高層建筑消防照明供電系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)研究

張 楠

（遼寧省本溪市消防救援支隊(duì)，遼寧 本溪 117000）

隨著城市化進(jìn)程加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市中高層建筑數(shù)量隨之增多。高層建筑設(shè)計(jì)中存在諸多問(wèn)題，其中消防照明設(shè)計(jì)是十分重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到整個(gè)高層建筑的消防照明供電防火效果。為此，高層建筑建設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)防火的重視程度，完善消防照明供電防火設(shè)計(jì)，有效控制高層建筑中火災(zāi)危害帶來(lái)的影響，從而保障人民生命安全及財(cái)產(chǎn)安全。

1 高層建筑消防照明供電防火設(shè)計(jì)的必要性

一方面，一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)會(huì)迅速蔓延。如果在高樓里有購(gòu)物中心，商品中的衣服、布料等都具有可燃性，將加快火勢(shì)蔓延速度。如果是住宅樓區(qū)，家家戶戶都有窗簾、沙發(fā)及床等易燃物，會(huì)助長(zhǎng)火勢(shì)。因此，在高層建筑火災(zāi)迅速擴(kuò)散的情況下，對(duì)其進(jìn)行有效控制，需要消防電源照明系統(tǒng)的支持，開(kāi)展消防照明供電防火設(shè)計(jì)十分必要。

另一方面，高層建筑中的人員撤離難度較大。高樓樓層較高，一旦發(fā)生火災(zāi)，電梯無(wú)法乘坐，整個(gè)大樓里的人都要走樓梯。在這一過(guò)程中，因空間的限制，很可能會(huì)發(fā)生踩踏事故。如果是晚間發(fā)生火災(zāi)，在相對(duì)昏暗的環(huán)境中，更易讓人產(chǎn)生恐慌。在此情況下，若想確保人員安全撤離，則需使用緊急消防照明，從而緩解人員的緊張和恐懼感，避免人員擁擠、踩踏等事故發(fā)生。因此，在高層建筑施工中，必須做好消防照明供電防火設(shè)計(jì)工作。

2 高層建筑消防照明供電防火設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

一方面，高層建筑自身設(shè)計(jì)不合理。隨著城市化進(jìn)程加快，城市人口越來(lái)越多，而城市土地資源卻越來(lái)越少，高層建筑隨之迅速發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，城市發(fā)展越來(lái)越好，為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的審美需求，高層建筑在建造過(guò)程中，普遍放棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，追求新穎設(shè)計(jì)效果，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)，造成消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)較大偏差，一些建筑為了美觀，將消防設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，從而增加了危險(xiǎn)性。

另一方面，高層消防照明供電防火專業(yè)人才短缺。隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，物業(yè)管理事業(yè)也得到了飛速發(fā)展，管理系統(tǒng)日趨改善，但物業(yè)管理人員在工作時(shí)往往只注重日常服務(wù)，通常對(duì)消防問(wèn)題未給予太多關(guān)注，甚至在許多物業(yè)公司中并沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的消防部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)消防業(yè)務(wù)。同時(shí)，物業(yè)公司管理人員只負(fù)責(zé)收取維護(hù)費(fèi)用，缺少專業(yè)管理人員，不能及時(shí)處理火災(zāi)隱患，為高層消防照明供電防火工作增添難度。

3 高層建筑消防照明供電防火設(shè)計(jì)策略

3.1 優(yōu)化消防照明供電防火設(shè)計(jì)制度

為了保證高層建筑消防照明供電防護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須對(duì)消防系統(tǒng)全面檢查，并進(jìn)行必要修改和完善。同時(shí)，以消防法為基礎(chǔ)，補(bǔ)充相應(yīng)措施應(yīng)對(duì)一些不能完全解釋的問(wèn)題，從而提高消防系統(tǒng)的可操作性。另外，高層建筑企業(yè)還需要加強(qiáng)對(duì)普通施工人員和專業(yè)技術(shù)人員的安全教育，加強(qiáng)對(duì)消防設(shè)施的全面檢查，提高設(shè)備的使用效率和使用壽命。在高層建筑的日常監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，工作人員不能盲目模仿先進(jìn)、高質(zhì)量的高層建筑管理系統(tǒng)，必須要將其與高層建筑的工作特點(diǎn)相結(jié)合，建立屬于高層建筑特有的消防日常監(jiān)管體系，對(duì)不同區(qū)域擬定相應(yīng)管理計(jì)劃，使高層建筑的消防日常監(jiān)督管理工作得到優(yōu)化處理。

