高层建筑中消防系统的电气防火设计思考

杨锡晓

摘 要 高层建筑是我国目前房建行业大力发展的一种建筑类型，受到我国城市化和城镇化快速增长的环境影响，城市可用于房建的土地面积不断萎缩，而高层建筑模式可以在较少的土地占用前提下保证基本的住宅、使用面积，因此，高层建筑在我国经济发达地区得到了大力推广，尤其是近些年来更是得到了加速发展，根据贝壳研究院的数据统计，2020年东莞市的摩天住宅小区（超高层住宅为≥100米的民用建筑）的城市占比已经超过了7%。高层建筑因其垂直高度高层数多，在防火灭火方面存在疏散困难、烟囱效应明显、对消防系统要求高等特点。因此，日常的运营维护，必须有一整套自动化防火措施，其中自动化消防系统是保证高层建筑正常使用的关键，本文会根据高层建筑出现火灾的特点，对高层建筑中消防系统电气防火的预防性设计进行介绍和分析，确定电气防火的构成内容和主要性能，以提升从业人员对于高层建筑电气防火的相关专业知识认识。对高层建筑消防系统的电气防火特点进行介绍，探讨更加科学合理的设计方案，希望未来我国高层建筑消防系统的性能和稳定性能够达到更好的水平，切实保证建筑物内部正常生产生力进行，保证建筑使用者的生命安全和财产安全。

关键词 高層建筑;消防系统;电气设计

引言

高层建筑由于内部结构复杂，楼层多，垂直高度高，内部设置消防系统虽然设计难度大，参数要求高，但又非常必要，如果借助外部消防设施，很难在遭遇火情时及时扑救高层建筑内部的火情。为了改善高层建筑的防火性能，确保建筑物内部消防安全，必须对消防系统的电气防火进行重视，并根据房屋实际情况和日常使用条件来进行电气防火的具体内容设计，根据房屋特点和具体的防火要求，对现有的消防系统电气防火进行优化和调整，确保其在火灾发生时能够及时作用产生效果，预防火灾的进一步蔓延，防止出现更加严重了经济损失。

1高层建筑火灾特点

高层建筑当发生火灾时，会具备火情蔓延速度快，人员疏散难度大，扑救难度高，火灾隐患众多等多方面影响。

首先是由于高层建筑中密布电梯间、排风道、排气道和相应的管道井，这些烟道多为竖向井道，如果没有合理的防火分隔处理，当发生火灾时，会迅速形成垂直气流，并产生烟囱效应，在火灾猛烈燃烧阶段，通过管道井的烟雾，扩散速度可以达到3～4米/秒，假如一座高度为100米的高层建筑发生火灾，在无阻挡的情况下，半分钟左右，烟气就能迅速向管道井扩散到顶层，其扩散速度是水平方向的10倍以上，严重影响到扑救和控制。

如果在人员聚集的高层建筑发生火灾，由于竖向疏散难度大、路径长、宽度窄，难以短时间内疏散大量被困人员，而且人员聚集的场所容易出现踩踏事故，造成二次伤害的出现。

由于高层建筑的楼栋垂直高度高，想要从室外进行火灾控制和扑救难度很高，如果发生火灾的楼层距离地面的高度超过了消防水炮、消防举高车、消防云梯车等消防设施的控制范围，就只能够依靠室内的消防设施进行的干预和控制，因此高层建筑内部是否有健全的消防设施，这些消防设施是否能够长期处于正常的使用状态，将直接决定了当高层建筑发生火灾时，是否具备相应的消防力量能够参与火灾的控制。

在高层建筑中，为了保证建筑物功能的全面，会有一整套复杂的功能体系内嵌在建筑物内部，导致建筑物内部的电气设备比非高层建筑更多，电气线路也更较长，更容易发生电气火灾，如果在室内装修时，使用不阻燃的装修材料，一旦发生火情，装饰材料反而会成为电气火灾加速蔓延的媒介[1]。

2火灾自动报警系统的设计

在高层建筑消防系统中自动报警承担着非常重要的作用，它会对各区域当前状态进行及时的数据分析，判断是否出现火情，一旦确认就要立即发出告警，提醒建筑物内部人员尽快进行疏散或采取相应的干预措施，防止火情的蔓延和威胁，而自动报警系统主要由探测器，控制中心和报警设备三部分组成。除此之外，为了保证高层建筑各节点都能够收到同样的信号通知，还需要设置联动控制系统。保证不同区域，不同节点都能够同时收到火灾告警的通知，及时采取反应。

