劉新建

（山東省建筑設(shè)計研究院）

超高層建筑消防電氣設(shè)計的幾點(diǎn)體會

劉新建

（山東省建筑設(shè)計研究院）

1 引言

超高層建筑由于樓層多、建筑面積大、人員密度高、使用功能復(fù)雜，且一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢蔓延快，撲救難度大，人員疏散較為困難，因此，火災(zāi)發(fā)生早期及時發(fā)現(xiàn)并報警，火災(zāi)發(fā)生后消防設(shè)備聯(lián)動控制，并盡快滅火極為重要。將火災(zāi)撲滅在初期階段，同時也為人員的安全疏散贏得寶貴時間。因此建筑內(nèi)的消防水泵、防煙排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)、消防電梯以及應(yīng)急照明等消防設(shè)備的完好、安全運(yùn)行是建筑火災(zāi)防控的根本保證。

A5地塊位于漢峪金融商務(wù)中心A地塊的南側(cè)中部，均規(guī)劃為超高層建筑。其中A5-2為辦公和星級酒店相結(jié)合的超高層塔樓，有5層裙房。地上建筑面積6.62萬平方米，共41層，規(guī)劃建筑高度為146.6m。擬建成現(xiàn)代化、信息化、人性化、智能化的金融商務(wù)大樓，向人們提供安全、高效、舒適、節(jié)能、環(huán)保的空間環(huán)境，使之成為濟(jì)南金融產(chǎn)業(yè)的標(biāo)志性建筑。本工程地下2層設(shè)有消防加壓泵，26層設(shè)有高區(qū)消防加壓泵，41層設(shè)有消防穩(wěn)壓泵，塔樓設(shè)有2臺消防電梯，地下層及裙房設(shè)有防煙排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)、防火卷簾、排煙窗及消防排水泵等。第11層、第26層為避難層，屋頂設(shè)置停機(jī)坪。

2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

2.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50116-2013)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50045-2005），本工程火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用控制中心報警系統(tǒng)，總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。首層設(shè)置消防控制室，內(nèi)設(shè)火災(zāi)報警控制器、消防聯(lián)動控制器和控制室圖形顯示裝置、消防應(yīng)急廣播的控制裝置、消防專用電話總機(jī)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)控制裝置、消防電源監(jiān)控器、中央電腦、CRT顯示器、打印機(jī)、UPS設(shè)備等。

各防火分區(qū)、各樓層等每個報警區(qū)域的出入口處設(shè)有火災(zāi)顯示器，各樓層走道和大廳等公共場所設(shè)有兼顧火災(zāi)應(yīng)急廣播和背景音樂的揚(yáng)聲器，在地下車庫僅設(shè)有火災(zāi)應(yīng)急廣播的揚(yáng)聲器，各樓層的樓梯口、消防電梯前室等設(shè)有火災(zāi)警報器（具有語音功能）。商業(yè)、辦公、停車庫、機(jī)房及公共場所等均按消防規(guī)范要求設(shè)置感煙探測器，廚房等設(shè)置感溫探測器。主要通道設(shè)置手動火災(zāi)報警按鈕，消火栓箱內(nèi)設(shè)消火栓按鈕。

消防控制室內(nèi)設(shè)有直接“119”報警的外線電話，并預(yù)留與城市消防指揮中心通信接口。消防專用電話網(wǎng)絡(luò)為獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)，消防水泵房、變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、主要通風(fēng)和空調(diào)機(jī)房、防煙排煙機(jī)房、氣體滅火控制系統(tǒng)控制室、消防電梯機(jī)房設(shè)置消防專用電話分機(jī)，各層主要通道手動報警按鈕處設(shè)置電話塞孔。

消防水泵、防煙排煙風(fēng)機(jī)、防火卷簾及排煙口、送風(fēng)口、電動窗等需要控制的設(shè)備，按不同要求設(shè)置輸入輸出模塊。

根據(jù)GB 50116-2013第3.1.7要求：“高度超過100m的建筑中，除消防控制室內(nèi)設(shè)置的控制器外，每臺控制器直接控制的火災(zāi)探測器、手動報警按鈕和模塊等設(shè)備不應(yīng)跨越避難層”。 本工程的第11層、第26層避難層各設(shè)置獨(dú)立的報警和聯(lián)動總線，避免與其他區(qū)域互相干擾。

