建筑的消防电气设计研究

李浩

摘 要：作为建筑工程的一项基础性工作，建筑消防电气设计起到了重要的安全保障作用。可以对建筑内存在的安全隐患做出预报，使火灾发生率降低。值得一提的是，虽然消防电气设计是一个系统，但是这并不能单独存在，在进行设计时要充分考虑到通暖和给排水专业，及时与各专业工程师进行交流沟通，这样才能保障消防电气设计的真正安全可靠。

关键词：建筑；消防；电气设计

1 建筑火灾的特点

1.1火势蔓延快

随着建筑高度的增加，高层建筑的安全问题逐渐暴露出来，火灾事故蔓延的速度大大加快。高层建筑内有多种狭长的垂直通道，如电缆井、电梯井、管道井、楼梯间等等。如果防火分割或防火处理不当，发生火灾时，这些竖直井就象一座座烟囱，成为火势蔓延和加剧的途径。据测定，在火灾发展初期，由于空气对流造成的烟气水平扩散速度为0.3m/s，在燃烧猛烈阶段，水平扩散速度为1.5～3m/s。而在火灾发展初期，烟气的竖直扩散速度就达到3 ～4m/s。也就是说100m 高的建筑在无阻挡的情况下，30 秒钟左右烟气就能顺竖井扩散到顶层。随着高度的增加，其上空的风速也相应增加，火灾的蔓延速度也相应增加。实测表明，高度每上升10 米，风速就增加1m/s，烟气的蔓延速度就增加0.1m/s。因此，高层建筑内一旦发生火灾，火势蔓延的速度大大快于低层建筑物火势蔓延的速度，如何阻止高层建筑火势蔓延速度对于降低火灾蔓延速度、控制燃烧面积具有十分重要的意义。

1.2空间狭小灭火困难

随着建筑功能的综合化发展，在相同空间内的设施也越来越多。可利用的空间就显得相对狭小。在狭小的空间内灭火，不仅消防队员进入的人数受限制，后勤支援也成大问题。因此，仅依靠外部设施控制和扑救火灾是相当困难的。于是，针对目前建筑的特点，采取了“立足自救”的原则。也就是说要依靠建筑物内的人员，利用消防设计时配备的消防设备及时发现并进行火灾扑救。

1.3人员疏散困难

发生火灾时，救助人员才是第一要务。现代建筑内，人员高度密集，从高层疏散到地面的垂直距离长，电梯在火灾时，由于切断电源等原因停止使用，疏散通道主要靠楼梯。因此，一旦发生火灾，往往会出现一片混乱，一旦烟气窜入楼梯，就会严重影响疏散，这既不利于灭火工作的开展，也不利于疏散工作的进行，以至造成严重伤亡。据安全疏散模拟研究结果表明，一座11 层的建筑物的疏散时间需要6 分半钟，18 层为7 分半，50 层为2 小时21 分。而一般火灾从起火到蔓延的时间间隔仅为7 分钟，在6 分钟时，火场的温度已达到（300～400）℃，因此，火焰发展速度比人员疏散速度快，而且考虑到火灾现场可能出现的各种复杂的、不可预知情况，人员疏散在现代建筑中是相当困难的。

2 建筑消防电气设计问题分析

2.1 线路敷设问题

在进行建筑消防电气设计时，首先要进行的工作就是线路敷设，线路敷设也是最易形成建筑火灾隐患的重要因素，充分考虑建筑美观问题，大多数的线缆都会敷设在墙体内或地下，少有设计将线缆暴露在外界环境中，这样可以避免线缆老化问题。在进行墙内或地下线路敷设工作时，一般都会首先敷设金属导管，线缆会从导管内穿行而过，这样既可以防止外环境侵蚀线缆，还能在火灾发生时隔绝火与线缆的接触。但是在实际的建筑工作中，有施工人员违反规范，使用塑料导管代替金屬导管，塑料导管较易燃烧，火灾发生时会直接损坏，影响到管内的电路线引起短路，电路短路使消防系统陷入瘫痪，正常工作无法进行，根本不能起到预防火灾作用。其次，设计师在设计线路走向时，很少有独立的规划线路走向，施工人员因此进行现场敷设，这种情况造成的结果就是整个电路线缆系统杂乱无章，虽然电路仍可正常运行，却给线路维护造成了极大困难。另外，设计师在进行电路设计时往往会忽略建筑结构，在进行线路铺设时发现有敷设障碍会临时修改线路走向，这也会形成一定的安全隐患。

