高層建筑消防電氣設(shè)計(jì)

隨著中國建筑工業(yè)的發(fā)展，越來越多的高層建筑和建筑促進(jìn)了消防工業(yè)的快速發(fā)展。高層建筑的消防設(shè)計(jì)是一項(xiàng)多專業(yè)配合的復(fù)雜工程項(xiàng)目,消防電氣系統(tǒng)是其中重要的組成部分。消防電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防電源和疏散照明,以及安全疏散指示與消防專用通信等。1報(bào)警控制器設(shè)計(jì)依據(jù)建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:根據(jù)被保護(hù)對(duì)象發(fā)生火災(zāi)時(shí)燃燒的特點(diǎn)確定火災(zāi)類型;根據(jù)所需防護(hù)面積部位,按照火災(zāi)探測器的總數(shù)和其他報(bào)警裝置(如手報(bào))數(shù)量確定火災(zāi)報(bào)警控制器的總?cè)萘?根據(jù)消防設(shè)備確定聯(lián)動(dòng)控制方式;按防火滅火要求確定報(bào)警和聯(lián)動(dòng)的邏輯關(guān)系。1.1信號(hào)預(yù)報(bào)信號(hào)探測器是消防自動(dòng)報(bào)警的眼睛,它的功能是將火災(zāi)信號(hào)快速傳到報(bào)警控制器,發(fā)出警報(bào)信號(hào)?；馂?zāi)探測器種類很多,然而,對(duì)于占地面積不是很大的高層建筑中應(yīng)以感煙火災(zāi)探測器選用為主,個(gè)別不宜選用感煙火災(zāi)探測器的場所,應(yīng)該選用感溫火災(zāi)探測器。這里我們只討論感煙火災(zāi)探測器、感溫火災(zāi)探測器。1.1.1探測區(qū)的劃分和設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:火災(zāi)探測區(qū)域一般以獨(dú)立的房間劃分,探測區(qū)域內(nèi)的每個(gè)房間內(nèi)至少應(yīng)設(shè)置一只探測器。在敞開或封閉的樓梯間、消防電梯前室、走道、坡道、管道井、悶頂、夾層等場所都應(yīng)單獨(dú)劃分探測區(qū)域,設(shè)置相應(yīng)探測器。內(nèi)部空間開闊且門口有燈光顯示,裝置的大面積房間可劃分一個(gè)探測區(qū)域,但其最大面積不能超過1000m2。探測器的設(shè)置一般按保護(hù)面積確定,每只探測器保護(hù)面積和保護(hù)半徑的確定,要考慮房間高度、屋頂坡度、探測器自身靈敏度三個(gè)主要因素的影響,但在有梁的頂棚上設(shè)置探測器時(shí)必須考慮到梁突出頂棚影響。另外,還要考慮建筑物內(nèi)部走道寬度、至端墻的距離、至墻壁梁邊距離、空調(diào)通風(fēng)口距離以及房間間隔情況等的影響。1.1.2探測器的保護(hù)面積和保護(hù)a首先確定一個(gè)探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量,其計(jì)算公式為:N=SKAΝ=SΚA式中:N-探測器數(shù)量(只),取整數(shù);S-該探測區(qū)域的面積(m2);A-探測器的保護(hù)面積(m2);K-修正系數(shù),特級(jí)保護(hù)對(duì)象取0.7～0.8;一級(jí)保護(hù)對(duì)象取0.8～0.9;二級(jí)保護(hù)對(duì)象取0.9～1.0.注:感煙和感溫探測器均以此公式計(jì)算。建筑物內(nèi)全部探測區(qū)域所需和即為該建筑需要配置的探測器總數(shù)量。1.2溫度判斷法火災(zāi)報(bào)警控制器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的中樞,它接受信號(hào)并作出分析判斷,一旦發(fā)生火災(zāi),它立即發(fā)出火警信號(hào)并啟動(dòng)相應(yīng)消防設(shè)備。我們現(xiàn)在一般采用總線制、模擬量多功能的報(bào)警控制器。1.2.1報(bào)警區(qū)域的劃分報(bào)警區(qū)域的劃分按照建筑物的保護(hù)等級(jí)、耐火等級(jí)進(jìn)行合理正確的劃分。規(guī)范規(guī)定“報(bào)警區(qū)域應(yīng)根據(jù)防火分區(qū)或樓層劃分?！币簿褪钦f可以將同層的幾個(gè)防火分區(qū)劃為一個(gè)報(bào)警區(qū)域。特別強(qiáng)調(diào),將幾個(gè)防火分區(qū)作為同一報(bào)警區(qū)域時(shí),只能在同一樓層而不得跨越樓層。