建筑电气消防设计与应用

2019-11-27朱家国

中华建设 2019年11期

朱家国

十三五以来，我国建筑行业在原有基础上发展迅猛。同时，建筑中所存在的安全与消防隐患也愈来愈严重，逐渐成为建筑设计中的“头等大事”。其中，电气火灾由于其广泛性与常发性更是建筑消防防范的重中之重。但是过去我们在设计建筑电气时，往往由于主观上不够重视，导致建筑的消防能力较为薄弱。所以，我们在建筑设计中要加强对建筑电气设计的重视以预防电气火灾的发生。

一、建筑电气火灾的起因

在我们的建筑中，有非常多的原因可以引起电气火灾。建筑电气火灾是由于电气系统的短路、超负荷等原因引起的电路起火，进而引起周边物品的燃烧，最终酿成大火。我们将诸多原因归为以下几类：

1．设计中的问题。建筑电气设计应该从用途、设备环境等方面出发进行设计。但总有部分设计师由于在建筑的电气系统设计时考虑不够周全，对具体建筑使用条件与用途不了解，对国家规定的各项指标置若罔闻等原因，造成不合理设计与安装。从而引起建筑电气火灾。比如，在具有高温高压的环境中，应当使用耐高温高压的电缆。在需要防腐蚀的环境中，应当使用具有防腐蚀、耐腐蚀性的电气线路，避免产生线路短路等问题。

2．安装中的问题。建筑电气安装应当严格按照合理的电气设计，严格遵从设计与施工图纸进行安装，当碰到无法安装的情况时，应及时与设计方沟通达成新的合理的安装方案，以确保各个设备能够长期稳定安全的运行。但在实际安装过程中，由于工人疏忽大意等原因，很多工人没有按照施工要求进行线缆连接，而是简单的对线路、电缆进行缠绕。通过这种方式连接设备会导致连接处电阻增大，电流过载，过热引起火灾。

3．使用中的问题。很多建筑在建造之初设计功能为民房或简单营业。但在社会发展变迁中，建筑的用途会发生改变，过去设计的电气线路无法承载现实需要的用电设备。很多旧建筑中，电气设计非常简陋，居民缺乏用电常识，过量加装电器，使过去简陋的电气线路不堪重负。电路长期处于过载运行的状态下会导致线路过热从而引起火灾。据了解，由于增加的电气负荷过重，线路老化等原因已经成为了我国居民住宅火灾的一大诱因。

二、建筑电气火灾的特点

1．起火迅速，危害大

建筑内的电气设备往往都带有塑料、棉质等易燃外包装。当建筑电气火灾发生时，这些电气设备起火后，往往伴随着大量的烟雾与有毒气体，对人体造成致命危害。据统计，窒息是火灾造成人员死亡的最主要原因之一。与此同时，一些电气设备本身或在起火条件下会发生爆炸。最后，建筑电气火灾发生时，电气设备往往还处于带电状态，火灾则会造成周围用电设备与电路的损坏，对于建筑整体的电力系统破坏极大。同时，智能控制系统应用越来越广泛。火灾破坏智能控制系统后，会对整栋建筑的其他设备造成巨大的影响，甚至危害整栋建筑的安全，进而危害生产和生活。

2．扑救难度高

建筑电气火灾往往是在带电情况下发生。这将会大大增加扑救难度，在电气设备带电起火时，很容易发生漏电等事故，救援人员将很难靠近火灾区域进行灭火。其次，电气火灾会影响消防水枪的适用范围，由于水本身的导电性，如果使用不当则会发生触电等二次事故。

3．电气火灾防范难度高

电气火灾多由线路老化、设备老旧、接触不良等原因引起电能超负荷引发。在火灾的始发阶段，往往没有大量的烟雾或者明显的火星，这使得很难及时发现电气火灾，无法快速应对火灾，造成火灾的扩大。

三、建筑电气火灾的扑救与防范设计

现实生活中，建筑电气火灾几乎是不可避免的。及时发现，快速反应，迅速扑灭，将火灾扼杀在萌芽之中，将火灾可能造成的损失降到最低则是建筑电气火灾防范的最主要设计目标。我们常用的消防设计也是基于以上三个主要目标：

