前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇超高層建筑消防要求范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
【關鍵詞】超高層建筑;供配電;電線電纜;照明;防雷與接地;火災自動報警及控制系統
概述:
最近幾年,隨著經濟的發展和新技術、新材料的不斷應用,各地超高層建筑不斷涌現,超高層建筑一般都建設在城市的生活和經濟中心,由于超高層建筑的樓層多,建筑高度高,對供電的可靠性以及消防等的要求也與普通的高層建筑不同,設計的復雜性也增加了很多。本文將結合設計規范談談超高層電氣設計中的一點看法。
1、供配電系統
1.1 負荷等級
按現行的國家規范要求,超高層建筑中的消防用電設備如消防水泵、消防電梯、防排煙風機、消控中心、應急照明和疏散指示燈等和安防系統用電、電子信息設備機房用電均應按一級負荷中的特別重要負荷要求供電;客梯電力,排污水泵,電話機房和保安,航空障礙燈等用電設備均應按一級負荷的要求供電。
1.2 供電電源
超高層建筑的正常電源數量不應少于二個,且要求二個電源應為不同路由的電源線路,以保證一個電源發生故障時,另一個電源不致同時受到損壞。電源的電壓等級一般為10KV,當然負荷容量大的可以為35KV。超高層建筑應設柴油發電機作為應急電源或者備用電源,一般低于200米的超高層建筑宜采用低壓柴油發電機。
1.3變配電所的設置
變配電所應盡量靠近負荷中心,主變配電所宜設置在地下一層、首層或設置單獨的變配電所。根據《全國民用建筑工程設計技術措施電氣》,低壓線路的供電半徑一般不宜超過250 m, 當供電容量超過500 kW, 供電距離超過250m 時宜考慮增設變配電所。如果建筑高度超過200 m, 再加上50米平面距離, 建筑上部的供電半徑一般會超過250 m, 電壓降有可能超過規定值, 供電質量將下降, 電能損耗加大, 肯定會影響電梯等設備的運行。因此建筑高度超過200m 的超高層建筑,,宜設置分變配電所。分變配電所要結合避難層和技術層設置,考慮到防噪聲及位于負荷中心等因素,分變配電所一般位于頂層設備層,高、低壓配電柜出線方式宜為上進上出,考慮變壓器的垂直運輸通道以及設備對樓板荷重的影響,單臺變壓器的容量不宜超過630KVA。變壓器運輸可考慮通過貨梯井道吊裝。變配電所附近設置柴油發電機組,分變配電所附近考慮EPS或者容量不超過200KW柴油發電機。
1.4低壓配電系統
低壓配電系統采用三級配電方式,即總配電(變配電所)、區域配電(配電間)、終端配電。三級配電系統相互之間保護開關要求具有選擇性。低壓系統一般采用單母線分段+一段應急母線的形式,即二路市電為分段的母線供電,中間設聯絡開關,設置一段應急母線,為應急負荷及備用負荷供電。
2、電線電纜選擇
2.1在超高層建筑中消防設備線路選用礦物絕緣的防火電纜,避免因供電線路的損壞而影響消防設備的正常功能。對于一般的動力設備和普通照明回路,為防止火災時因電纜的絕緣及護套層的著火延燃而造成更大的人員和財產損失,在超高層建筑中應選用阻燃型的電纜和電線。
2.2連接用礦物絕緣防火電纜的配電箱的防護等級不宜低于IP55。
2.3超高層建筑高壓宜設置單獨的豎井,如與低壓電井共用,電井面積要加大。低壓電井內由于電纜數量較多,可分設普通橋架和應急橋架。
2.4超高層建筑物中的電纜豎井,宜按避難層上下錯位設置。
3、照明設計
3.1民用建筑電氣設計規范要求超高層必須設置航空障礙燈。其設置的原則是自頂部最高處開始,以屋面外側墻轉角處為第一圈,自上到下的水平及垂直間距均小于45米間隔設置。對標志燈的光效、頻閃配置要求是距地面60米以下為低光強紅色恒光燈,90~150米范圍內為中光強紅色恒光燈(亮度≥1600cd),150米以上為高光強白色同步頻閃燈(頻率為20次/分),建筑物超過100米以上部分還應相距最高點每隔30米再裝設一組中光強紅色恒光燈。
3.2應急照明的持續供電時間應滿足消防要求,超高層建筑的避難疏散區域的最小持續供電時間t≥60分鐘,消防工作區域的最小持續供電時間t≥180分鐘.
