电气工程师评职范文建筑电气消防设计问题

　　摘要：随着城市化的发展，我国高层民用建筑如雨后春笋般不断出现在城市之中，高层建筑的火灾问题凸显出来。特别是进入二十一世纪以来，一些高层建筑的建筑造型和结构形式更加复杂，建筑物所使用的用电设备和用电装置也越来越多，由此就对电气设计提出了更高的要求。本文首先分析了高层民用建筑电气发生火灾的原因，然后简要说明了高层建筑电气消防设计的要求，最后从电源设计、火灾自动报警系统、消防联动系统和应急照明系统设计四方面探讨了高层民用建筑电气消防设计中应注意的问题。

　　关键词：高层民用建筑,电气消防,电源,探测器,消防联动

　　一、高层民用建筑电气发生火灾的原因

　　(一)电气装置设计不合理

　　1、如果场所内有腐蚀气体，采用的设备又没有符合防腐的要求，就会导致绝缘遭到破坏，由于短路引起火灾。

　　2、防爆场所没有安装防爆电器设施，线路中电流超过允许值使电器设备超负荷运行，由于设备过热导致火灾发生。

　　3、在容易遭到雷击的场所没有设置合理的防雷装置或者防雷装置失效，由于电流效应引起火灾。

　　(二)电气安装不规范

　　1、在连接导线的地方采用缠绕方式，使用时间久了就会发生氧化，使电阻变大，接头因为过热引起火灾。

　　2、接线端子板、断路器、设备连接螺钉、插保险的熔丝等，经过长期的运行振动使连接松动，接触电阻变大引起火灾。

　　3、灯具在安装的时候没有按照规范要求，对卤钨灯、白炽灯等产生的热量未进行处理防治，导致周围易燃物质烤燃引起火灾。

　　二、高层民用建筑电气消防设计的要求

　　关于高层民用建筑的消防电气设计，涉及领域较为广泛，高层建筑的功能性和规模性越强，其消防电气控制设计内容也就越复杂。

　　1、对于建筑消防供电，需要严格按照国家相关部门的建筑消防用电规范进行科学设计用电设备供电电源，严格消防配电装置及供电线路的布置，确保在火灾发生时能够具有持续供电功能。

　　2、高层建筑消防电气设计时要针对火灾应急照明和疏散指示标志进行科学合理的设置，保障建筑结构内部因火灾发生后能够自动应急照明，方便火灾救护和现场人员的安全疏散。高层建筑中的安全疏散通道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间等事故照明应采用白炽灯或卤钨灯等能够瞬时点燃的照明光源。事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围等危险地段，并在主要通道、出入口等明显位置设置消防疏散标记。

　　3、高层建筑消防电气设计的火灾自动报警系统以及自动灭火系统布置，要符合相关建筑消防应用规范规定。设计时要针对高层建筑的结构性能以及功能进行科学布局火灾报警及控制系统装置，要完善和优化建筑内火灾消防报警设备，灭火救护设备以及消防专用器材设施等必要装置的自动化性能，保障建筑内部火灾消防系统的实时监测和控制功能的正常发挥，实现建筑消防电气的自动化控制。

　　三、高层民用建筑电气消防设计的要点

　　(一)高层民用建筑的消防用电电源设计

　　1、基本原则

　　高层建筑的消防用电，应遵循以下五个原则：

　　(1)主电源必须安全可靠。一般应采用放射式线路供电。

　　(2)备用电源必须处于常年临战状态。备用电源的切换时间一般不超过30秒。

　　(3)消防用电线路应采用耐热绝缘导线，管线不宜集结，并应暗敷于混凝土层中并作防火保护措施进行处理。

　　(4)各个消防用电系统之间，以及与消防用电有关联的用电设备，都应集中联控和显示。

　　(5)对消防设备及消防用电系统，必须采取有效的自身防火保护措施，确保消防设备的安全运转。

　　2、负荷性质

　　消防用电共有五大特性：短时性、常备性、可靠性、突发性和灵敏性。因此，消防用电，在电源供给上都是一备一用。高层建筑分为一类和二类，一类高层建筑，必须按照一级负荷要求供电，二类高层建筑，应按照二级负荷要求供电，最少不得低于二级负荷的技术要求供电。备用电源可用自备发电机来解决。备用电源的容量，主要根据消防水泵和电梯的容量来确定。高层建筑发生火灾初期，首先用的水是高位水箱内常备的10分钟消防用水，在消防给水压力下降或动用消火栓时，消防水泵才启动供水，此时消防电梯复位待命。所以消防用电的备用电源设计容量，主要依据消防设备用电负荷而定。

　　3、配电线路

　　目前，许多建筑的消防配电线路采用穿塑料管(PVC)保护，并从吊顶内走线。高层建筑的消防用电设计，必须保证消防设备的有效运转，因此消防用电的配线，也必须保证当其受到火灾影响时，不至造成停电。

　　解决这一问题比较有效的办法，是使用耐热性绝缘导线，并埋设于混凝土构件内。“民规”规定：消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm。当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施(一般采用涂防火涂料的办法，外涂三遍，或者防火涂料层厚度在0.5～2mm之间)。在布线上“民规” 与“报警规范”的要求基本一致，只是“报警规范”在线路暗敷时可采用穿金属管或经阻燃的硬质塑料管保护，本条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初起阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，必须保证这些线路的安全使用。

　　(二)火灾自动报警系统设计

　　1、火灾探测器

　　探测器是消防自动报警的眼睛，它的功能是将火灾信号快速传到报警控制器，发出警报信号。火灾探测器种类很多，然而，对于占地面积不是很大的高层建筑中应以感烟火灾探测器选用为主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。探测区域探测器设置有如下要点：