1．火灾预警

在火灾发生初期，往往伴随着不同程度的烟雾、温度变化。火灾探测器是当今火灾预警中最常用的手段。由于火灾探测器主要由热感元件与烟雾感应元件作为核心，能够又快又准地识别探测器周围的火灾信号。这大大提高了火灾预警的时间，可以在电气火灾发生初期就快速反应。除了常见的热感与烟感预警器外，还有光感、复合型等探测器。在设计时，我们的设计人员应当充分考虑电气设备的特性，对症下药，选用最合适的探测器。

建筑电气火灾中，我们还可以利用电气设备与电气线路的特性进行电气预警。当被保护的线路与设备处于超负荷状态时，提前通过相关的电流测量、电压测量等进行预警，发出报警信号，并可以更加精确地提示出险情发生的位置。

火灾预警除了探测器以外还需要有联动装置与报警器。利用报警器可以将探测器探测到的信号传输给消防、管理部门，提醒相关部门及时做出反应。报警器也分为多个种类，在不同的区域应当选择不同形式的报警器。在设计中也应当考虑实际情况，确保报警器可以及时地传递信号。

2．火灾扑灭

利用火灾预警器与相关联动控制系统的联合。现在的建筑中常用的联动装置包含电动防火门、排烟系统、自动喷淋灭火器等设备。其中，电动防火门可以将火源处与外部隔绝，防止火情扩散。排烟系统可以及时将起火后的烟雾排出建筑，防止人群由于烟雾引起窒息。自动喷淋装置可以及时响应，使得火极早被扑灭，为人员和财产提供第一时间的保护。

当发生上述初级响应措施无法控制的火情时，我们还需要更深层次的消防方案。包括以下几点：

（1）消防水泵的电路设计

在我国，建筑中强制要求配备基本的消防水系统。较为大型的建筑都应当配备合适的消防水泵来对消防水进行加压，消防水泵的有效性与可靠性直接影响了灭火的效果。消防水泵能否正确起作用则依赖于我们本身的消防水管道与水泵供电电路设计。我们需要根据实际情况对水电进行合理配置，使得消防水泵能够达到满足实际的使用要求。同时，还需要设计相应的备选系统，当常用配电系统出现问题时，可以及时地响应需求。除了常见的双电源供电系统以外还可以采用双回路供电模式、甚至是多消防水泵并行模式，保证消防水的正常运行。

（2）排烟设备的电路设计

排烟是除了灭火以外最重要的消防措施，其主要目的是为了保护人员的安全，使建筑物中的人员不至于窒息而死，为之后的救援工作提供时间。当前常用的排烟设备有抽风机、排烟机以及相关的管道通道。建筑物发生火灾时，这些设备会在收到火灾预警后及时开启以最大程度减少人员伤亡。当今的建筑多为复杂建筑结构，有空间大，分布广等特点，建筑中的人员往往分散地分布在建筑的各个角落，所以建筑中的排烟装置要尽量照顾到更多的建筑面积。这些排烟装置的使用状态直接影响到了建筑内人员的人身安全。我们在设计排烟设备的电路时，应当采用防火材料布线，设备也要尽量选用不会受到高温影响的排风扇等。以确保在火场还能正常工作。

（3）防火门的电路设计

防火门也是一种用来保护人员财产安全的装置。现在的商场、工厂、写字楼等大型建筑中都会采用防火门来进行防火。在防火门的电路设计中，我们也应当采用防火材料布线、为防火门设计专用的配电线路，使其能够在发生火情时正常发挥作用。

（4）应急照明的电路设计

除了上述的防火灭火措施外，建筑中还应当设置有效的应急照明设备。电气火灾发生时，由于电路损坏，普通的照明设备常常无法工作。而建筑物中还会有大量的浓烟浓雾，导致人员在建筑中无法正确找到逃生出路，增加了危险。而应急照明设备一般则采用专用的电池，当发生火情断电时，紧急切换成备用电池，并与常规线路进行电路上的切割。将火灾对应急照明设备的影响降到最小，从而使人们能够找到合适的逃生通道。