4、防雷與接地
4.1超高層建筑按不低于第二類防雷建筑物設防。一般采用法拉第籠式保護,屋面設置避雷帶結合避雷針的聯合保護方式。
4.2超高層建筑一般采用基礎聯合接地,接地電阻小于l Q。
4.3超高層建筑電子信息系統防雷擊電磁脈沖防護等級應采用三級浪涌保護。
5、火災自動報警及控制系統
5.1根據規范《火災自動報警系統設計規范》GB50016-98的有關要求,超高層建筑應按特級保護對象設置火災自動報警系統,保護對象分級為特級,除游泳池、溜冰場、衛生間外,均應設置火災自動報警系統。火災自動報警系統采用控制中心報警系統方式。
5.2超高層建筑的探測器應選用自帶地址碼的智能型,一般是平頂、層高小于6米的樓層平面,感煙探測器可以按R≤5.8米、感溫探測器可以按R≤3.6米在整體上合理布局,消除死角。
5.3超高層建筑除按國家規范的一類高層建筑標準設置消防廣播、手動報警按鈕、消防報警電話外,各避難層應設獨立的消防廣播,且能接收消防控制中心的有線和無線兩種廣播信號。
5.4超高層建筑各層的消防疏散樓梯口部和消防電梯前室內宜設置帶光閃爍的樓層火警指示燈。
5.5超高層建筑的各避難層與消防控制中心之間應設置獨立的有線和無線呼救通信。
5.6超高層建筑應設置防火剩余電流動作報警系統。
6、其他系統
6.1超高層建筑宜設置建筑設備管理系統,滿足不同區域的管理要求,已利于管理和節能。
6.2視頻監控系統宜采用專用有線傳輸方式,要考慮信號衰減及電壓降。
6.3綜合布線系統的電纜、光纜選用阻燃等級,低煙無鹵級別產品。
結束語:超高層建筑高度高,人員密集,對供電的可靠性以及消防等的要求必須安全可靠,對高低壓配電系統應能靈活控制,如過渡季節能根據負荷的變化適當減少變壓器的運行,以達到節能的目的。火災自動報警系統利用消防控制設備進行可靠的控制,滿足在不同的區域發生火災時都能準確啟動相應的消防設備,以便于人員疏散、逃生,減少損失。
參考文獻:
[1]《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98
[2]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005年版)
關鍵詞:超高層建筑;電氣設計;關鍵技術
在超高層建筑建設的過程中應用到了很多的現代科學技術,一般情況下城市之所以要建造超高層建筑,主要就是為了豎立一個完美的城市形象并展現城市實力。我國已經針對包括電氣設計在內的超高層建筑各項設計作出了明確規定,并制定了相關的技術標準,因此,在對電氣系統進行設計的時候,必須要嚴格執行國家標準,只有這樣才可以確保整個超高層建筑的電力安全。
1 超高層建筑的電氣設計
1.1超高層建筑電氣設計特點
(1)超高層建筑規模大,建筑高度高,具有用電負荷大、輸配電距離長、變配電系統結構復雜、供電安全性要求高的電氣特點。
(2))超高層建筑內人員密集,疏散距離長,事故發生時人員疏散困難,因此,對防災用電設備及應急照明等的供電安全性、可靠性要求很高。另外,低壓配電線路的長度一般不宜超過250m。當不能滿足供電半徑要求時,在超高層建筑的避難層應設置樓層變電所。
1.2超高層建筑應急電源與備用電源
超高層建筑建筑規模大,建筑高度高,若發生火災撲救困難、人員密集、疏散時間長,除設置可靠的市電電源以外,還應設置柴油發電機組作為其應急電源。
超高層建筑的應急電源與備用電源設計時應注意以下幾個問題:
