高层建筑消防设备的电气配线防火设计

来源：职称驿站所属分类：信息安全论文发布时间：2012-07-03 09:31:05浏览：次

　　摘要：社会的发展，土地资源发严重短缺，高层建筑的不断增多。在现行国家规范中，对高层民用建筑消防用电设备电气系统设计提出了较明确的规定和要求，规范了高层民用建筑电气系统的设计。但是，规范中对高层民用建筑消防用电设备电气配线的防火设计规定和要求较少。据此，文章针对高层民用建筑消防设备的电气配线特点，分析了高层建筑消防设备耐火耐热配线要求和配电线路的选型、敷设与防火性能，提出消防设备电气配线的防火设计要点和工程应用措施。
　　
　　关键词：电气配线，耐火耐热，防火性能，明敷，暗敷
　　
　　
　　随着高层建筑蓬勃兴起，对高层民用建筑消防用电设备电气系统设计提出了较明确的规定和要求。但是《高层民用建筑防火设计规范》、《民用建筑电气设计规范》、《低压配电设计规范》等国家规范中对高层民用建筑消防用电设备电气配线的防火设计规定和要求较少，因此本文结合高层建筑防火要求和电线电缆的应用，对高层民用建筑消防设备配电线路的选型、敷设、防火设计与性能要求等进行了分析探讨。
　　
　　1、我国高层民用建筑防火设计原则
　　我国高层民用建筑防火设计要求采用可靠的防火措施，做到安全适用、技术先进、经济合理，并能够自防自救。因此，高层民用建筑中消防供电系统是按《工业与民用供电系统设计规范》规定进行设计的，而消防用电设备配电线路的具体要求由其供电系统的要求决定，并应达到可靠性、耐火性、安全性、有效性和科学性等方面的要求，这其中主要是消防设备供电线路可靠性和火灾时供电的持续性即电气线路的耐火性。
　　消防配电线路的可靠性主要是指火灾过程中，特别是在火灾和扑救初期具有的高可靠性，同时包括平时运行过程中具有的高可靠性，以确保正常供电和火灾时有效地实施人员疏散与火灾扑救，使火灾损失降低到最低限度。火灾时对消防配电线路可持续供电的要求，也可理解为消防配电线路可靠性的延续；是用以确保一旦发生火灾且消防配电线路可能处于火场之中时，能够按一定要求持续供电，以实施有效地疏导和初期火灾扑救。
　　
　　2、消防设备的耐火耐热配线要求
　　消防设备耐火耐热配线是针对火灾时高温对消防设备配电线路的影响提出的，目的是通过采取措施防止电气线路发生短路接地故障等事故，以保证消防设备的安全运行，使安全疏散和火灾扑救工作顺利进行。根据消防设备在防火和灭火中的作用，其电气线路耐火配线是指按图１规定的火灾温升曲线对配电线路进行试验，从受火作用起，到火灾温升曲线达到８４０℃时，在３０ｍｉｎ内仍能够继续有效供电的线路。而消防设备电气线路耐热配线是指按图１规定火灾温升曲线的１／２曲线对配电线路进行试验，从受火作用起，到火灾温升曲线达到３８０℃时，在１５ｍｉｎ内仍能有效供电的线路。根据消防工程实践，消防设备电气线路耐火耐热配线主要选择如下措施。
　　（１）消防设备配电线路进行暗敷时一般是采用普通电线电缆，并将其穿金属管或阻燃塑料管后，埋设在不燃烧体结构内，且穿管暗敷保护层的厚度＞３ｃｍ。根据四川消防科研究所提供的钢筋混凝土构件内钢筋温度与保护层的关系（如图２所示），这种敷设方法可达到耐火配线要求，经济安全可靠；
　　（２）当消防设备配电线路只能采用明敷方式时，对穿电线的金属管或金属线槽可采用涂防火涂料方法提高线路的耐燃性能，或是直接采用具有合适阻燃性能的阻燃型电线电缆、耐火型电线电缆和矿物质绝缘防火电缆等；
　　（３）当消防设备配电线路采用绝缘层和护套为不延燃的电缆并敷设在电缆竖井中时，因电缆本身具有耐火耐热性能，可不用金属管保护。但是，当与延燃电缆敷设在同一个电缆井时，两者中间必须用耐火材料隔开。
　　在建筑物顶棚内的消防电气线路，一般宜采用金属管或金属线槽布线：在难燃型材料的吊顶内，可采用难燃型（如氧指数大于５０）硬质塑料管、塑料线槽布线。
　　
　　3、高层民用建筑各类消防配电线路防火设计分析
　　高层民用建筑内包括大量消防用电设备，按其功能不同主要分为火灾自动报警系统、固定灭火装置、防排烟设施、人员疏导及物资疏散装置、控制及通讯设施等几类。由于各类消防用电设备功能不同，对配电线路的防火设计和性能要求也各有侧重，以下主要针对消防配电线路分析其防火性能。
　　3.1火灾自动报警系统电气配线
　　火灾自动报警系统是预报火灾的重要设施，对于早期发现火灾以及火灾初期的及时扑救起着十分重要的作用。由于其作用主要表现在非火灾时期和火灾初期，因此，火灾自动报警系统电气线路的支线部分最好采用阻燃型电线穿保护管敷设在不燃结构层内（保护层厚度＞３ｃｍ），或按第２部分第１条措施处理。对于当前普遍采用的总线制火灾报警系统中的干线，由于一股回路干线线路较长，时常要穿越不同的防火分区，并且多为明敷，一旦干线出现故障将造成干线回路内的所有监测点处于无监测状态。因此需提出更高的要求，如采用耐火电缆敷设在耐火电缆桥架内，有条件的可采用钢皮保护矿物质绝缘防火电缆。
