謝取榮（黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽　黃山　245000）

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高層建筑消防供電照明防火設(shè)計(jì)策略探析

謝取榮（黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽黃山245000）

隨著城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快與城市土地規(guī)劃之間矛盾的而不斷突出，人們逐漸認(rèn)識(shí)到對城市空間利用的重要性，使城市高層建筑的數(shù)量不斷增多、規(guī)模不斷擴(kuò)大，高層建筑為滿足居民居住、生活等方面的需要，安裝用電設(shè)備的種類和數(shù)量不斷增多，是高層建筑火災(zāi)發(fā)生的概率大幅提升。為縮減高層建筑火災(zāi)事故發(fā)生概率，保護(hù)高層建筑使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全，本文從高層建筑消防電源的選擇和供電方式、高層建筑防火電線和電纜的應(yīng)用、低壓開關(guān)電器的選用、火災(zāi)應(yīng)急照明燈具的選擇四方面對高層建筑消防供電照明防火設(shè)計(jì)策略展開研究。

高層建筑；消防供電照明防火；設(shè)計(jì)策略

前言

實(shí)踐證明，高層建筑電氣火災(zāi)發(fā)生的原因通常是變配電裝置、配電線路、電氣設(shè)備終端、接地保護(hù)系統(tǒng)、防雷及其裝置所使用的電氣產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、設(shè)計(jì)不合理、施工不科學(xué)、操作使用與維護(hù)不全面四個(gè)方面，所以要縮減高層建筑發(fā)生火災(zāi)的概率，在提升相關(guān)人員專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的同時(shí)，要健全高層建筑消防供電照明防火設(shè)計(jì)。

1　高層建筑消防電源的選擇和供電方式設(shè)計(jì)策略

消防設(shè)備主要包括電力、電子設(shè)備兩種，例如應(yīng)急照明設(shè)備、防排煙風(fēng)機(jī)等屬于前者，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備屬于后者，各類消防用電設(shè)備的持續(xù)供電最短時(shí)間都被嚴(yán)格的限定，例如自動(dòng)噴水系統(tǒng)持續(xù)供電要在60h以上；火災(zāi)應(yīng)急廣播持續(xù)供電要大于或等于20h等，根據(jù)不同電氣設(shè)備在斷電后造成的影響程度，將電力負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)，其中第一等級(jí)嚴(yán)重性最大，通常要配置兩個(gè)電源和一個(gè)應(yīng)急電源；第二等級(jí)設(shè)計(jì)為兩回路供電，供電電壓要大于6kV；第三等級(jí)由于長時(shí)間停電影響較小可設(shè)計(jì)為單回線路［1］。消防的特殊性決定其在設(shè)計(jì)的過程中要設(shè)置應(yīng)急電源，現(xiàn)階段應(yīng)急電源主要包括專用饋電線路、柴油發(fā)電機(jī)組以及蓄電池組等，具體選用類型要結(jié)合消防用電設(shè)備允許終端供電的時(shí)間選擇，應(yīng)急電源對柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)置具有較高的要求，例如區(qū)域電網(wǎng)只能提供一路電源、取得第二電源存在較大難度等情況都需要設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)。在消防配電中通常采用放射式供電形式，如圖1所示，如以消防為主要功能的控制室、水泵、電梯等。

圖1　放射式供電形式簡圖

2　高層建筑防火電線和電纜的應(yīng)用設(shè)計(jì)策略

電氣線路短路、電氣線路過載、接觸不良接觸電阻過大、線路漏電、外部火源是高層建筑電線電纜起火的主要原因，其不僅具有一般火災(zāi)的危害，而且電線電纜在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，如PP、PE等，阻礙正常逃生，所以在設(shè)計(jì)的過程中需要對選擇的電纜電線類型進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)踐證明，高層建筑的高度超過100m或總層數(shù)在35層以上時(shí)，應(yīng)選用礦物絕緣電纜，當(dāng)高層建筑總高度在50～100m之間或總層數(shù)在19～34層時(shí)應(yīng)選用礦物絕緣或阻燃耐火電纜，高層建筑的總層數(shù)在10～18層時(shí)要選用阻燃耐火電纜，而且以上各種情況所選用的電纜自身都要具有毒性低、產(chǎn)煙率低的特點(diǎn)［2］。為避免電線電纜引起的火災(zāi)事故的發(fā)生，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡可能選擇符合規(guī)格、銅線芯、交聯(lián)聚乙烯絕緣、阻燃、耐火、低鹵低煙、礦物絕緣的電纜。在具體選擇電線電纜的過程中需要結(jié)合其功能、分布、使用情況等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如現(xiàn)階段電線電纜會(huì)在高層建筑中作為架空線、母線、低壓絕緣導(dǎo)線、電纜等不同的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，而每種結(jié)構(gòu)的功能和對電線電纜型號(hào)的要求都存在差異，要結(jié)合發(fā)熱、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)電流密度、熱效校驗(yàn)、動(dòng)效校驗(yàn)、斷路器與導(dǎo)線的配合等公式和零線與PE線截面關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，火線、零線、PE線截面關(guān)系如表1所示。