(1)超高層公共建筑的一級負荷別重要的負荷的負荷量較大,正常電源斷電后要求持續供電時間長,所以應配備柴油發電機組作為其應急電源;超高層公寓建筑的消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設自備電源供電,自備電源宜采用柴油發電機組。
(2)超高層建筑的A級電子信息系統機房應配置自備柴油發電機電源,容量應包括不間斷電源系統、空調和制冷設備的基本容量及應急照明和關系到生命安全等需要的負荷容量。
應急電源采用柴油發電機組時,其電壓等級選擇應考慮如下因素:
(1)建筑物高度在100~300mr(除數據中心大樓外),應采用低壓柴油發電機組;建筑物高度大于300~400m時,需進行經濟技術比較后確定采用0.4kV低壓柴油發電機組或10kV柴油發電機組;建筑物高度大于400m時,宜選用10kV柴油發電機組。需要注意的是,以上結論是基于低壓傳輸干線采用電力電纜+密集型母線槽組合的配電方式考慮的,在相同電壓降的前提下,還考慮了加大電纜截面或降低電纜載流量來加大傳輸距離。
(2)選用中壓柴油發電機組時,中壓柴油發電機組的接地形式宜與市電系統一致;當發電機中性點需接地時,宜通過真空接觸器與接地電阻相連接,接地電阻應裝在接地電阻柜內。當有多臺中壓柴油發電機組并機運行時,為減少中性導體產生的三次諧波環流,可將其中一臺發電機的中性點接地。
1.3超高層建筑配電方式
超高層低壓配電系統配電方式分為放射式和樹干式,放射式配電系統的供電可靠性高,超高層建筑中消防負荷及一級負荷別重要的負荷宜采用放射式方式供電;樹干式供電時,每根電纜干線配電層數不宜超過8層;各避難層的交直流電源,應按避難層分別供給,并在末端互投;配電干線應按避難層劃分供電區域,同一干線不應同時帶兩個區域單元的用電負荷。
1.4超高層建筑導體的選擇及敷設
超高層建筑導體選擇時應考慮建筑物的擾動,雖然采用密集型母線槽作為供電載體,可承載數千安的負荷電流,但由于母線槽是剛性結構,使用時應慎重。如在地震烈度較高的地區建設的超高層建筑宜采用電纜供電,電纜在抗震方面的安全性遠高于密集型母線槽,性價比也高于密集型母線槽。
超高層建筑的線纜選型,應為阻燃低煙無鹵交聯聚乙烯絕緣電力電纜、電線,或無煙無鹵電力電纜、電線;消防設備的配電干線和分支干線(應急照明和疏散指示標志除外)應采用礦物絕緣電纜。火災自動報警系統的供電線路、消防聯動控制線路應采用耐火銅芯電線電纜;報警總線、消防應急廣播和消防專用電話等傳輸線路應采用阻燃或阻燃耐火電線電纜。
1.5超高層建筑應急照明
超高層建筑的避難層(間)疏散照明的地面平均水平照度值不應低于3lx,垂直疏散區域、避難走道不應低于5lx。在北京市建設的超高層建筑還應采取加強措施,疏散走道、疏散樓梯間和避難區內的地面最低應急照度值不應低于10lx,其他區域不應低于5lx。建筑高度大于100m的民用建筑,疏散照明的備用電源的連續供電時間不應小于1.5h。
值得注意的是:超高層建筑中大型商業的備用照明應按一級負荷供電,而大型商業的營業廳照明也需要按一級負荷供電,所以備用照明不需單獨設置;設置停機坪的超高層建筑,應在停機坪四周設置應急照明。
1.6超高層建筑航空障礙燈