3.2 強(qiáng)化消防電源與供電方式設(shè)計(jì)

在高層建筑火災(zāi)、供電、防火設(shè)計(jì)中，電力系統(tǒng)選型、供電模式的設(shè)計(jì)十分必要。一方面，優(yōu)化消防電源設(shè)計(jì)。在高層建筑中，消防電源非常重要。一般來(lái)講，消防電源可分為滅火系統(tǒng)和緊急滅火系統(tǒng)兩大類(lèi)。在電力系統(tǒng)的兩種方案設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合具體情況加以考慮。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，各類(lèi)設(shè)備呈現(xiàn)智能化及自動(dòng)化特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以考慮采用自動(dòng)化設(shè)備將消防系統(tǒng)與應(yīng)急電源相結(jié)合，并通過(guò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)2種不同的開(kāi)關(guān)，從而保證供電的穩(wěn)定。另一方面，注重消防用電配電方式設(shè)計(jì)。高層建筑消防配電網(wǎng)分為4大類(lèi)，即放射式、樹(shù)干式、鏈?zhǔn)?、混合式。輻射分配模式中，任何一種電力負(fù)荷的分配都不會(huì)對(duì)另一種電力產(chǎn)生影響，這種分配方式可靠性極高，但其也有一定缺點(diǎn)，電力線路繁雜，需要大量的開(kāi)關(guān)和管道。因此，此種分配方式的造價(jià)較高，更適合對(duì)電力需求高的消防配電系統(tǒng)。與輻射型相比，樹(shù)干式分配方法管道占用面積較少，造價(jià)較低，但安全性較差。當(dāng)主干線路發(fā)生故障時(shí)，影響更多區(qū)域，也影響與故障主干道連接的所有線路。因此，當(dāng)采用主干式配電系統(tǒng)時(shí)，通常都在主干線上設(shè)置一條備用主干線路，并在主干線路上安裝相應(yīng)控制設(shè)備，這樣才能保證主干線路之間自由切換，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

3.3 優(yōu)化安全疏散樓梯設(shè)計(jì)

火災(zāi)發(fā)生后，消防人員要按有關(guān)規(guī)定迅速疏散室內(nèi)人員。如果在通道中安裝自動(dòng)噴灑系統(tǒng)，可以使安全疏散距離提高25%。對(duì)戶內(nèi)不利于逃生、與房門(mén)距離較遠(yuǎn)的部位，應(yīng)嚴(yán)格控制其間距，上述位置和戶門(mén)間距應(yīng)得到嚴(yán)格控制，不可超出20 m。在通過(guò)安全逃生通道后，要通過(guò)逃生梯逃生，并注意疏散樓梯的布置。如果建筑高度未超過(guò)27 m，每一層單元面積不到650 m2，戶門(mén)和最近安全出口的間距要超出15 m，按照規(guī)定設(shè)計(jì)疏散樓梯。如果建筑物的高在27～54 m之間，單位面積未超出650 m2，且門(mén)窗距離最近的安全出口距離為10 m或更大時(shí)，可以采用疏散樓梯。另外，當(dāng)建筑高度超過(guò)54 m時(shí)，逃生樓梯是最安全的逃生方式，也是最安全的逃生方式。為確保安全撤離，在樓梯間進(jìn)行排煙及排氣。如果疏散樓梯可以滿足自然通風(fēng)要求，5層以上的開(kāi)窗面積必須超過(guò)2 m2，如果設(shè)計(jì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，可以采用消防樓梯間或機(jī)械增壓送風(fēng)設(shè)備。為保證住戶的人身安全，疏散樓梯應(yīng)控制在1.1 m寬度內(nèi)，疏散平臺(tái)寬度大于1.3 m。