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ 16-2008)第13.3.4要求：“各避難層內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)，應(yīng)能接收消防控制中心的有線和無線兩種播音信號”，以及“各避難層與消防控制中心之間應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的有線和無線呼救通信”。本工程的第11層、第26層各設(shè)置一套音頻和消防電話主機(jī)，通過獨(dú)立的廣播及通訊線路與消防中心聯(lián)絡(luò)。同時，在避難層內(nèi)每隔20m設(shè)置1臺消防電話分機(jī)，為避難層提供獨(dú)立并連接消防控制中心的有線呼救通信。

2.2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的主要功能

2.2.1 火災(zāi)探測報警系統(tǒng)

火災(zāi)報警控制器能顯示感溫與感煙探測器、火災(zāi)顯示器、手動火災(zāi)報警按鈕、消火栓按鈕的正常工作狀態(tài)、火災(zāi)報警狀態(tài)、屏蔽狀態(tài)及故障狀態(tài)等相關(guān)信息；能夠控制本建筑所有火災(zāi)聲光報警器的啟動和停止。

2.2.2 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

消防聯(lián)動控制系統(tǒng)接收火災(zāi)報警控制器發(fā)出的火災(zāi)報警信號和手動火災(zāi)報警按鈕的報警信息，消防聯(lián)動控制器按預(yù)設(shè)邏輯完成各項消防功能的控制。消防控制室的消防管理人員也可通過手動控制盤直接啟動相應(yīng)的消防設(shè)施。消防功能包括：起動消火栓泵、噴淋泵及停止有關(guān)部位的空調(diào)送風(fēng)機(jī)，關(guān)閉電動防火閥，打開排煙送風(fēng)閥并聯(lián)動排煙風(fēng)機(jī)及正壓送風(fēng)機(jī)，關(guān)閉有關(guān)部位的防火卷簾，控制電梯全部停于首層，手動直接控制消防水泵與防煙排煙風(fēng)機(jī)等的起動及停止等。消防控制室圖形顯示裝置能顯示消防設(shè)施的狀態(tài)信息。

2.3 消防聯(lián)動控制設(shè)計

2.3.1 火災(zāi)的確認(rèn)

同一報警區(qū)域內(nèi)2只及以上獨(dú)立的火災(zāi)探測器或1只感煙火災(zāi)探測器與1只手動火災(zāi)報警按鈕發(fā)生報警信號，任一消火栓箱內(nèi)敲破玻璃緊急起動按鈕動作，濕式報警閥壓力開關(guān)動作并經(jīng)確認(rèn)，以及電話報警或其他方法的火災(zāi)報警，都被認(rèn)為是火災(zāi)確已發(fā)生。

2.3.2 消火栓泵控制

本工程的消火栓系統(tǒng)分臨時高壓系統(tǒng)和常壓系統(tǒng)。

消火栓按鈕動作信號作為報警信號，由消防控制室的聯(lián)動控制器聯(lián)動啟動消火栓泵；高位消防水箱出水管的流量開關(guān)或報警閥壓力開關(guān)動作，直接啟動消火栓泵。消防控制室手動控制盤專線直接手動控制消火栓泵的啟動、停止。

在消防控制室顯示消防水泵的工作、故障狀態(tài)；顯示消防水池、水箱的超低水位信號；顯示啟泵按鈕所處的位置。

2.3.3 噴淋泵控制

本工程的自動噴淋系統(tǒng)地下部分為預(yù)作用式，地上部分為濕式臨時高壓系統(tǒng)和常壓系統(tǒng)。

1）地上濕式系統(tǒng)：濕式報警閥壓力開關(guān)動作，直接啟動噴淋泵。消防控制室手動控制盤專線直接手動控制噴淋泵的啟動、停止。

在消防控制室顯示噴淋泵的工作、故障狀態(tài)；顯示水流指示器、信號閥、壓力開關(guān)的動作信號；顯示消防水池、水箱的超低水位信號。

2）地下預(yù)作用系統(tǒng)：報警信號確認(rèn)后，消防控制室聯(lián)動控制器開啟預(yù)作用閥組，聯(lián)動開啟快速排氣閥前的電動閥，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式。聯(lián)動控制同地上濕式系統(tǒng)。

在消防控制室顯示噴淋泵的工作、故障狀態(tài)；顯示水流指示器、信號閥、壓力開關(guān)、快速排氣閥前的電動閥的動作信號；顯示消防水池、水箱的超低水位信號。

