探讨高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制问题解决

张博文 张春香

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司山东分公司 山东 济南 250101

引言

高层建筑由于楼层较高，内部结构相对复杂且居住民众较多，一旦发生火灾情况，则会给人员快速疏散造成一定的阻碍。因此，必须对高层建筑中电气设计的消防设备问题加以重视和研究。通过科学合理地设置消防设备，并保障设备的智能化及自动化，以避免火灾发生持续蔓延的情况，并提供一定的安全通道和时间来保障民众的撤离。针对目前高层建筑中电气设计存在的不足，有关部门人员需要对此加以改进和优化，以充分发挥消防设备的积极作用，保障建筑安全，从而确保民众的安全。

1 高层建筑电气设计中的消防设置规范

自高层建筑兴起以来，我国消防部门对于高层建筑的消防设计便提出了明确的要求，且建筑各个部位、系统及环节的消防建设标准也早已确定，其着重点分别包括高层建筑火灾自动警报系统、建筑防火设计、建筑电气设计等3个方面。消防部门规范的各项要求除了侧重点不同以外，其他的要素基本存在一定的相似之处。例如：在高层建筑当中，每一层的特定位置均需要设置喷淋泵和烟雾感应器，以便及时发现建筑内部潜在的火灾隐患，并初步实现对于火灾隐患或火情的有效控制。而在设计高层建筑的电气系统时，应当着重参考各项标准及要求，并依据建筑的建设标准和目标设计出高质量、高安全性的电气消防体系[1]。

2 高层建筑消防设计存在的问题

2.1 灭火设备设计缺乏合理性

高层建筑项目建设中，救援入口、场地和消防车道属于常见的救援灭火设备。根据有关要求规范来看，消防人员在参与灭火的过程中，由于一些灭火设备缺乏科学的设计，给灭火效率造成了一定的阻碍，具体有以下几点：①消防车道缺乏科学设计。由于消防车道缺乏科学设计，尤其是消防车道转角处，造成大体积的消防车难以快速转弯，给车辆正常运行造成了影响。②消防车登高实践场地缺乏合理设计。部分房地产企业为谋求更大的经济效益，对建筑周边场地不断加以利用，没有意识到消防车登高实践场地的价值，认为它占用的空间较大造成了浪费，往往忽视了消防车实践场地的设置，给高层建筑安全消防水平造成了严重影响。③设计者过度追求建筑美观。随着人们生活水平的提升，人们对高层建筑的美观要求也越来越高，这虽然会影响城市形象，但由于设计者过度追求建筑美观，造成建筑外墙缺乏合理的设计，最终影响了建筑消防水平。

2.2 消防设计图纸审核人员实操经验不足

由于审图部门人员缺乏消防实操知识，对消防安全目标不够明确，造成设计图纸审核的片面性。比如，在某个高层建筑项目施工中，建筑内部虽然对防火设计进行了审核，然而，受到消防设计图纸审核人员实操经验不足的影响，最终给建筑防火水平造成了不利影响[2]。

2.3 消防设计人员专业素养不足

目前，部分高层建筑消防设计人员专业素养存在不足，且没有充分认识到消防设计工作的重要性，从而给建筑防水平造成了不利影响。比如，由于消防设计人员对自身职责不够明确，设计的消防图纸未仔细审核便出图。一些消防设计者还在沿用传统设计规范，没有及时更新理念和专业知识，使得消防设计方案缺乏一定的合理性。

2.4 消防配电系统不合理

消防负荷在建筑内所有负荷中属于非常重要的负荷，根据规范要求，消防负荷在火灾时，不能因负荷过载而轻易断电，所以在断路器的选型上，应选用单磁脱扣型，不选用热磁脱扣型，避免消防风机及消防水泵在火灾时不能正常工作。另外，消防负荷用电在火灾时是要保证能够持续供电的，而以往有些项目把消防负荷与非消防负荷共用同一个配电总柜，而两者的负荷等级及持续供电时间的要求都是相差很大的，消防负荷在火灾时需要持续供电，而非消防负荷在火灾情况下要切断，部分设计师会配电总柜前端断路器设置分励脱扣附件，由火警主机联动切断，但是同时也把消防负荷断开了，二者混在一起就造成了消防配电的不可靠。故电气设计人员在做消防配电系统时，需注意消防配电应独立其他与配电系统，不可为了节省成本，与其他系统混在一起，为了人民群众的生命财产安全，设计师在设计阶段必须把好这一关[3]。

3 高层建筑电气设计中消防设备的设置与控制优化策略

3.1 消防配电

首先，在开展供配电设计工作时，要对高层建筑物的真实状况进行综合分析考量的基础上来保证消防配电设计的科学合理化，通过发电机、UPS、EPS等电源设备的设置，来保障电气消防系统的连续供电，以此实现消防系统的正常运行。其次，要严格依据高层建筑相关电气系统的综合运行状况来适时调整设计方案，增强方案的可操作性。最后，要按照建筑消防分区容量情况合理设计消防分区，以保障所有分区和相关消防规定相符，从而提升电气消防的设计成效。

3.2 自动报警系统

自动报警系统属于高层建筑电气消防设计中的重要组成部分，在设计自动报警系统的过程中，需要对探测器、报警装备和火灾报警设备进行全面落实和优化。第一，需要加强对火灾报警探测器的有效使用，按照火灾情况的不同、建筑内位置的不同对该探测器进行合理选取。其中浓烟程度、火灾位置和温度升高情况都是需要考虑的因素。通过对报警探测器的合理选取，对火灾发生状况进行准确判断，并及时制定出合理的应对方案和措施，从而将火灾事故造成的电气系统损坏程度降到最低。第二，在设计自动报警系统的过程中，要按照空间规模大小对探测器总量进行合理设置。同时，注意合理控制好其规格，以保障实际安装的可操作性。通过对探测器规格和数量的把控，以便及时探测出火灾问题，并对火灾事故进行及时有效的预防，从而保障建筑物和民众的安全[4]。

