李豐淵

（山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山西太原 030000）

超高層建筑是一個(gè)地區(qū)城市化和現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，超高層建筑本身的安全性與身處其中的人們的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。而電氣設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的消防動(dòng)力配電系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)對(duì)于超高層建筑的安全性影響重大，這一點(diǎn)在人員密集的超高層建筑內(nèi)體現(xiàn)得更為明顯。本文以某超高層商務(wù)樓為例就這三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述說明。

1 工程簡(jiǎn)介

主樓部分地上四十一層，地下三層，建筑高度184m。分為高中低三區(qū)。避難層分設(shè)在12 層、23 層、34 層。主要功能為辦公，標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.1m，避難層層高為5m。地上建筑面積75153m2，地下建筑面積5500m2；裙樓部分地上五層，地下三層，建筑高度39.1m。首層至四層功能為商業(yè)及餐飲，層高6m；五層為多功能活動(dòng)室，層高8.2m。地上建筑面積15020m2，地下建筑面積9000m2。

2 消防動(dòng)力配電系統(tǒng)

消防動(dòng)力配電系統(tǒng)是超高層建筑應(yīng)對(duì)火災(zāi)的主要消防設(shè)備（如消防風(fēng)機(jī)和消防水泵）的唯一動(dòng)力來源，其對(duì)超高層建筑的重要性如同心臟對(duì)于人體。所以消防動(dòng)力配電系統(tǒng)必須要做到隨時(shí)可用，萬無一失。

2.1 消防負(fù)荷

2.1.1 負(fù)荷等級(jí)

所有消防設(shè)備用電（包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、應(yīng)急燈具、消防風(fēng)機(jī)和消防水泵）為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。

2.1.2 用電負(fù)荷

主要消防用電負(fù)荷見表1。

表1 主要消防用電負(fù)荷

2.2 變配電室及電井設(shè)置

針對(duì)上述負(fù)荷等級(jí)和容量的消防用電需求，結(jié)合建筑方案的初設(shè)規(guī)劃和現(xiàn)場(chǎng)條件，更結(jié)合配電系統(tǒng)的供電半徑、合理系統(tǒng)配置和分布科學(xué)等各個(gè)方面，同時(shí)也反復(fù)與其他專業(yè)協(xié)商溝通，確定變配電室和電井設(shè)置為：

（1）在地下室設(shè)置一座10kV 開閉所；

（2）在主樓地下一層、12 層、23 層、34 層避難層各設(shè)置一座10kV 變配電室；

（3）在裙房設(shè)置了區(qū)別于平時(shí)強(qiáng)電設(shè)備使用的消防專用強(qiáng)電井（5.4m2，內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明電源箱及控制器、消防電力干線）；類似地，在主樓也設(shè)置了一個(gè)消防專用強(qiáng)電井（5.5m2，內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明電源箱及控制器、消防電力干線）。

2.3 消防動(dòng)力配電方案

每個(gè)變配電室設(shè)兩臺(tái)容量相同的變壓器提供消防動(dòng)力的主用電源。同時(shí)，由地下室的柴油發(fā)電機(jī)引來兩路備用電源構(gòu)成滿足一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷需求的供電系統(tǒng)，具體供電方案如圖1 所示。

圖1 消防動(dòng)力配電方案

每個(gè)變配電室內(nèi)兩臺(tái)變壓器為互備關(guān)系，如供電方案框圖中的1#和2#變壓器。

2.4 消防配電干線

從各變配電室引出的消防配電干線采用銅芯銅護(hù)套礦物絕緣電纜或隔離型柔性礦物絕緣電纜，沿消防強(qiáng)電井向上敷設(shè)或水平沿封閉防火橋架敷設(shè)至與變配電室同層的各個(gè)消防風(fēng)機(jī)房和消防水泵房。需要注意的是，消防配電干線的供電范圍僅限本變配電室所在層至上一個(gè)避難層以下的樓層，不可越過避難層向下一個(gè)樓區(qū)的消防負(fù)荷供電。在消防負(fù)荷集中出現(xiàn)的區(qū)域，如消防風(fēng)機(jī)數(shù)量較多且分布緊湊的避難層，增設(shè)一級(jí)消防配電柜，將由變配電室引來的消防干線分配成放射式供電至區(qū)域內(nèi)各個(gè)消防風(fēng)機(jī)房的分支干線。由于分支干線不再經(jīng)電井豎直敷設(shè)，改為在防火橋架中水平敷設(shè)，分支干線采用耐火阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，以降低成本和方便施工。