2.1 探测器的设计

在自动报警系统中，探测器主要是负责向告警控制器传递危险信号，根据所处的位置和主要的探测对象，可分为感烟型，感温型，感光型和可燃气体型4大类。4种不同的探测器会根据不同的使用场景和探测对象，对其所负责的特征信号进行实时的提取和管理，一旦发现所处地区的相关数值异常就要进行相应的告警。为防止探测器偶然出现机械故障而导致的告警故障，控制中心会根据不同感应型设备在同一时间所作出的反应，来判断是否为单一信号的偶然异常。举一个例子，当感光型传感器突然发现某区域的光亮程度与正常情况不属实，会给报警中心进行报警。但此时烟雾感应器和温度感应器均未发现异常信号，则说明该区域只是出现了光亮异常情况，并不是发生了火灾。这种通过不同的传感设备，对可视范围以外区域的火情进行告警的方式会作为高层建筑防火预警系统的核心。为了保证这些感应器在日常的使用过程中，能够长时间处于正常的工作状态，并能够及时有效提供准确的数据和告警信息，就要根据传感器所布置的位置和所处环境的特点，对传感器的具体参数，型号规格进行选择和布置，参考不同位置不同环境的房间特点和状态，安装相应的传感设备。虽然随着传感设备内部结构的不断优化，其传感技术不断提升，但如果不重视控制区域特点的研究，选择不适当的传感设备，仍然会影响最终的判断。为保证传感设备能够正常运转，并在突发火情的情况下能够及时有效的完成预警，在选择相关设备时必须注意以下事项：首先控制器和报警感测器必须由同一厂家生产，不同厂家的探测器在应用过程中会具备较大的性能差异，还有可能会互相误导，所以在选择探测器时，在参考生产厂家的同时，还要考虑到用户的质量反馈，可以调查前期购买此厂家生产的感应器的客户反馈内容用于参考。高层建筑的层高一般为标准层高，适合选用智能探测器，这种探测器除了具备基本的常规功能之外，还能根据环境的变化自动对相关参数灵敏度进行调整，显示需要保养的相关信息，并根据具体的要求来设置特定的灵敏度，特别适合在高层建筑这种特殊区域进行投放[2]。

2.2 报警控制器的设计

在火灾自动报警过程中，报警控制器的功能是对报警信号进行接收传递和显示，并根据具体情况发出具体的指令，由相关机械和电子控制设备完成自动化消防控制动作。传统的报警控制器是由处于不同位置的控制器、中央控制器、联动控制系统三方面组成。随着信息技术发展，目前已经很少采用这种设计方式，而是选用总线制、多模拟量的多功能的报警控制器。在不影响正常的信号传输的前提下，这类布局方式对于线路的布置要求较低，线路布置简单，布置数量较少，具有很強的规律性，而且有多种布线方式适应不同环境和使用特点，并且在使用过程中能够将故障率控制在很低的水平，有利于施工安装和后期的系统维护，除此之外，系统的模块化程度很高，能够根据不同的使用环境，探测对象和具体的要求，对模块功能进行调整，在整个系统结构中，包含众多功能的探测器和告警显示功能，以及联动装置，能够根据不同的投放环境和使用要求来进行功能的增加，能够实现职能报警和自我诊断，当发生火灾后，职能报警系统会立即发出警报，通知建筑物内部的人员疏散，显示火灾的具体信号并打印出来，能根据建筑物内部具体情况设置不同区域的探测器精度和灵敏性，在一些探测器和联动装置处于断线状态时，能够显示断线控制器或联动装置的具体信息。

2.3 联动控制系统的设计

联动控制系统的主要对象，包括排烟设施，灭火设施机电设备，联动控制方式为在火灾报警信号发生并被确认之后，传递给消防控制器，控制器根据具体情况发出指令，控制联动控制系统完成火灾控制行为，因此在进行设计时，需根据具体情况使用以下联动控制设备：首先是消火栓的控制设备，需要使用消防水箱中的水源，当出现压力不足时，要稳定压力泵进行补水，直到压力满足后再停止消防栓控制系统的电源，一般会选用24伏直流电源，并且采用独立电源供电的方式[3]。

3结束语

高层建筑未来一定是我国房建项目的一个重要建筑形式，高层建筑由于内部结构复杂性和自身的楼层限制等客观特点，当发生火情时，对火灾进行控制和预防，是必须要依靠高层建筑内部的防火灭火系统来进行的，在设计消防系统时，应根据建筑物自身情况和使用特点进行合理的优化，并在实践过程中不断去纠正设计中存在的问题，确保其能够在发生火灾时真正发挥效果。

参考文献

[1] 穆文涛.浅谈高层建筑中消防系统的电气防火设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（7）：1-3.

[2] 李丰渊.某超高层商务楼建筑电气防火设计要点研究[J].建材与装饰，2020（23）：98-99.

[3] 余君，颜旦旦.关于高层建筑中消防系统的电气防火设计探索[J].电子世界，2017（23）：80，82.