應在建筑物的最高層構造物的最高部位裝設障礙標志燈,當制高點的平面面積較大時,除在最高端裝設外,還應在其外側轉角的頂端分別設置。障礙標志燈的水平、垂直距離不宜大于45m。建筑物的頂部高出其周圍地面45m以上,必須在其中間層加設障礙燈中,間層的距離必須不大于45m并盡可能相等,超高建筑物尤其要考慮中間層加設障礙燈。
設置停機坪的超高層建筑,應在停機坪四周設置航空障礙燈。
2 超高層建筑防雷及接地
依據規范,超高層建筑物應劃為第二類防雷建筑物,由于超高層建筑物的用戶多為重要企業辦公或特級、一級金融機構、五星級酒店等,根據電子信息系統的重要性、使用性質和價值角度考慮,系統的雷電防護等級宜按A級設計。
設計時應計算建筑物年預計雷擊次數、防雷裝置攔截效率,超高層建筑各項雷擊風險指數均很高。由于超高層建筑的建筑高度均超過滾球半徑,因此有側擊雷擊中建筑物中上層表面的幾率。具體實施應采用防直擊雷、側擊雷、閃電感應、電磁脈沖等措施,并做好總等電位連接。此外強電機房、智能化電子信息機房接地宜采取接地干線方式,各層強、弱電機房分別接至強、弱電豎井內的接地干線上;當超高層屋頂設有直升機停機坪時,不應在安全區內設避雷針,設在安全區以外的避雷針上應裝設航空障礙標志燈。
3 超高層建筑防災設計
建筑高度大于100m的公共建筑,應設置避難層(間)。第一個避難層(間)的樓面至滅火救援場地地面的高度不應大于50m,兩個避難層(間)之間的高度不宜大于50m。各避難層的交直流電源,應按避難層分別供給,并在末端互投;建筑物中的電纜豎井宜按避難層上下錯位設置。
超高層建筑,除游泳池、溜冰場外,均應設火災自動報警系統。各避難層內應設獨立的火災應急廣播系統,應能接收消防控制中心的有線無線兩種播音信號;各避難層與消防控制中心之間應設置獨立的有線和無線呼救通信;除消防控制室內設置的控制器外,每臺控制器直接控制的火災探測器、手動報警按鈕和模塊等設備不應跨越避難層;各避難層應設置消防專線電話和應急廣播;在避難層(間)進入樓梯間的入口處和疏散樓梯通向避難層(間)的出口處,設置明顯的指示標志。
4 結束語
超高層建筑具有高度高、規模大、用電量大、負荷等級高等特點,我國明確規定了包括電力設計在內的超高層建筑各項設計,同時將相關的技術標準制定完善。所以,在設計電氣系統的過程中,需要對國家標準嚴格執行,從而保障整個超高層建筑的電力安全。
參考文獻:
[1]廖懷華;淺談高層建筑電氣設計要點[J];建筑工程技術與設計;2014
現行《高層民用建筑設計防火規范》對高層民用建筑防火設施作了嚴格規定,對建筑高度超過100M的高層建筑,即所謂超高層建筑,在遵守一般高層建筑的通用防火規定外,增加了合理的防火技術要求。
【關鍵詞】超高層;消防弱電系統;安全
1 超高層建筑的火災危險性
超高層建筑的服務功能比較齊全,內部裝修比較豪華,建筑標準都比較高,投資規模都比較大,因此涉及到的安全問題比較多,但消防安全比任何安全問題都重要,建筑其他安全問題如果真的發生,造成的損害也只是局部的,涉及的人員也是少數。但一旦發生火災,產生的危害就非常大,后果無法估計。
超高層建筑的火災危險性有以下幾方面特點:
1.1 火險隱患多
超高層建筑主體建筑高,層數多,功能復雜,大多數超高層在主體建筑底層建有裙樓,作為商場、餐飲、娛樂等商業功能使用,主體建筑多數作為住宅、辦公、賓館等使用,此外,在建筑內部用電設備多,可燃物集中,火災荷載密度大。
1.2 人員疏散困難