1.2.2火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的選型火災(zāi)報(bào)警控制器一般按防火分區(qū)設(shè)置,其容量的確定,主要取決于本報(bào)警區(qū)域內(nèi)編址探測設(shè)備的數(shù)量。報(bào)警區(qū)域編址探測設(shè)備,包括該報(bào)警區(qū)域內(nèi)各類火災(zāi)探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、消火栓報(bào)警按鈕以及通過控制模塊轉(zhuǎn)換信號(hào)的水流指示器、水壓力開關(guān)等。一般火災(zāi)報(bào)警控制器標(biāo)示容量都是單臺(tái)控制器的最大容量,GB50116-98第5.1.2條規(guī)定,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中火災(zāi)報(bào)警器每回路實(shí)際設(shè)計(jì)容量應(yīng)為標(biāo)示容量的80%～85%。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)中,火災(zāi)報(bào)警控制器的選配,要滿足整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)工作要求。主要包括以下幾點(diǎn):①處理顯示整個(gè)系統(tǒng)報(bào)警信息、故障信息、聯(lián)動(dòng)信息的功能;②應(yīng)能根據(jù)火警信息,啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備并顯示其狀態(tài)。2消防火災(zāi)措施消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的執(zhí)行部件,消防控制室接收火警信息后應(yīng)能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范建筑物應(yīng)具備以下全部或部分消防聯(lián)動(dòng)設(shè)備:(1)火災(zāi)警報(bào)裝置與應(yīng)急廣播,火災(zāi)發(fā)生時(shí)警示或通知人員安全轉(zhuǎn)移;(2)消防專用電話,火災(zāi)報(bào)警,查詢情況,應(yīng)急指揮,能與“119”直通;(3)非消防電源控制,火災(zāi)應(yīng)急照明和安全疏散指示燈控制;(4)啟動(dòng)消火栓泵和噴淋水泵,火災(zāi)時(shí)實(shí)施滅火;(5)消防電梯運(yùn)行控制;(6)管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng),泡沫滅火系統(tǒng)和干粉滅火系統(tǒng),火災(zāi)確認(rèn)后實(shí)施滅火;(7)防火門、防火卷簾、防火閥的控制,火災(zāi)時(shí)實(shí)施防火分隔,防止火災(zāi)蔓延;(8)防、排煙風(fēng)機(jī)、空調(diào)通風(fēng)設(shè)備、送風(fēng)閥、排煙閥,防止煙氣蔓延提供救生保障?，F(xiàn)將設(shè)計(jì)中所涉及到的一些主要聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備分別加以介紹。2.1防、煙裝置設(shè)計(jì)建筑物防煙設(shè)備的作用是防止煙氣侵入安全疏散通道,而排煙設(shè)備的作用是消除煙氣大量積聚并防止煙氣擴(kuò)散到安全疏散通道。因此防、排煙設(shè)計(jì)是綜合防災(zāi)的必要組成部分。防、排煙設(shè)備主要包括正壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)閥及設(shè)于空調(diào)通風(fēng)管道上的防排煙閥等。若發(fā)生火災(zāi),由其排煙分區(qū)內(nèi)設(shè)置的感煙探測器發(fā)出報(bào)警信號(hào),通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)預(yù)先編制的程序控制指令,開啟正壓送風(fēng)閥、排煙閥,關(guān)閉防煙閥,使通風(fēng)、空調(diào)機(jī)自動(dòng)停止。同時(shí)也可以在現(xiàn)場進(jìn)行手動(dòng)控制。