2.2 传感装置选择和安放问题

火灾报警探测器的选择需结合现场情况选择合理的探测设备，并确定合理的位置才能够使火灾报警设备起到良好。但是在目前的建筑行业，设计师都不再进行现场考察，往往存在图纸点位与现场安装位置有差异的现象。缺乏实际测量就进行安装的传感器，其探测效果也会受到影响，往往不能物尽其用。然而，部分设计师认为安装的传感器越多，消防系统功能就越好，所以就片面追求数量，使传感器线路铺设混乱易造成安全隐患，并造成不必要的浪费。

2.3供电控制设计问题

供电控制的设计主要包括了非消防负荷的切除和消防负荷的强启及重要消防设备的启停控制。非消防供电切除的设计是为了防止火灾沿着电气线路蔓延，加剧电气火灾危害，并保证消防负荷的正常运行。为此，在火灾确认后，应能自动或者手动的方式切除相关区域与消防无关的电源并启动相关区域的消防设备。但在切除和强启过程中，往往会同时切除所有非消防用电设备及启动相关消防设备，此时由于动作电流较大对控制回路及供电回路的安全性都会有一定影响。而且对非失火区域造成不必要的恐慌。

3 解决策略分析

3.1 加强线路敷设工作

在进行线缆敷设工作时，一定要进行实地考察，对建筑结构进行认真仔细分析，并绘制出详细的线缆敷设路线图纸，一定要重视各个专业的管道综合。以便确定设计线路敷设的合理性，而且注意图纸内容要符合国家相关规定。

在敷设工作进行时，要督促施工工人严格按照图纸进行施工。现场施工时，墙内或地面下线路敷设前要先敷设金属导管，坚决杜绝以次充好，严禁用塑料管道代替金属管道，避免火灾发生时事故影响到系统线路。而且所敷设的导管也要做好防火防腐处理，以延长使用寿命。负责人员要进行时刻监督，确保线路敷设工作万无一失。

3.2 合理选择消防探测器设备及安装位置

火灾报警探测器的选择应根据现场的环境，如温度、湿度、高度及保护场所可能发生火灾的部位和燃烧材料的种类，综合考虑火灾探测器的类型、灵敏度和响应时间等选择相应的火灾探测器，对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择火灾探测器。同一探测区域内设置多个火灾探测器时，可选择具有复合判断火灾功能的火灾探测器和火灾报警控制器，同事设计师还要结合现场施工实际情况，如该场所是否会做装修吊顶及吊顶的形式，综合考虑梁、灯具、风口及喷淋的位置，分析出最佳控制点位并安装传感装置。

3.3 电源切除及启动装置的设计

在消防工程中，针对非消防电源的切除，多利用低压断路器的附件，即分励脱扣器。为了保证电源有选择性的切除，实现联动系统的简便结构，一般可以在配电室的低压出线开关或者是进户主配电箱上对非消防电源进行切除，但是这几个部分所使用的低压断路器一般都具有较大的电流，因此其产生的分励脱扣器所需电流也比较大。消防回路一般以直流24V电源作为低压断路器的驱动电源，显然存在着一定的危险性。同时，由于切除位置在总箱位置，其它非失火区域也会断电，此时会造成人员恐慌从而造成不必要的人员伤亡。因此切除应具有选择性，切除位置宜选择末端配电箱并根据防火分区进行切除，其中与安全无关且负荷较大的设备应优先切除，如空调、康乐设施、厨房设施等。这样既能保证失火区域消防设备的正常使用又不会对非失火区域的人员造成不必要的影响。

在火灾发生后，相应非消防电源切除的同时，消防设备也会随之启动。但消防水泵及消防风机等大功率设备的同时启动会对变压器造成不小的冲击，尤其当变压器容量较小时，往往会影响设备的正常启动。因此设计师在考虑切除与安全无关的大功率非消防设备的同时，也要根据变压器容量考虑消防设备的合理启动。此时在消防泵上使用延时继电器，避免设备同时启动产生较大的冲击电流，从而保障消防设备启动的可靠性。

4 结语

综上所述，建筑电气消防设计，是现代建筑施工过程中的重要环节，加强电气消防设计，能够及时的发现火灾隐情，保证人员的及时疏散，保证火灾事故的处理速度，降低人员伤亡。因此，在实际施工设计过程中，必须要加强建筑电气消防设计，对各系统进行合理的控制和加强，从而有效促进我国建筑工程施工行业的稳定发展。

参考文献

[1]贺恒禹.试论高层建筑综合楼电气消防设计[J].城市建筑，2012，17：48-50.

[2]黄秋霖.关于建筑电气消防设计若干问题的探讨[J].中华民居（下旬刊），2013

（作者单位：南京长江都市建筑设计股份有限公司）