超高層建筑著火時,要使人員迅速疏散到地面或避難空間十分困難。由于層數多,垂直疏散距離長,疏散時間也要長許多。往往煙氣的流動速度要比人員疏散的速度快上100多倍,而且,人的疏散方向與煙氣蔓延方向相反,進一步增加了人員疏散的艱難和危險性。
1.3 裝備要求高,撲救難度大
超高層建筑與普通建筑相比,火災撲救難度相對較大。因此,超高層建筑很難通過消防車實施人員營救,一般立足于自救,即主要依靠建筑內部自身的消防設施來保障。
于2012年1月參與投標的大連海創國際產業大廈消防項目,位于大連市高新園區,旅順南路沿線,屬于一類高層民用建筑,總建筑面積為9.7萬m2,地下二層、三層平時為汽車停車庫、設備用房,戰時為核六級二等人員掩蔽所及區域電站。地下一層為設備用房、餐飲用房及部分停車庫,地上一層為大堂、便利店、銀行和餐廳;二層至五層為休閑健身、會議室和其他配套用房。六層以上為寫字間出租。
本建筑地上三十五層,地下三層,建筑高度為150米,屬于超高層建筑。
2 超高層建筑消防設計的執行標準
按規定,我國的建筑高度為24米及以下的建筑物的消防系統設計按國標《建筑設計防火規范》執行。24~100米高的建筑物按國標《高層民用建筑設計防火規范》執行。地下工業或民用建筑按《人民防空工程設計防火規范》執行。國標是屬于強制性技術規定,是約束業主、設計單位、施工單位和驗收單位的共同標尺。
超高層建筑尚無相應國標,屬于相應的適用設計與驗收規范暫缺階段。在實際工作中只能參照有關國標及國際標準,按照當地消防主管部門意見,本著安全第一的精神,盡量仔細周詳地完成設計工作。
同時,按國標GB501 16-98《火災自動報警系統設計規范》要求,建筑物作為火災自動報警系統的保護對象,共分三級,即特級、一級、二級。凡建筑高度超過100米的建筑為超高層建筑,屬于特級保護對象。其火災報警與聯動控制系統的設計要求高于一般建筑,其技術方案必要時需經專家論證。
3 “海創”項目消防弱電系統的設計要求
由于超高層建筑高度的特點,大連海創國際產業大廈消防項目消防設計立足于建筑內部消防系統的自身建設,努力完善火災探測、報警、撲救等自動功能,且設計要求高、功能齊全,將火險消滅萌芽狀態。特別在火災探測器布置標準、報警手段、報警探測器安裝場所、火災報警系統智能化、避難層消防安裝、擋煙垂壁設置、電動防火卷簾門、正壓送風和防排煙、自動噴水滅火等方面都有了嚴格的配置和要求。
3.1 火災自動報警系統
3.1.1 火災探測器布置標準較高:一般高層建筑感煙探測器保護面積為60平方米,保護半徑為5.8米。但超高層建筑則提高標準,此項目平層探測器的布置一般以接近正方形布置,較為經濟,感煙探測器保護面積為40 50平方米。
3.1.2 報警探測器安裝場所:“海創”項目中超過5平方米以上的房間均設探測器,即使衛生間也不例外。電氣豎井不論大小,因其火災發生可能性大,作用重要而逐層進行了設置。手報的設置半徑為步行距離30米,一般設于樓梯間及出口等逃生通道附近,以便人員在逃離火場方便報警。
3.2 避難層的消防安排
避難層的設置是超高層建筑的特殊應急措施。它用于火災避險時人員暫留,以彌補超高層給消防設備帶來的滅火能力不足(國內尤甚)。一般每隔50米高度設一個避難層,100-200米高度設兩個避難層。在避難層中一般不設日常辦公或生活場所,即其建筑空間僅用于救災應急。但為了解決超高層實際問題,也為了滿足消防自身的需要,通常在保證人員躲避火災需要的前提下,設置部分設備機房,如防煙正壓風機、排煙風機、空調機組、新風機組等,并且要求避難層的正壓進風系統獨立設置,送風量不小于每小時30立方米。避難層的排煙風機和正壓風機在火災時用同時工作區段,排煙口和進風口不應貼鄰布置。