表1　火線、零線、PE線截面關(guān)系

3　低壓開關(guān)電器的選用設(shè)計(jì)策略

現(xiàn)階段在高層建筑中比較常用的低壓開關(guān)電器包括道閘開關(guān)、剩余電流保護(hù)器、低壓斷路器等，不同的低壓開關(guān)電器具有不同的功能，但所有開關(guān)電路都要保證，當(dāng)線路發(fā)生過載、短路等問題的情況下，可以及時(shí)的切斷電源，防止高層建筑發(fā)生火災(zāi)，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要注意，選擇的低壓開關(guān)電器的額定電壓和頻率必須要與回路標(biāo)稱電壓及頻率完全一致；而且額定電流要不小于回路計(jì)算或正常工作狀態(tài)下的過載電流；選擇的低壓電氣開關(guān)要注重其是否為防護(hù)式產(chǎn)品；在具體設(shè)計(jì)的過程中要結(jié)合電流、導(dǎo)線與系統(tǒng)配合、開關(guān)與系統(tǒng)起動(dòng)配合、滅弧校驗(yàn)、靈敏度校驗(yàn)、級(jí)間配合、整定熱保護(hù)動(dòng)作電流值等原則進(jìn)行。

4　火災(zāi)應(yīng)急照明燈具的選擇設(shè)計(jì)策略

為消防設(shè)計(jì)的過程中考慮到災(zāi)情會(huì)隨著設(shè)備的布置和線路的擴(kuò)散而加大，所以要在消防控制室內(nèi)安置可以有效切斷起火部位的非消防電源，而在其發(fā)揮作用的同時(shí)，應(yīng)急照明設(shè)備應(yīng)自動(dòng)開啟，為人員撤離提供方向引導(dǎo)，起到關(guān)鍵控制室照明的作用，可見火災(zāi)應(yīng)急照明要包括備用照明和應(yīng)急疏散照明兩類，通常情況下在高層建筑的樓梯間、避難間、消防控制室、配電室、電話總機(jī)房等位置需要安裝備用照明，以滿足火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員撤離的照明需求。通常情況下，此類照明設(shè)備的亮度應(yīng)不低于普通照明的10%；而疏散照明設(shè)備通常包括安全出口、疏散指示標(biāo)志燈和疏散照明燈三種，前者主要安裝于安全門的正上方，其通常安裝高度在2m以上；而疏散指示標(biāo)志燈其通常安裝于疏散走道或轉(zhuǎn)角位置，其高度通常離地面不足1m，在特殊場合，例如用于辦幼兒園的高層建筑樓層，其疏散指示標(biāo)志燈通常高度離地面不足0.51m，為保證疏散指示標(biāo)志燈作用的發(fā)揮，兩個(gè)疏散指示標(biāo)志燈之間的距離通常要控制在20m內(nèi)，特殊場合甚至控制在10m以內(nèi)，例如袋形走道結(jié)構(gòu)中，除此之外，在設(shè)計(jì)的過程中要針對走到拐角、末端等特殊結(jié)構(gòu)的疏散指示標(biāo)志燈安裝進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。后者其通常安裝于長度在20m以上的走道中，為保證其照明功能的發(fā)揮，其高度在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡可能保證在0.51m以上［3］。

應(yīng)急燈的重要性決定其線路要采用兩路電源或兩回路線路形式，電源應(yīng)由電網(wǎng)另一供電線路、柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組、自帶蓄電池應(yīng)急燈中組合實(shí)現(xiàn)，另外，應(yīng)急電源的轉(zhuǎn)換時(shí)間要在5s以內(nèi)。隨著高層建筑個(gè)性化需求的不斷增多，現(xiàn)代高層建筑的照明燈具更加注重裝飾性，而照明燈具構(gòu)成和線路的復(fù)雜度提升，使燈具發(fā)生火災(zāi)的可能性加大，所以在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)合理的選擇高層建筑的照明燈具。通過大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)回路電流大于16A、光源數(shù)量在25個(gè)以上時(shí)民用高層建筑線路負(fù)載發(fā)生火災(zāi)的可能性會(huì)大幅提升；而單相回路電流超過25A，光源數(shù)量在60個(gè)以上，高層建筑發(fā)生火災(zāi)的可能性更大，注意其中不包括LED燈。另外，當(dāng)普通燈具與可燃物之間的距離在0.3m以下，聚光燈與可燃物之間的距離在0.5m以下也會(huì)加大發(fā)生火災(zāi)的可能，如果現(xiàn)實(shí)情況不能滿足距離要求，要采取有效的隔熱、散熱措施；白熾燈、熒光高壓汞燈等如果直接安裝在可燃裝修材料上也會(huì)加大高層建筑發(fā)生火災(zāi)的可能；除此之外，容量在100W以上但未選取瓷質(zhì)燈頭；燈具在高層建筑室內(nèi)吊頂內(nèi)安裝時(shí)為預(yù)留散熱空間、線路直接敷設(shè)在高溫?zé)艟咧系纫矔?huì)加大火災(zāi)發(fā)生的可能。

5　結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到制定健全、合理的高層建筑消防供電照明防火設(shè)計(jì)策略對降低高層建筑火災(zāi)發(fā)生概率，保證高層建筑使用者生命財(cái)產(chǎn)安全的重要性，并在實(shí)踐中有意識(shí)的對電源供電方式、電線電纜應(yīng)用、低壓開關(guān)電器選用、應(yīng)急照明燈的選擇等進(jìn)行強(qiáng)化。

［1］梁敏英．大型商業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)相關(guān)法規(guī)及條文的研究及消防設(shè)計(jì)策略分析［D］．廣州：華南理工大學(xué)，2013．

［2］蔡麗敏．高層建筑消防供電照明防火設(shè)計(jì)與研究［D］．西安：長安大學(xué)，2014．

［3］王曉華．超高層建筑防火疏散設(shè)計(jì)的探討［D］．長沙：湖南大學(xué)，2007．

2016-4-15

TU976

A

2095-2066（2016）12-0176-02