送風(fēng)閥、防排煙閥動(dòng)作后,通過聯(lián)動(dòng)模塊將動(dòng)作信號(hào)反饋到消防控制室。2.2消防水泵系統(tǒng)消火栓的水源一般來自消防水箱。系統(tǒng)處于常壓狀態(tài),當(dāng)壓力不足時(shí),由穩(wěn)壓泵自動(dòng)開啟補(bǔ)水達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí),水泵自動(dòng)停止。一般設(shè)置2臺(tái)互為備用的消防水泵,并要求在泵房、消防控制室、各層消火栓處3地控制。設(shè)計(jì)中消火栓控制系統(tǒng)的控制電源電壓等級(jí)為直流24V,且多采用獨(dú)立電源。消火栓按鈕的作用是:①向消防控制室報(bào)警并申請啟動(dòng)消防水泵;②直接啟動(dòng)消防水泵;③發(fā)生火災(zāi)時(shí),任一消火栓按鈕動(dòng)作啟動(dòng)消防水泵后,該防火分區(qū)內(nèi)所有消火栓上的指示燈亮,告訴消防人員該區(qū)消防水泵已啟動(dòng),不需要再操作消火栓按鈕。2.3壓力水自動(dòng)噴射根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定,對(duì)一、二類高層建筑分別要求設(shè)置自動(dòng)噴水系統(tǒng),其工作原理是:失火時(shí)噴淋頭表面溫度達(dá)到它的破碎溫度時(shí),噴淋管網(wǎng)中的壓力水自動(dòng)噴出,此時(shí)系統(tǒng)中壓力開關(guān)、水流指示器動(dòng)作,通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模塊,向消防控制室報(bào)警并申請啟動(dòng)噴淋水泵,火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)則對(duì)壓力開關(guān)、水流指示器的報(bào)警時(shí)間及位置進(jìn)行記錄,啟動(dòng)噴淋水泵,滅火后由遠(yuǎn)控或現(xiàn)地控制水泵停止運(yùn)行。需注意的是僅水流指示器的動(dòng)作信號(hào)不能作為啟動(dòng)噴淋水泵的命令,因?yàn)樗髦甘酒鲃?dòng)作較靈敏,有時(shí)噴淋管網(wǎng)中的壓力波動(dòng),也會(huì)引起水流指示器的動(dòng)作。因此在設(shè)計(jì)中采用的是報(bào)警閥壓力開關(guān)與水流指示器同時(shí)動(dòng)作才能啟動(dòng)噴淋水泵。2.4防火有效：二次控制依機(jī)控制兩個(gè)防火分區(qū)之間設(shè)置防火卷簾和防火門,是阻止煙、火勢蔓延的防火隔斷設(shè)備。它要求現(xiàn)地(現(xiàn)場手動(dòng))控制、探測器聯(lián)動(dòng)控制、消防控制室控制,即三地控制。一般在防火卷簾(門)兩側(cè)設(shè)置感煙及感溫兩種探測器、聲光報(bào)警信號(hào)及手動(dòng)控制按鈕(具有防誤操作措施),當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),防火卷簾(門)采用二次控制下落方式,門兩側(cè)任一個(gè)防火分區(qū)的2個(gè)感煙探測器報(bào)警時(shí),由聯(lián)動(dòng)模塊控制防火卷簾(門)下落、距地1.8m處停止,動(dòng)作信號(hào)返回至消防控制室;第二次由門兩側(cè)的感溫探測器,通過聯(lián)動(dòng)模塊將防火卷簾(門)自動(dòng)下落到地面,同時(shí)將動(dòng)作信號(hào)返回至消防控制室。采用兩次控制降落的作用是便于火災(zāi)初起時(shí)疏散人員。2.5廣播系統(tǒng)的配置在消防控制室設(shè)置1臺(tái)消防廣播通訊柜,大多采用獨(dú)立的火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)配置有專用的廣播擴(kuò)音機(jī)、廣播控制盤、分路切換盒、音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)及揚(yáng)聲器等。當(dāng)火災(zāi)事故廣播與建筑物內(nèi)廣播音響系統(tǒng)合用時(shí),可通過聯(lián)動(dòng)模塊將火災(zāi)疏散層的揚(yáng)聲器和廣播音響擴(kuò)音機(jī)等強(qiáng)制轉(zhuǎn)入火災(zāi)事故廣播狀態(tài),即停止背景音樂廣播,播放火災(zāi)事故廣播。