3.4 合理設(shè)計(jì)防火電纜和電線

在使用電器線路過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生接觸不良、電線短路、漏電、電阻過(guò)高等情況，從而引起高層建筑著火。在使用過(guò)程中，電纜會(huì)因?yàn)樗芰?、橡膠等材料的燃燒而產(chǎn)生大量有毒氣體，這些煙霧會(huì)讓大樓里的人在短時(shí)間內(nèi)難以脫身。為此，在電線和電纜設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮不同電纜類(lèi)型，盡量減少在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的不必要傷害。一般來(lái)講，建筑高度超過(guò)100 m，或超過(guò)35層，在選擇電力系統(tǒng)時(shí)，必須選用礦物絕緣電纜。若建筑高度在50～100 m之間，或19～35層，則電纜鋪設(shè)時(shí)，必須選用具有較好阻燃性的耐火線，或直接使用礦物絕緣線。如果建筑高度在10～18 m之間，電力系統(tǒng)必須在電線的輻射范圍內(nèi)添加防火電纜。在電纜鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮建筑物的特性適當(dāng)調(diào)整，盡量減少在火災(zāi)后產(chǎn)生不可挽回的影響，以保證電纜的安全運(yùn)行。

3.5 科學(xué)選擇消防應(yīng)急照明燈具

配備高品質(zhì)的消防應(yīng)急照明設(shè)備，可提高高層消防安全指數(shù)。例如，應(yīng)對(duì)隨線路布局的擴(kuò)展而產(chǎn)生的火災(zāi)蔓延，可采取下列措施：首先，在消防控制室內(nèi)設(shè)置能有效切斷火災(zāi)區(qū)域的非滅火電源，并將緊急燈光打開(kāi)，以便疏散現(xiàn)場(chǎng)人員，并對(duì)其進(jìn)行有效引導(dǎo)［1］。其次，專業(yè)人士可在市場(chǎng)上選用性能優(yōu)良的緊急照明設(shè)備，使其亮度不小于一般照明設(shè)備的10%。最后，燈具與周邊的易燃物品保持一定距離，一般照明設(shè)備的安全距離在0.3 m以上，高熱照明設(shè)備在0.5 m以上。如果間隔不足，應(yīng)采取隔熱、散熱等防火措施，如，在燈座和臺(tái)面之間鋪設(shè)石棉，在各種附帶鎮(zhèn)流器的發(fā)光吸頂燈與易燃物質(zhì)間加上陶瓷夾板等。除此之外，在大樓的各個(gè)拐角處和走廊上，都要設(shè)置安全警示信號(hào)燈，并保證高度不超過(guò)1 m。在一些特定位置，照明設(shè)備的布置也要相應(yīng)調(diào)整，如，在一些高樓大廈的幼兒園、兒童補(bǔ)習(xí)班中，疏散指示燈必須保持在離地0.5 m以上，兩個(gè)疏散指示燈間距為10 m。在帶狀通道中，為提高疏散的安全性，必須在通道的盡頭和轉(zhuǎn)角設(shè)置特定形式的安全疏散指示［2］。同時(shí)，在敷設(shè)線路時(shí)，電線必須與高溫?zé)艟吒叨缺３忠欢ň嚯x，為防止電線絕緣被損壞，必須在高溫照明設(shè)備的引線上設(shè)置保溫裝置，避免發(fā)生火災(zāi)。如果是100 W以上的槽燈、鹵鎢燈引入線等，則可采用玻璃絲或石棉等耐高溫護(hù)套進(jìn)行隔熱保護(hù)。

3.6 謹(jǐn)慎選擇低電壓開(kāi)關(guān)電器

在高層建筑消防照明供電防火設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別重視低壓開(kāi)關(guān)電器的選用。通常來(lái)講，低壓斷路器、道閘開(kāi)關(guān)、剩余電流保護(hù)器等都是使用頻率高的產(chǎn)品。在選擇低壓開(kāi)關(guān)電器時(shí)，設(shè)計(jì)者可以從常用的設(shè)備和較少的設(shè)備中進(jìn)行選擇，但無(wú)論怎么選，都要從安全性和可靠性兩方面著手。在選用低壓開(kāi)關(guān)電器時(shí)，應(yīng)注意其負(fù)載、額定電壓、頻率等因素，并結(jié)合實(shí)際情況，保證其使用效率［3］。