“海創”項目共設計了兩層即六層和二十層作為避難層,屋頂上設有二層設備機房層。避難層除了主要作為機房和人員避難外,在其它方面又做了詳細要求:
3.2.1 避難層的煙感器布置條件也是保護半徑不大于5.8米(如設置溫感探測器,保護面積不大于20平方米)。
3.2.2 手動報警按鈕也是設于出入口近旁,每個防火分區至少設置一個手報,每個手報的負責范圍半徑不大于30米,一般距地
1.4 米左右墻上安裝。
3.2.3 為了保證緊急情況下的通訊暢通,避難層應每隔20米設置一個消防專用電話分機或電話插孔。
3.3 擋煙垂壁的設置
超高層消防從嚴把握的一個體現是消防措施齊全,手段多樣,互為補充。根據火災的一般規律,初始階段產生大量煙霧,煙霧先向上升到天花板,然后沿天花板橫向蔓延。針對這一規律,在地下各層及裙房各層(這些地方一般易燃物品多)設置擋煙垂壁,當火災發生時,擋煙垂壁下垂(一般1.5米),使產生的煙霧在短時間內限制在預先設定的區域,爭取人員逃離、救火的寶貴時間、延緩火災危害擴張的速度。顯然,在超高層建筑中設擋煙垂壁,并與消防控制室的聯動控制柜相連是十分必要的。
3.4 電動防火卷簾門的設置
電動防火卷簾門主要起隔離作用,其設置位置一般在地下汽車庫、裙房商業區及自動扶梯周圍,按建筑的防火分區界限安排。一般的電動防火卷簾門內外側各設一對煙感器、溫感器,除了控制箱(一個)可設在內側或外側外,內外側還應各設一個手動啟停按鈕,距地1.4米左右明裝,而位于自動扶梯周圍的電動防火卷簾門,其煙感器、溫感器只設在外側(本層工作區一側)。
無論哪種電動防火卷簾門,在超高層建筑中整個消防系統的一個組成部分,其動作不是獨立的。因此,電動防火卷簾門兩側從屬于卷簾門控制箱的煙感器、溫感器,均應與火災報警系統的探測器回路相接并在一個系統內工作。
3.5 正壓送風系統
火災時人員不能進入電梯內,因為火災發生后電梯迫降一層未成而失電,便可能停留于火場中,梯中人員會為煙氣窒息。此時人員的逃生通道應是樓梯問。因此,保持樓梯問的正壓使煙火不得入內就十分重要了。正壓風機一般處于屋頂,與各層的電動風口聯動。火災初起時打開風口,啟動正壓送風機,使樓梯間、電梯廳處于正壓狀態。
【關鍵詞】自動消費設施 超高層建筑 設計
隨著現代化的不斷發展,城市中建筑物的高度越來越高,雖然高層建筑為人們的工作與生活帶來了許多便利,但是同時也帶來了許多安全隱患,特別是有關火災方面的隱患。并且因為高層層數高,撲救難度大,如果僅僅依靠消防部隊很難將其撲滅,所以超高層自動消防設施的配備就顯得尤為重要,下面,本文就重點探析超高層建筑中自動消防設施的設計。
一、超高層建筑的消防設計相關規范要求和火災特點
1、規范要求
我國規定,高度大于100米的建筑物統稱為超高層建筑,在設計消防設施的時候,需要按照國家專門規定的法規進行設計,下面就具體說明其中比較特殊的幾點要求。
(1)建筑物的高度值超過100米的時候,建筑物最低點的消火栓的靜水壓不得小于0.15Mpa,并且如果高位的消防水箱不能滿足上面所提到的條件時,應該裝置增壓設備。
(2)高度值超過100米的建筑物以其內部的房間,除了溜冰場、游泳池、不能用水進行撲滅的房間、面積較小的衛生間以及裝有甲級防火門的戶內用房外,都應該裝備自動噴水消防系統。