　　3.2消火栓泵、喷淋泵等配电线路
　　固定式水灭火设施中消火栓系统加压泵、水喷淋系统加压泵、水幕系统加压泵等消防水泵是实施灭火工作的主要设备。消防水泵运行正常与否，直接关系到火灾扑救的效果，其配电线路的防火设计应该特别予以重视。根据消防工程现行做法，消防水泵一般集中设置在水泵房，其配电线路包括双电源或双回路电源干线和各个水泵电动机配电支线两部分。通常，水泵电动机配电线路的敷设方法可采用穿管埋地暗敷，如选用阻燃型电线穿保护管并埋设在不燃结构层内，或者采用电缆桥架架空明敷，如选用耐火电缆则最好配以耐火型电缆桥架，以提高电气线路的耐火耐热性能。而水泵房供电电源一般由高层建筑变电所直接提供；当变电所与水泵房贴邻或相距较近并属于同一个防火分区时，可采用耐火电缆或耐火母线沿防火型电缆桥架明敷；当变电所与水泵房相距较远（如穿越不同的防火分区）时，应该采用铜皮防火型电缆供电。
　　3.3防排烟装置配电线路
　　防排烟装置是高层民用建筑中重要的防火设施，它包括送风机、排烟机、各类阀门、防火阀等，这些设备运行正常与否，直接关系到人员疏散效果和能否有效防止火灾蔓延。由于防排烟装置的布置一般比较分散，因此其电气线路防火设计既要考虑供电主回路线路，也要考虑联动控制线路。鉴于阻燃型电缆在遇到明火时，其电气绝缘性能会迅速降低，防排烟装置配电线路明敷时应采用耐火型交联低压电缆或铜皮防火型电缆，而暗敷时可采用一般耐火电缆，联动和控制线路也应该采用耐火电缆。此外，防排烟装置配电线路和联动控制线路在敷设时应尽可能缩短线路长度，并避免穿越不同的防火分区。
　　3.4防火卷帘门配电线路
　　在高层建筑中，大堂或中庭往往面积很大，许多高层宾馆还具有内置高空间和回廊，因而按照《高层民用建筑防火设计规范》要求，应采用防火卷帘门将不同的防火分区加以隔离，阻断火灾蔓延。防火卷帘门的隔离火势作用是建立在通过配电线路可靠供电以使防火卷帘门有效动作基础上的。一般，防火卷帘门的电源可引自高层建筑中各楼层带双电源切换的配电箱，经防火卷帘门专用配电箱向防火卷帘门控制箱供电，供电方式多采用放射式或环式。通常为了便于配电线路敷设、维护及使其具有耐火耐热性能，当防火卷帘门水平配电线路较长时，宜采用耐火电缆并在吊顶内使用耐火型电缆桥架明敷，以确保火灾发生并造成室内温升较高时仍能可靠供电并使防火卷帘门有效降落，阻止火势蔓延。
　　3.5消防电梯配电线路
　　消防电梯是人员疏散和火灾扑救时使用的重要工具，配电线路防火设计应与其功能相适应。根据当前消防工程实例，消防电梯配电一般是由设在高层建筑底层或地下室的变电所敷设两路专线配电至位于高层建筑顶层的电梯机房，从而造成消防电梯配电线路一般都比较长，且路由也比较复杂。因此，为提高供电可靠性，消防电梯配电线路应采用耐火电缆；当有供电可靠性特殊要求时，两路配电专线中的一路可选用铜皮防火型电缆。此外，垂直敷设的消防电梯配电线路应尽可能设在电气竖井内，并应考虑第２部分第３条的要求。
　　3.6火灾应急照明线路
　　火灾应急照明的作用是保证火灾时人员有序疏散和消防人员继续工作，它包括疏散指示照明、火灾事故照明和备用照明。
　　3.7消防广播通讯系统配电线路
　　火灾事故广播、消防电话、火灾警铃等设备的电气配线应该保证其功能的发挥。在条件允许的情况下，可优先采用阻燃型电线穿管单独暗敷；当必须采用明敷线路时，应该对线路作耐火处理并参考第２部分第２条要求。
　　
　　4、高层建筑消防设备电气配线防火设计要点
　　高层建筑中消防设备电气配线防火设计的关键是确定具体消防设备或系统的耐火耐热配线要求；一般从高层建筑变电所中应急母线或主电源低压母线到具体消防设备点的所有配电线路都是耐火耐热配线的考虑范围。实际应用中，由于目前我国还没有制订消防配电设备和电线电缆的耐火耐热技术标准，因此，消防设备电气线路的耐火耐热配线可参考图３示例确定。
　　综合以上分析，高层民用建筑消防设备电气配线是整个消防系统的重要配套内容，必须结合工程实际考虑耐火耐热要求和选择电气配线，以提高消防设备供电的可靠性和耐火性。从高层建筑抵御灾害的能力来看，消防设备电气配线防火设计应具有一定的超前意识，逐步向国际标准靠拢，如：在配线方面较多地采用钢皮防火型电缆等产品。在我国规范中应结合现状制订电线电缆耐火耐热技术要求，对不同建筑中各类消防设备电气配线作出比较具体的规定，以利于提高工程设计质量和消防设备电气配线的防火性能。＆
　　
　　参考文献
　　1杨在塘主编.《电气防火工程》中国建筑工业出版社1997
　　2中国阻燃学会.电缆方面阻燃技术的现状.《阻燃材料与技术》1995；1～8