工作，此時(shí)報(bào)警系統(tǒng)形同虛設(shè)，不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。例如該報(bào)警系統(tǒng)在控制電動(dòng)排煙口之前的模塊出現(xiàn)了斷線情況，那么該排煙口也無(wú)法正常工作，不能及時(shí)將室內(nèi)煙霧從排煙口處排出，這很容易導(dǎo)致里面的人員因吸入過(guò)多的煙霧而出現(xiàn)窒息現(xiàn)象，因此該系統(tǒng)存在著巨大的安全隱患。

2.解決方案

為了解決該自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的缺陷，需要改變其布線方式，即從樹(shù)型布線轉(zhuǎn)為環(huán)型接線。環(huán)型接線的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是當(dāng)某處因火災(zāi)而斷線時(shí)，其余模塊仍能通過(guò)其他線路正常工作，為受困人員的安全增添保證。除此之外，在安裝成本上，環(huán)型布線所耗成本與樹(shù)型布線相差不大，這是因?yàn)榄h(huán)型布線的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)各模塊直接并未增加線纜，而是僅用一小段較細(xì)的電纜增設(shè)在兩條相鄰線路末端，以達(dá)到互相聯(lián)絡(luò)的作用。

（三）消防光報(bào)警器和廣播系統(tǒng)

1.問(wèn)題

目前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器都會(huì)帶有聲光報(bào)警系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)火情會(huì)立刻對(duì)人們進(jìn)行提示。然而在火災(zāi)面前，這種提示會(huì)加劇人們內(nèi)心的恐慌，造成人員無(wú)序疏散，很容易發(fā)生踩踏事件。

2.解決方案

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防控制中心將廣播系統(tǒng)與消防光報(bào)警器相結(jié)合能夠從全局出發(fā)，科學(xué)合理地指導(dǎo)人們有序撤退。除此之外，當(dāng)消防員進(jìn)入建筑內(nèi)部進(jìn)行滅火救援時(shí)，指揮員通過(guò)廣播系統(tǒng)可以及時(shí)告知樓層內(nèi)火情分布情況，以便幫助消防員更好地做出正確決策。這不僅有利于提高滅火救援的效率，降低火災(zāi)事故對(duì)人們?cè)斐傻膿p失，也有利于保證消防員的安全。

（四）剩余電流火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

1.問(wèn)題

剩余電流引起的火災(zāi)具有較高的隱蔽性，因此不能及時(shí)被人們發(fā)現(xiàn)。雖然高層建筑的低壓配電系統(tǒng)都有剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)，然而當(dāng)剩余電流十分微弱時(shí)，并不能刺激保護(hù)開(kāi)關(guān)發(fā)揮作用，增加了火災(zāi)發(fā)生的概率。

2.解決方案

在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中增加剩余電流火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)方作用是能夠很好地定位和檢測(cè)各處的剩余電流，具體分析的操作方式為利用監(jiān)控主機(jī)對(duì)建筑內(nèi)部的電力系統(tǒng)進(jìn)行全天候監(jiān)控，之后通過(guò)剩余電流探測(cè)器及時(shí)檢測(cè)和定位各處的剩余電流，在這種模式下，再隱蔽、再微弱的剩余電流都能很好地被檢測(cè)出。

（五）電氣方面及防排煙的要求

1.問(wèn)題

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員出現(xiàn)死亡的原因大部分是因?yàn)槲肓诉^(guò)多的煙霧毒氣，約占所有死亡人數(shù)的7/10。

2.解決方案

因燃燒而產(chǎn)生的煙霧毒氣是造成人們死亡的重要原因，因此必須要做好高層建筑內(nèi)部的排煙系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧蔓延的主要途徑為樓梯、電梯井等垂直方向，這是由于“煙囪效應(yīng)”導(dǎo)致的，因?yàn)闊熿F在水平方向的流動(dòng)速度每秒約為30cm-80cm，而垂直方向的速度卻達(dá)到了每秒340cm。所以這為了及時(shí)疏散這些地方的煙霧，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須安裝機(jī)械加壓送排風(fēng)系統(tǒng)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑具有樓層高、人員密集等特點(diǎn)，因此必須要保證其消防質(zhì)量，才能為人們贏得更多的逃生時(shí)間。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，高層消防系統(tǒng)中的電氣系統(tǒng)作用巨大，不僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、幫助人們撤離，也能為消防員的滅火救援提高重要保證。因此在對(duì)高層建筑進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)，必須要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定，規(guī)范設(shè)計(jì)步驟。

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