除上述提到的幾點要求外,相關規定還在固定滅火裝置、供水系統、排煙系統以及火災控制系統方面都提出了更為細致的要求。
2、火災特點
(1)火災蔓延速度快。高層建筑物當中豎井的數量眾多,發生火災的時候,這些豎井都會成為火災推波助瀾的工具,加快火災蔓延的速度。實踐表明,氣體在垂直方向擴散的速度為3到4m/s,在高層建筑物內擴散的速度為25到35m/s,并且火勢也會隨著煙氣迅速擴大。
(2)人員疏散比較困難。建筑物的層數多、容納量大、并且人員密集,當火災發生時,因為高層距離地面的高度過大,導致人們無法快速的逃離至建筑物外,從而耽誤了最佳逃離時間。
(3)火災不宜撲救。消防設施的條件有限,不能滿足高層建筑的滅火需要。例如消防登高車所能抵達的高度有限,對于超過登高車的樓層無法從外部對其進行撲救,只能依靠建筑物內部的消防設施。
二、高層建筑的自動消防設施
根據高層建筑的火災特點我們可以看出火災發生的原因有很多,如果只單獨依靠外界的消防部隊進行救火的話,很難將火災撲滅,所以高層建筑應該設立專門的自動消防設施,從而有效的預防火災的發生。高層建筑的自動消防設施分為兩種,水系統自動消防設施以及電系統自動消防設施。
1、組成
(1)電系統自動消防設施主要包含了下列兩種:自動感應溫度探測器和自動感煙探測器,這兩種探測器都被稱為探頭。并且還有手動遙控報警器和聲光感應報警器,這兩種報警器都通過主機的聯動程度進行控制,當內部人員按下手動遙控報警器的時候,建筑物內的聲光感應報警器就會發出特定的火災警報聲,從而達到提醒人們的效果。這些報警器和探頭都將通過主控裝置聯系在一起,并且主控裝置上能顯示日期、報警原因以及設備故障等等。主控裝置的種類有很多種,包括計算機、廣播通訊設備、電話等等,在挑選主控裝置的時候,主要依靠報警器和探頭的數量進行選擇。
(2)水系統自動消防設施主要包含了下列幾種:水流指示器、濕度報警閥、壓力表、壓力泵、抽水泵、噴頭、引水管等等。水流指示器可以與電系統的主控裝置相連接,并且能從主控裝置上看出水流的各項狀況。濕度報警閥只能允許水流單向的流入噴水系統,并且會在規定的流量下進行報警的閥門。濕度報警閥主要是放置在主水道管上的,通上電后,如果水流出現異常,濕度報警閥就會自動旋轉杠桿,敲響報警閥上的鈴,從而達到報警的效果。
2、注意事項
(1)電系統。第一室內通風狀況較差時,會導致室內的溫度達到探頭設立的報警溫度,這樣也會引起主控裝置進行報警。所以在安裝報警探頭的房間要保證房間內的通風質量,并且新型的報警探頭對空氣內的靜電、灰塵以及濕度等因素都會很敏感。第二手動報警器需要人員進行觸摸,通常都是放置在人們容易觸碰到的地方,但是這樣會導致亂按或者誤按的現象發生,所以在手動報警器的旁邊需要安裝解除報警裝置。
(2)水系統。噴淋管與消防管需要分開使用,不能共用同一組水管。并且對于不同的場所,安裝的噴淋吊頂的位置也不一樣。酒店和賓館都一般安裝側噴,有吊頂的地方一般安裝上噴,KTV等娛樂場所需要根據房間的大小進行設定。
三、消防設施的設計要點
1、給水消防設施的設計
在設計給水消防設施的給水工作時,需要做到分區給水,從而保證給水的供給量。
2、排煙防煙設施的設計
排防煙系統要以縱向進行分區,并且將排防煙機安裝在屋頂或者每層的避難層內,并且要與建筑物外部相連。因為上文中提到,氣體縱向在高層建筑物的傳播速度特別快。除此之外,每個房間內部都需要安裝排煙設備,并且補風量都應該為排煙量的一半以上。