3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)可以為超高層建筑的管理者提供實(shí)時(shí)的建筑內(nèi)各部位的火情信息，對(duì)于火情的及早預(yù)警和發(fā)現(xiàn)以及火災(zāi)初期的及時(shí)撲救至關(guān)重要。因此火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否直接關(guān)系到超高層建筑能否對(duì)于內(nèi)部火災(zāi)及時(shí)準(zhǔn)確做出反應(yīng)。

（1）采用集中報(bào)警系統(tǒng)。消防控制室設(shè)于地下一層的車庫內(nèi)。

（2）控制回路的劃分為火災(zāi)報(bào)警回路和消防聯(lián)動(dòng)回路，分別對(duì)本工程的火災(zāi)報(bào)警設(shè)備（如感煙火災(zāi)探測(cè)器和手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕）和消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備（如消火栓按鈕、火災(zāi)聲光報(bào)警器、電梯控制柜、消防時(shí)須切斷電源的配電箱、消防風(fēng)機(jī)配電箱、防火卷簾、防火閥和常閉排煙口等）進(jìn)行控制。確保每個(gè)報(bào)警回路連接設(shè)備的總數(shù)不超過180 點(diǎn)，每個(gè)聯(lián)動(dòng)回路連接設(shè)備的總數(shù)不超過90點(diǎn)。報(bào)警控制器所連接的設(shè)備總點(diǎn)位數(shù)為3107 點(diǎn)，聯(lián)動(dòng)控制器所控制的各類模塊總點(diǎn)位數(shù)為2267 點(diǎn)。

（3）消防報(bào)警接線箱每層設(shè)置，報(bào)警總線及電源線放射式接至每層各個(gè)總線短路隔離器。每個(gè)隔離器保護(hù)的火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)設(shè)備的總數(shù)不超過30 點(diǎn)。

（4）在選擇火災(zāi)探測(cè)器的類型時(shí)，要根據(jù)房間層高確定采用點(diǎn)型火災(zāi)探測(cè)器或是線型光束火災(zāi)探測(cè)器，根據(jù)房間使用功能確定采用感溫或是感煙火災(zāi)探測(cè)器，在電氣管井內(nèi)可以采用線性感溫火災(zāi)探測(cè)器監(jiān)測(cè)關(guān)管井內(nèi)是否存在電纜過量發(fā)熱的情況。

（5）聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)可以在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后無需人工介入迅速做出反應(yīng)，在火災(zāi)的初期對(duì)火情進(jìn)行控制。這些反應(yīng)主要包括聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)消防風(fēng)機(jī)、消防水泵、開啟排煙窗、自動(dòng)點(diǎn)亮應(yīng)急照明燈具、關(guān)閉疏散通道上的常開防火門、非消防電梯返回一層并停止運(yùn)行、切斷所有非消防用電回路的電源、關(guān)閉火災(zāi)區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)、將平時(shí)廣播切換為應(yīng)急廣播等。