3.7 注重完善消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種，在防護(hù)區(qū)外安裝，如果沒(méi)有自動(dòng)控制，則不能自動(dòng)啟動(dòng)［4］。在消防和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)中也要考慮一些細(xì)節(jié)，如，在主入口和出口的位置，要有手動(dòng)應(yīng)急按鈕，有相應(yīng)的操作說(shuō)明，且在門(mén)框上也有比較明顯的標(biāo)識(shí)。同時(shí)，在氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)中，氣體排放前，必須有30 s的自動(dòng)警報(bào)，以便快速進(jìn)行人員撤離。在釋放氣體前，警報(bào)聲可以自動(dòng)關(guān)閉。燃?xì)鉁缁鹣到y(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分考慮燃?xì)鉁缁鹂刂剖业淖饔?，燃?xì)鉁缁鹂刂剖乙O(shè)置成適合消防人員使用的場(chǎng)所，可以顯示系統(tǒng)的自動(dòng)和手動(dòng)操作，提供自動(dòng)報(bào)警和手動(dòng)切斷報(bào)警的功能。

3.8 排煙及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

加強(qiáng)煙氣排放控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。高層建筑的排煙設(shè)備主要包括機(jī)械排煙設(shè)備和天然排煙設(shè)備。在設(shè)計(jì)高層建筑的防火排煙設(shè)施時(shí)，應(yīng)充分運(yùn)用有關(guān)的設(shè)備，盡可能將機(jī)械通風(fēng)設(shè)備與天然通風(fēng)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)消防排煙的目的。對(duì)地下停車(chē)場(chǎng)來(lái)講也是如此，需要采用機(jī)械通風(fēng)、天然通風(fēng)等方式來(lái)補(bǔ)充空氣。避難層的機(jī)械排風(fēng)裝置需按照其特定的面積來(lái)確定，而機(jī)械式排煙機(jī)則按照特定的排煙量推動(dòng)工作。

消防警報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目前，大多數(shù)的民用建筑都有消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，通常采用感煙式的檢波器，而且通常安裝在公共區(qū)域，但在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)遇到一些問(wèn)題。煙霧要通過(guò)戶內(nèi)，再通過(guò)密閉的門(mén)窗進(jìn)行檢測(cè)，這樣就耽誤很多時(shí)間，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，錯(cuò)過(guò)最佳搶救時(shí)機(jī)。因此，在消防安全預(yù)警體系的設(shè)計(jì)中，應(yīng)從維護(hù)設(shè)施、發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的及時(shí)性、節(jié)省建設(shè)經(jīng)費(fèi)等方面考慮，并對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)［5］。另外，可以從建筑智能化的角度，將手動(dòng)警報(bào)按鈕和火災(zāi)檢測(cè)器等傳感器引入建筑設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)高層建筑的統(tǒng)一規(guī)劃目標(biāo)。

3.9 高層建筑光源的選擇及應(yīng)用

白熾燈是目前使用最多的一種光源，其具有持續(xù)的頻譜，但大多數(shù)電能都不能被有效利用，在輻射的作用下，會(huì)變成熱量［6］。白熾燈的發(fā)光效率較低，需要特定的額定電壓，但其顯色性很好，白熾燈主要用于工廠、餐廳、劇院、舞臺(tái)等場(chǎng)所。鹵鎢燈的耐壓、耐沖擊能力低。熒光燈的發(fā)光原理是氣體放電，具有很高的發(fā)光效率和良好的色彩，在實(shí)際工作中經(jīng)常用于醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所的照明。其中，鈉燈是一種根據(jù)氣體放電原理制作的光源，包括低壓鈉燈和高壓鈉燈。低壓鈉燈適用于-30～100℃的環(huán)境溫度，而低壓鈉燈的使用壽命能達(dá)到10 000 h；高壓鈉燈的工作環(huán)境是-19～85℃，其使用壽命通常在10 000～20 000 h之間。高壓鈉燈具有很好的透霧性，常被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)前大燈。由于低壓鈉燈有很高的能見(jiàn)度，但顯色性較差，故常用于車(chē)站、碼頭等對(duì)顯色光源要求較低的地方。

4 結(jié)論

隨著高層建筑發(fā)展，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得多樣化，從辦公到居住，再到多功能高樓，電力系統(tǒng)的使用率隨之增加。在電力系統(tǒng)廣泛使用中，如果使用不當(dāng)，很可能引起火災(zāi)?；馂?zāi)的危險(xiǎn)性眾所周知，面臨火災(zāi)危害性，高層建筑必須做好消防、供電和照明的防火設(shè)計(jì)，從而真正提升高層建筑消防照明供電防火設(shè)計(jì)的有效性，確保生命安全，減少財(cái)產(chǎn)損失。