火災(zāi)事故的廣播按火災(zāi)疏散程序進(jìn)行,并采用N±1層方式,如2層失火時(shí),1～3層廣播;1層失火時(shí),首層與地下室層一起廣播,對(duì)于超高層建筑,在避難層內(nèi)需另配置一套獨(dú)立的火災(zāi)事故廣播系統(tǒng),并與消防控制室相連。在各層走道及公共場所均應(yīng)設(shè)有廣播揚(yáng)聲器,同時(shí)揚(yáng)聲器的功率不小于3W。對(duì)火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)的專用廣播擴(kuò)音機(jī)的容量也要求不小于火災(zāi)事故廣播揚(yáng)聲器容量總和的1.3倍。2.6火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)大樓內(nèi)設(shè)有多部客梯和消防電梯,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模塊發(fā)出指令,客梯全部降到首層,自動(dòng)切斷客梯電源,同時(shí)將動(dòng)作信號(hào)反饋至消防控制室。消防電梯降到首層后,供消防人員使用。3其他消防電氣系統(tǒng)3.1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的主、備電源的切換在高層建筑消防電源供電設(shè)計(jì)時(shí),消防電源應(yīng)處于該建筑物(群)供電系統(tǒng)中最高供電負(fù)荷等級(jí)的位置上;對(duì)消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等消防用電設(shè)備的供電,均應(yīng)采用雙路電源或雙回路供電線路,并在最末一級(jí)配電箱處實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的主電源取自末端自動(dòng)切換的雙電源配電箱,直流備用電源取自與該系統(tǒng)配套的專用蓄電池。主、備電源的切換,由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的控制器自動(dòng)控制。設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)重要的消防用電設(shè)備如消防水泵未加過負(fù)荷保護(hù),這樣考慮的原因有二:一是規(guī)范允許;二是消防用電設(shè)備總運(yùn)行時(shí)間不長,短時(shí)間的過負(fù)荷對(duì)設(shè)備危害不大,其目的是爭取時(shí)間保證順利滅火。對(duì)于樓內(nèi)的非消防電源,在發(fā)生火災(zāi)時(shí),均由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模塊,根據(jù)預(yù)先編制的程序發(fā)出控制命令切除,同時(shí)將動(dòng)作信號(hào)反饋至消防控制室。正常照明電源切斷后,事故照明燈自動(dòng)點(diǎn)亮,疏散指示燈引導(dǎo)人員按疏散路線撤出。3.2組合公司的消防電話該系統(tǒng)為大樓內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時(shí)而設(shè)立的獨(dú)立通信系統(tǒng),不與其它系統(tǒng)合用。系統(tǒng)中主叫與被叫用戶間為直接呼叫應(yīng)答,沒有中間轉(zhuǎn)接通話。在消防泵房、送風(fēng)排煙機(jī)房、氣體滅火控制室、高低壓配電室、電梯機(jī)房、各層消防電梯前室及消防保衛(wèi)值班室均設(shè)有固定式消防專用電話;在主要疏散通道上設(shè)有便攜式消防專用電話,隨時(shí)可與消防控制室直接通話。在消防控制室設(shè)有對(duì)外直撥的119電話。4在聯(lián)合控制中遇到的一些問題4.1非消防電源自動(dòng)切除區(qū)域《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50116-98)》第4.2.6條規(guī)定,火災(zāi)確認(rèn)后,應(yīng)能在消防控制室或配電所(室)自動(dòng)或手動(dòng)切除相關(guān)區(qū)域的非消防電源。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中建議配電系統(tǒng)優(yōu)先考慮將非消防電源根據(jù)功能分成幾個(gè)子系統(tǒng),例如普通照明系統(tǒng)、空調(diào)配電系統(tǒng)等,