2.3.4 防煙排煙系統(tǒng)的控制

消防控制室根據(jù)確認(rèn)的報警信號，開啟相關(guān)層的加壓送風(fēng)口和加壓送風(fēng)機(jī)；另外，也可由現(xiàn)場人員根據(jù)現(xiàn)場火災(zāi)情況，手動打開正壓送風(fēng)閥，并聯(lián)鎖起動正壓送風(fēng)機(jī)。根據(jù)確認(rèn)的報警信號，打開火災(zāi)層及風(fēng)機(jī)入口總管上的排煙閥，啟動排煙風(fēng)機(jī)，但當(dāng)煙氣溫度超過280℃時，排煙閥自動關(guān)閉并聯(lián)鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)；另外也可由現(xiàn)場人員根據(jù)現(xiàn)場火災(zāi)情況，手動打開排煙閥，并聯(lián)鎖起動排煙風(fēng)機(jī)。

消防控制室手動控制盤專線直接手動控制正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)的啟動、停止。

在消防控制室顯示正壓風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)的工作、故障狀態(tài)；顯示送風(fēng)口、排煙口、排煙閥或排煙窗的動作信號；顯示電動防火閥關(guān)閉動作信號。

2.3.5 防火卷簾控制

疏散通道上的防火卷簾，按如下程序控制：

1）任兩只獨(dú)立感煙探測器或任一專用感煙探測器動作后，卷簾下降至距樓板面1.8m。

2）任一專用感溫探測器動作后，卷簾下降到樓板面。

3）用防火卷簾兩側(cè)設(shè)置的手動控制按鈕控制防火卷簾升降。

對非疏散通道上的防火卷簾，任兩只獨(dú)立火災(zāi)探測器動作后卷簾下降到樓板面。用防火卷簾兩側(cè)設(shè)置的手動控制按鈕控制防火卷簾升降，并在消防控制室手動控制防火卷簾的降落。

在消防控制室顯示防火卷簾動作信號、探測器的報警信號。

2.3.6 火災(zāi)應(yīng)急廣播及警報的聯(lián)動

火災(zāi)信號確認(rèn)后，啟動建筑內(nèi)的所有火災(zāi)聲光警報器；同時，向全樓進(jìn)行應(yīng)急廣播?；馂?zāi)聲光警報器與消防應(yīng)急廣播分時交替循環(huán)播放。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，所有音量控制器應(yīng)自動切換為火災(zāi)應(yīng)急狀態(tài)，在消防中心通過消防強(qiáng)切裝置切斷背景音樂和本地音響信號，接通火災(zāi)應(yīng)急廣播信號。

2.3.7 其他控制情況

1）任一層確認(rèn)火災(zāi)時，切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源（當(dāng)需要切斷正常照明時，宜在自動噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)動作前切斷）。

2）任一層確認(rèn)火災(zāi)后，順序接通火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。

3）消防控制室在確認(rèn)火災(zāi)后，應(yīng)能控制電梯。電梯全部停于首層或電梯轉(zhuǎn)換層，并接收其反饋信號。普通電梯停于首層后切斷電源。

4）火災(zāi)報警確認(rèn)后，在消防控制室聯(lián)動控制出入口和門禁系統(tǒng)，使所有疏散通道上設(shè)有門禁控制的門和設(shè)有門磁開關(guān)的門處于開啟狀態(tài)。并且，在消防控制室聯(lián)動智能停車場管理系統(tǒng)中，打開停車場車道的電動?xùn)艞U，開啟相關(guān)區(qū)域的攝像機(jī)監(jiān)視火災(zāi)現(xiàn)場。

3 消防設(shè)備供電

本工程為超高層建筑，負(fù)荷等級為一級。采用2路10kV電源供電，電源引自供電部門。開閉所二段不同母線，采用電力電纜引入變配電室。變配電室10kV主接線采用單母線分段的接線方式。系統(tǒng)設(shè)有分段母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，兩路10kV電源同時供電，互為備用，當(dāng)其中一路電源因故障停電時，由另一路電源供給全部一級、二級負(fù)荷。低壓主接線采用單母線分段的接線方式，2臺變壓器為一組，互為備用，分別設(shè)有母線聯(lián)絡(luò)斷路器；2只低壓進(jìn)線斷路器及母聯(lián)斷路器，不允許同時合閘，采用機(jī)械及電氣聯(lián)鎖。

