建筑电气消防工程设计研究

郭小龙

中铁建工集团西南分公司550002

摘要：随着人们生活水平的不断提升，高层建筑在城市里如雨后春笋般拔地而起。电气防火作为民用建筑防火非常重要的环节，在高层民用建筑设计以及建造时必须给予特别注意。本文结合高层民用建筑电气火灾的原因，深入研究了建筑电气消防工程设计要点，旨在提高高层民用建筑电气消防设计水平。

关键词：高层民用建筑；电气消防设计

前言：随着科学技术的迅猛发展，建筑技术得到很大提升，所以城市里高层建筑数量越来越多。高层民用建筑功能繁多且复杂，如何根据建筑的特点进行电气防火设计，避免发生电气火灾事故，是设计师们需要认真对待的重要课题。如果发生火灾事故，可以通过前期设计保证高层建筑内部各种消防设备和用电设备有一个良好的运行环境，让大楼内部人员有效、快速地疏散到安全区域，同时配合消防救火人员有效控制火情。

1高层民用建筑电气火灾的原因

近年来火灾事故中电气火灾占比越来越大，约33.6%的火灾由电气事故引发，占据首位。造成电气火灾事故的原因较多，例如：电气设备绝缘老化、电气设备超负荷运转、电气线路短路等。其中造成电气火灾的主要原因是：（1）因为建筑在施工过程中没有严格按照相关要求的技术标准以及规范施工，造成后期火灾隐患。（2）电气设备未及时进行维护。（3）人们用电安全意识不够。因此在整个建筑设计时应采取一定的针对性技术措施避免电气火灾的发生。

2建筑电气消防设计要点

2.1设计火灾自动报警系统，并保证其可靠运行

在“以人为本，生命至上”的今天，建筑设计消防系统的基本原则——保证人身安全。从这一基本观点出发，就会得到这样的结论：应该在火灾发生初期就要尽早发现，并且及时报告给消防控制室，利用联动报警控制系统引导人们迅速逃生。人员疏散完，若现场火势仍然没有减小的趋势，就需要消防控制室启动大楼内部的相关灭火设备扑灭火灾。自动灭火系统启动后，火灾现场中由于各种原因，幸存的人们已经失去自我逃生的能力，只能依靠消防救援人员帮助逃生。由图1可知，人员疏散阶段介于探测报警与自动灭火之间。该阶段根据高层建筑火灾发生的场所、起因、燃烧物等因素不同，大楼内的人有少量逃生时间，这个时间是逃生的最佳窗口。因此火灾自动报警系统应提前发现火灾并及时通报，让人们有秩序地进行逃生有非常重要的意义。当人们疏散到安全的地方后，大楼内部火灾如果还在发展，则需要启动大楼内部的自动灭火系统。

图1与火灾相关的消防过程

2.2消防联动控制设计

消防联动控制是消防控制室接收到火灾报警信号后进行自动灭火的重要功能。火灾报警系统经逻辑确认（或人工确认）后，消防联动主机应在3s内按设定的控制逻辑准确对相关的消防设备发出联动控制信号。当消防设备根据消防控制室的要求动作后，将动作信号反馈给消防控制室。防排烟风机、喷淋泵、消火栓泵等其他消防设备，不仅应采用联动控制方式，而且应在消防控制室火灾报警控制器的手动控制盘采用手动直接控制。手动控制盘上的启停按钮应与防排烟风机、喷淋泵、消火栓泵的控制箱直接用控制线缆连接[1]。

2.3电气火灾监控系统

随着人民生活水平的快速提升，人们对美好生活的需求越来越多，更多的用电设备融入人们的生活中。由于用电设备的增加，建筑的用电负荷随之增加，由此因用电线路过载而引发电气火灾事故在各地出现。在方便工业生产建设及生活的同时，电气火灾事故安全隐患越来越大，高层建筑一旦发生电气火灾事故，将对人们的生命财产安全造成很大的威胁。根据近年来各地消防事故统计，在各类火灾事故中，电气火灾事故占有很大比例，如何合理控制和预防电气火灾事故的发生是设计师们需要注意的课题。