3.3 照明消防设计

应急照明及诱导照明属于照明系统在设计中会涉及的两类主要系统，但是，由于诱导照明系统尚未发展成熟，如果发生火灾，很可能会惊吓到周围民众，扰乱现场的正常秩序。所以，人们对诱导照明系统没有过多的关注，它也无法充分发挥自身的真实作用。而在灾害发生时，开放普通照明系统则可以起到积极的作用。然而，普通照明和消防电梯及消防设备还存在很大的差别，它的照明时间较短，无法满足人们的需求。因此，普通照明可发挥它对诱导指明的辅助功能，从而达到协助人员逃生和控制现场局面的目的。同时，普通照明在进行实际使用的过程中，要注意将切断处理工作做到位。而在高层建筑中进行应急照明消防设计，则可以在很大程度上完善普通照明的缺陷，如果普通照明需求难以满足民众的需求，则需要设置相应的应急照明。应急照明主要包括安全和备用照明两种。它们在使用要求与照明范围上也存在一定的差异。所以，在对建筑照明消防进行设计时，一定要严格按照国家相关规定来施行，并注意和建筑实际状况的统一结合，以达到设计与使用的灵活性。当火灾发生后，消防联动控制系统会将正常照明系统切断，同时打开火灾应急照明。为促进用电系统的安全性，建筑内普通照明的全部电路需要具有一定的阻燃性，同时，一定要注意将漏电保护工作做到位。在检查建筑的电流稳定状况时，一旦发现漏电问题，技术人员就必须采取有效措施加以防范。而且针对建筑结构端口的不同，要选择不一样的设计和消防应对方法。针对建筑绝缘端口，需要使用金属管类的防范材料来予以漏电防护。对于电源插座和开关位置而言，可用塑料管这类耐火强度较高的材料来加强漏电防护，以达到火灾发生后对蔓延速度的控制目的，增加人员逃跑的时间。另外，火灾事故形成的气体由于危害度大，因此可以使用低烟类型的电缆来减小气体对人体造成的损害[5]。

3.4 电梯消防设备

随着城市土地资源的稀缺和人口的增加，目前，高层与超高层项目建筑在城市中已经较为普遍。高层建筑居住的人口密度较大，为满足人们出行的便利性，高层建筑中都会配备不同数量的电梯。然而，电梯在实际运行中由于受到多种因素的影响，安全隐患一直存在。加之电梯密闭环境的特殊性，一旦在运行过程中出现火灾事故，则会直接减少电梯内氧气的含量，使得电梯运行状态受到影响，严重威胁到电梯乘坐人员的生命安全。因此，技术人员需要在电梯装置中配备性能较高的电气设备，来对供电回路装备进行补充安装，同时保证电梯线路与火灾报警器的有效连接，以此充分发挥火灾警报在电梯运行时的积极作用。这样一旦发生火灾事故，若立即切断电源，则会加快电梯下降的速度，严重影响电梯运转的安全性。因此，在设计电梯消防设备时，需要结合电梯运转的实际高度来选取恰当的切断时间，并保证电梯运行至安全可控范围高度内，再将电路供应切断，且电梯依然有足够电量维持其稳定降落[6]。

3.5 避雷系统与消防系统的结合设计

对于高层建筑而言，其避雷系统会直接关乎整个建筑的电路正常运转效果。因此，避雷系统的设计需要与消防系统相互结合起来，若在技术允许的情况下，两大系统可以共用同一接地设备。其次，接地点的选择也需要经过精心的设计和研究，接地点周边区域不得摆放任何易燃物，以免因为雷电而导致火灾的出现。且建筑监控系统应当将针对接地点的监控工作视为重点，要积极应用自动化监控技术，实现全天24h不间断监控，以达到降低雷电天气对高层建筑安全性的危害和影响。

3.6 排烟阀与防火阀的设计

排烟阀与防火阀的设计对高层建筑消防设计而言具有非常重要的影响。首先，要合理选择防火阀，防止发生熔断现象。其次，对排烟阀予以编号并组成联动模块，并根据实际运用状况和联动控制器的应用来实现对排烟阀的有效控制。在运用消防控制器的过程中，能取得较多的感烟探测信号。要通过不断实践对各项操作内容加以完善和优化，使其符合预期使用要求，实现对排烟阀和防火阀的集中控制目的。

4 结束语

高层建筑由于楼层较高，内部结构相对复杂且居住民众较多，一旦发生火灾情况，对人员的疏散和火情的控制较为困难。因此，为了避免不必要的损失，必须通过合理科学的设计，来保障高层建筑的消防安全。在对高层建筑电气设计中消防设备进行设置时，首先，需要先深入分析其内部构造和建筑形式，同时结合国家相关的设置标准和规范来设计火灾发生时的疏散方案，以此发挥消防设备的作用最大化，将损失程度降到最低。其次，要保障电气消防系统的连续供电；对探测器、报警装备和火灾报警设备进行全面落实和优化；如果普通照明需求难以满足民众的需求，则需要设置相应的应急照明。同时，要充分发挥火灾警报在电梯运行时的积极作用；实现消防系统和避雷系统的结合设计，以此完善和优化防雷工作。另外，注意排烟阀与防火阀、消火栓按钮的合理设计，以此促进高层建筑消防安全性能的提升。