　　(1)设置标准

　　火灾探测区域一般以独立的房间划分，探测区域内的每个房间内至少应设置一只探测器。在敞开或封闭的楼梯间、消防电梯前室、走道、坡道、管道井、闷顶、夹层等场所都应单独划分探测区域，设置相应探测器。内部空间开阔且门口有灯光显示，装置的大面积房间可划分一个探测区域，但其最大面积不能超过1000m2。

　　(2)探测器设置应考虑的因素

　　探测器的设置一般按保护面积确定，每只探测器保护面积和保护半径的确定，要考虑房间高度、屋顶坡度、探测器自身灵敏度三个主要因素的影响，但在有梁的顶棚上设置探测器时必须考虑到梁突出顶棚影响。另外，还要考虑建筑物内部走道宽度、至端墙的距离、至墙壁梁边距离、空调通风口距离以及房间间隔情况等的影响。

　　2、报警控制器

　　报警控制器是给探测器供电，接受、显示、传递信号，并能输出控制指令的一种装置。按其输入网络的系统线路划分有少线制(又名总线制)和多线制两类;按作用性质划分有区域报警器(中继器)、集中报警器、通用报警器(前二者通用)3种。

　　以往的设计模式是：火灾探测器→n个区域报警器→集中报警器→联动控制装置。随着消防科技的发展，目前多线制与以往的设计模式已较少采用，而是一般采用总线制、模拟量多功能的报警控制器，它除常规功能外，还具有以下特点：

　　(1)系统布线简洁。系统布线少，布线规律性强，方式任意，减少了布线故障。因而使设计简单，便于施工和维修，提高了系统的可靠性。

　　(2)系统结构模块化。系统单机结构包括250～2000个可编地址的各种探测器、手动报警按钮、联动模块和报警显示装置，设计人员可灵活地进行系统配置，选择系统监控回路的数量;若单机结构地址容量不够，还可灵活地将系统配置成网络结构形式。

　　(3)智能报警及系统自我诊断。当火灾发生时，智能报警系统发出预报警、报警和联动报警3种报警声和光信号，同时将火灾的发生地点、性质和时间用中文显示并立即打印出来。若同时多处发生火灾，则显示翻页灯亮，提示运行人员翻页查看，便于运行人员对火灾情况作出完整、准确的判断。

　　(三)高层民用建筑消防联动系统的设计

　　1、消火栓控制系统

　　消火栓的水源一般来自消防水箱。系统处于常压状态，当压力不足时，由稳压泵自动开启补水达到规定的压力时，水泵自动停止。一般设置2台互为备用的消防水泵，并要求在泵房、消防控制室、各层消火栓处3地控制。设计中消火栓控制系统的控制电源电压等级为直流24V，且多采用独立电源。

　　2、自动水喷淋系统

　　该系统的工作原理是：失火时喷淋头表面温度达到它的破碎温度时，喷淋管网中的压力水自动喷出，此时系统中压力开关、水流指示器动作，通过火灾自动报警系统的联动模块，向消防控制室报警并申请启动喷淋水泵，火灾自动报警系统则对压力开关、水流指示器的报警时间及位置进行记录，启动喷淋水泵，灭火后由远控或现地控制水泵停止运行。联动程序在各消防区位上基本相似，但需注意的是仅水流指示器的动作信号不能作为启动喷淋水泵的命令，因为水流指示器动作较灵敏，有时喷淋管网中的压力波动，也会引起水流指示器的动作。因此在设计中采用的是报警阀压力开关与水流指示器同时动作才能启动喷淋水泵。另外，水泵的控制回路具有自保持功能，启泵命令只需一个脉冲信号即可。

　　3、防排烟控制系统

　　建筑物防烟设备的作用是防止烟气侵入安全疏散通道，而排烟设备的作用是消除烟气大量积聚并防止烟气扩散到安全疏散通道。因此防、排烟设计是综合防灾的必要组成部分。防、排烟设备主要包括正压送风机、排烟风机、正压送风阀及设于空调通风管道上的防排烟阀等。若发生火灾，由其排烟分担区内设置的感烟探测器发出报警信号，通过火灾自动报警系统预先编制的程序控制指令，开启正压送风阀、排烟阀，关闭防烟阀，使通风、空调机自动停止。同时也可以在现场进行手动控制。送风阀、防排烟阀动作后，通过联动模块将动作信号反馈到消防控制室。

　　(四)火灾应急照明系统的设计

　　火灾应急照明的主要用作就是在火灾发生时保证人员能够有顺序的进行疏散，同时保证消防人员可以顺利工作，其具体包括火灾事故照明、疏散指示灯、备用照明。通常情况下，火灾事故照明和疏散指示灯采用可以强行启动点亮的普通照明灯，而备用照明需要利用双电源的切换来实现其开启。所以，火灾的应急照明线路最好采用阻塔型电线穿上钢管保护暗敷在不燃结构内部，以保证达到防火的要求。如果土建工程已经完工，而应急照明线路还没有敷设，就只能将应急照明线路明敷在吊顶里，这是最好采用耐火型材料或者耐热型材料。

　　结语

　　综上，高层民用建筑的火灾危险性较大，扑救难度高，而且人员疏散起来困难，所以高层建筑消防电气设计非常重要。高层民用建筑的电气消防设计，首先要严格执行有关规定，特别是强制性规范;又应根据消防机理及各设备在火灾时的运行情况，合理地选择设备，构成系统，以使各消防设备能准确、及时、安全地运行。

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