因此，电气火灾的防治显得很重要。电气火灾监控系统的出现，正好满足设计师对控制和预防电气火灾事故的要求。利用电气火灾监控系统，可以及时发现隐患。该系统不仅能在危急时刻发出警报，而且能提醒相关人员及时解决电气设备中存在的问题，消除火灾隐患。由此可见，安装电气火灾监控系统对电气火灾的防治具有十分重要的意义。

2.4消防应急照明系统设计

通常高层民用建筑都设置火灾自动报警系统，所以对高层民用建筑的消防，应设置应急疏散照明系统，应采用集中控制型系统，如图2、图3所示。消防应急照明和疏散指示系统采用集中电源集中控制型系统。系统由应急照明控制器、应急照明集中电源和集中电源集中控制型消防应急灯具等组成。当现场发生火灾时，应急照明控制器可根据火灾发生情况，按预设程序调整所接灯具电量，为人们安全逃生和救援提供必要的照度条件以及正确的指示引导，有效保障人们安全、快速疏散。系统24h不间断地对设备进行巡检，可通过消防报警设备的联动，为人员快速提供安全通道疏散，进而充分发挥系统应有的消防功能[2]。

图2灯具采用集中电源供电方式的集中控制型系统

图3灯具采用自带蓄电池供电方式的集中控制型系统

2.5消防系统的供电设计

高层民用建筑人员非常密集，其消防设备供电可靠性将直接关系人们的生命安全。当高层公共建筑高度在150m及以上时，其消防负荷应为一级负荷中的特别重要负荷，一类高层消防负荷按照一级负荷，二类高层消防负荷按照二级负荷。

建筑高度在100m及以上高层建筑，低压配电系统宜采用分组设计方案，如图4所示。当消防用电负荷为一级负荷中特别重要负荷时，应由一段或两段消防配电干线与自备应急电源的一个或两个低压回路来回切换，再由两段消防配电干线各引一路在最末一级配电箱自动切换供电。当消防用电负荷等级为一级负荷时，应由双重电源的两个低压回路或一路市电和一路自备应急电源的两个低压回路在最末一级配电箱自动切换供电，如图5所示。当消防用电负荷等级为二级负荷时，应由一路10kV电源的两台变压器的两个低压回路或一路10kV电源的一台变压器与主电源不同变电系统的两个低压回路在最末一级配电箱自动切换供电[3]。

图4消防负荷与非消防负荷不分组方案

图5消防负荷与非消防负荷分组方案

2.6消防配电线缆敷设

消防用电设备的线缆选择以及配电线路的敷设在高层建筑电气防火设计中是非常重要的，因为其关系到发生火灾时消防用电设备能否正常运行。消防配电线路应保证消防设备实现持续运行，运行时间根据规范里不同设备的要求而不同，同时在火灾延续时间内其电能传输质量应满足要求。

消防配电线路明敷时（包括敷设在吊顶内），应使用刷有防火涂料的金属导管（常用的有SC、KBG、JDG金属管）或采用刷有防火涂料的封闭式金属桥架、线槽方式进行保护。当采用矿物绝缘类不燃性电缆时，可以采取直接明敷的方式。消防配电线路暗敷时，应穿管并埋在保护层不小于30mm厚度的不燃性结构内[4]。

结束语：

综上所述，高层民用建筑人员非常密集，消防防火的设置必须安全可靠，一套合理、完善的消防电气系统对及时发现火灾以及发生火灾后的扑救有非常重要的意义。因此，设计人员应严格执行相关标准、规范要求，充分学习国内外先进技术，不断提高自身能力和综合管理素质，为经济建设做出贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.火灾自动报警系统设计规范：GB50116—2013[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.消防应急照明和疏散指示系统技术标准：GB51309—2018[S].北京：中国计划出版社，2019.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计标准：GB51348—2019[S].北京：中国建筑工业出版社，2020.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范：GB50016—2014（2018年版）[S].北京：中国计划出版社，2018.