根據(jù)JGJ 16-2008第13.3.4要求：“各避難層內(nèi)的交直流電源，應(yīng)按避難層分別供給，并能在末端自投”，第13.8.2、第13.8.3 要求：“建筑高度超過100m的高層民用建筑的避難層及屋頂直升機(jī)停機(jī)坪應(yīng)設(shè)置備用照明；避難層應(yīng)設(shè)置疏散照明”。本工程第11層、第26層避難層及停機(jī)坪的消防動力、應(yīng)急照明分別采用雙回路獨(dú)立供電，并且末端切換。

由于消防水泵、防煙排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯及控制室設(shè)備對于超高層建筑消防安全非常重要，因此，此類設(shè)備配電線路均采用具有良好電性能、物理性能和耐火性能的礦物絕緣電纜。消防動力干線采用礦物絕緣電纜沿金屬橋架敷設(shè)或樓板卡釘敷設(shè)及強(qiáng)電井內(nèi)敷設(shè)，支線采用銅芯耐火電力電纜在電纜橋架敷設(shè)或采用銅芯耐火塑料線穿焊接鋼管暗敷在地坪或墻內(nèi)，消防報警系統(tǒng)線路采用阻燃耐火電纜、電線，在電纜橋架或穿焊接鋼管暗敷在地坪或墻內(nèi)。消防電纜橋架采用防火橋架或涂防火涂料，暗敷管線保護(hù)層厚度不小于30mm。

4 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，人員的安全疏散成為首要任務(wù)，應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志的健全相當(dāng)重要。根據(jù)《山東省火災(zāi)高危單位消防安全管理規(guī)定》第十三條要求：“新建人員密集場所火災(zāi)高危單位應(yīng)當(dāng)設(shè)置智能應(yīng)急照明和疏散逃生引導(dǎo)系統(tǒng)”。

本工程采用了與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的智能疏散指示系統(tǒng)。當(dāng)建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，根據(jù)火災(zāi)聯(lián)動信號，確定火災(zāi)區(qū)域后，自動選擇最佳疏散路線，調(diào)整現(xiàn)場的動態(tài)疏散指示標(biāo)志方向，同時語音引導(dǎo)，疏散人群至安全場所。

智能疏散指示系統(tǒng)的智能集中控制型消防應(yīng)急燈具自帶獨(dú)立地址，集中電源供電；系統(tǒng)對終端燈具實時在線巡檢，并顯示所有工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)任一設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)發(fā)出聲光報警信號，排障后，報警自動消除。應(yīng)急照明集中電源為智能消防應(yīng)急燈具提供正常的工作電源和火災(zāi)時的應(yīng)急電源。應(yīng)急照明配電裝置具有回路監(jiān)控功能，并接受應(yīng)急照明控制器的實時監(jiān)控。發(fā)生火災(zāi)后，系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動信號，自動執(zhí)行以下程序：

1）順序啟動全樓疏散通道的消防應(yīng)急燈具，系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)入應(yīng)急狀態(tài)，按照系統(tǒng)指示的疏散預(yù)案執(zhí)行命令；

2）點(diǎn)亮通向安全區(qū)域的出口燈并進(jìn)行中英文語音提示，原指向危險區(qū)域的應(yīng)急標(biāo)志燈調(diào)整為指向安全區(qū)域。

5 結(jié)束語

超高層建筑火災(zāi)危險性大、撲救難度大且人員疏散較困難，早期報警極為重要。超高層建筑的消防用電設(shè)備數(shù)量較多、負(fù)荷較大，其用電設(shè)備性質(zhì)也較復(fù)雜，因此，供電的可靠性是撲滅火災(zāi)的重要保證。

Some Experience in Electrical Design of High-rise Building Fire Safety

LIU Xin-jian
（Architectural Design Institute of Shandong Province）

論文以某超高層建筑的電氣設(shè)計為例，結(jié)合超高層建筑的特點(diǎn)，對超高層建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防設(shè)備供電和應(yīng)急照明的設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對超高層建筑消防電氣設(shè)計的要點(diǎn)及注意事項進(jìn)行了敘述。

In this paper, the electrical design of a high-rise building as an example, combining the characteristics of the high-rise building design, automatic alarm system, fire fighting equipment and emergency lighting power supply of super high-rise building fire are introduced in detail, and points for attention of fire electrical design of high rise building are described.

超高層建筑；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)；消防設(shè)備供電；應(yīng)急照明

fire automatic；alarm system of high-rise building；fire emergency；lighting power supply equipment