（6）聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還須注意結(jié)合給排水和暖通專業(yè)的提資，配合實(shí)現(xiàn)水暖專業(yè)的防火設(shè)計(jì)意圖。比如水專業(yè)所提濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中的報(bào)警閥，雖然濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)本身自成體系，基本可以自行完成從熱敏原件爆裂到噴水滅火的全過程，但報(bào)警閥上的壓力開關(guān)必須借由電氣專業(yè)的直接啟動(dòng)線才可以聯(lián)鎖啟動(dòng)位于消防水泵房的主消防泵，維持滅火所需用水量。又比如暖通專業(yè)新版的防排煙規(guī)范中規(guī)定了消防風(fēng)機(jī)的五種啟?？刂品绞?，分別為風(fēng)機(jī)控制箱啟動(dòng)、火災(zāi)信號(hào)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)、消防控制室手動(dòng)啟動(dòng)、防火閥聯(lián)鎖停風(fēng)機(jī)以及常閉排煙口就地開啟后聯(lián)鎖啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，這五種啟?？刂品绞骄枰姎鈱I(yè)配合實(shí)現(xiàn)，尤其是最后一種方式，需要在常閉排煙口附近就地設(shè)置開啟開關(guān)，將聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)線接至風(fēng)機(jī)控制箱，同時(shí)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)聯(lián)鎖關(guān)閉排煙風(fēng)道上平時(shí)換氣時(shí)使用的排風(fēng)口。

4 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

如果火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，那么安全快速地疏散建筑內(nèi)的所有非必要人員就成為超高層建筑此時(shí)最為重要的使命。處于超高層建筑內(nèi)所有疏散通道上的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)必須按照指令點(diǎn)亮相應(yīng)的位置和亮度，且所有應(yīng)急燈具必須維持足夠的點(diǎn)亮?xí)r間以保證人員最終安全撤離。

（1）采用集中電源集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，應(yīng)急照明控制器設(shè)置在消控室。

（2）兩條消防專用回路樹向敷設(shè)至每層強(qiáng)電井中的應(yīng)急照明電源箱，經(jīng)過電源箱內(nèi)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)后，引出單相配電回路接至每層的應(yīng)急照明控制器，作為其主電源。應(yīng)急照明控制器經(jīng)過變壓和整流輸出36V 的直流回路至各個(gè)應(yīng)急燈具。

（3）應(yīng)急照明控制器采用蓄電池作為其自帶電源，分散設(shè)置于各層的消防強(qiáng)電井中，額定輸出功率小于1kW，持續(xù)工作時(shí)間大于1.5h。

（4）應(yīng)急照明控制器上帶有能接收火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的接口，在收到火災(zāi)信號(hào)后，立即點(diǎn)亮所控制的所有非持續(xù)型照明燈并將持續(xù)型燈具的節(jié)電模式改為應(yīng)急點(diǎn)亮模式，同時(shí)顯示和保持火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。應(yīng)急照明控制器還可以顯示所接各個(gè)燈具的工作狀態(tài)信息。應(yīng)急照明控制器還具有手動(dòng)操作控制應(yīng)急啟動(dòng)的功能。

（5）保證每一個(gè)應(yīng)急照明配電回路所帶應(yīng)急照明和疏散指示燈具數(shù)量少于60，每一個(gè)應(yīng)急照明配電回路額定電流小于6A。封閉樓梯間和防煙樓梯間應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電回路。

（6）火災(zāi)時(shí)需要人員值守的消防控制室、變配電室、消防水泵房等房間要在備用照明之外設(shè)置應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，以備在發(fā)生意外斷電情況下值守人員可以安全撤離。

（7）應(yīng)急照明燈具采用色溫高于2700K 的LED 光源作為A型消防應(yīng)急燈具。

（8）設(shè)置應(yīng)急照明燈的部位或場(chǎng)所及其地面水平最低照度如下：防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室以及避難走道，不低于5lx；疏散走道或通道、變配電室、消防水泵房等區(qū)域不低于1lx。

5 結(jié)語

超高層建筑的電氣防火設(shè)計(jì)是其整體防火設(shè)計(jì)中不可或缺的重要一環(huán)，對(duì)其余專業(yè)的防火設(shè)計(jì)具有決定性的影響。未來，超高層建筑會(huì)變得更高，擁有更密集的人員、更豐富的功能以及更復(fù)雜的設(shè)備，新的要求必將使得超高層建筑的電氣防火設(shè)計(jì)不斷發(fā)展完善，把火災(zāi)對(duì)于超高層建筑的威脅控制在最低限度。