3、消防電氣的設計
(1)消防供電。第一,電源很難做到真正的獨立,高層建筑在發生火災時出現斷電,考慮到人身安全、財產損失等多方面原因,樓層內需要按照一級負荷的要求進行供電,而且還需要安裝應急電源;第二,在選擇應急電源的時候,要考慮到電源的容量、待電量等多方面的因素;第三,備用電源不能和應急電源混用,兩者應該是不同的供電系統,從而保證火災時供電系統的安全。
(2)避難層電氣的設計。其一,高層內各層避難層中的電源應該分別進行供給,并且其末端能夠互投,從而保證供電系統的安全性與可靠性;其二,各避難層都需要設立自己的呼救通信設備,并且要與消防控制中心相連;其三,各避難層要設立火災廣播應急系統與自動報警裝置,能夠及時通知消防人員以及高層建筑物內的工作人員與群眾,做到立即疏散。
(3)自動報警系統的設計。一方面,考慮整個系統的可靠性與安全性,火災報警裝置所連接的火災探測儀器的地址總數與設備總數不得超過3200點,并且每條總線回路的連接設備數不得超過200點。另一方面,除了主控裝置可以監控不同避難層的火災探頭以外,每層避難層的控制器控制的火災探頭以及手動報警器不能超過這一避難層所處的范圍。
總結
結合超高層建筑的火災特點,不斷改進自動消防設備,從建筑物內部做到自防自救,從根本上防止火災的發生以及財產的損失。
參考文獻
[1]吳迪.超高層建筑自動消防設施設計探析[J].消防技術與產品信息,2015,01:25-29.
[2]但學文.高層建筑消防設施維護管理研究[D].重慶大學,2005.
[3]王宗存.超高層建筑加強防火要求研究[D].天津大學,2013.
[4]封延磊.中科電商谷A地塊建設項目高層建筑的消防系統設計與優化設計[D].河北工程大學,2014.
[5]王曉華.超高層建筑防火疏散設計的探討[D].湖南大學,2007.
按照消防術語,高度在24~100米的建筑為高層建筑;高度超過100米,或樓層在40層以上的建筑為超高層建筑。
目前,世界上最高的建筑是阿聯酋迪拜塔,高700米。我國高層建筑有10萬多棟;最高的建筑是上海環球金融中心,高632米。香港特區的最高建筑為中銀大廈,高370米,有75層。北京最高的建筑是國貿三期,高330米。北京現有高層建筑8000余棟,其中高度超過100米的多達60余棟。
中國有兩句古語,叫“高瞻遠矚”,“高屋建瓴”,意思是站在高處可以看得更遠。
是不是住的樓層越高越好呢?也不一定。
高樓失火不鮮見
20世紀70年代曾經有部轟動一時的經典災難片《火燒摩天樓》,這是全球第一部以摩天樓火災為題材的巨制。一幢位于美國舊金山市中心的摩天大樓頂樓內,正舉行落成典禮。因電線短路,下層突然冒出熊熊烈火,不久漸漸蔓延到頂樓,所有賓客被圍困。一些人被熱浪拋出窗戶,另有一些人不堪火烤跳樓解脫。據說該片公映后曾一度引起大眾對高樓防火安全的關注。
最近幾年,高層和超高層建筑火災在世界各地屢見不鮮。盡管這些建筑一般都配備了較先進的消防設施,可一旦起火,人們往往還是措手不及。
國外超高層建筑發展較早,距今已有60多年之歷史,其中以美國為最早,建成的超高層建筑也最多,相應的,美國的超高層建筑火災也較多。
1980年2月10日,美國30層高的希爾頓飯店發生火災,死亡8人,650人受傷。1980年6月23日,美國42層的紐約市常斯特克辦公大樓發生火災,137人受傷。1995年4月19日,美國俄克拉荷馬市聯邦辦公大樓發生火災,死亡168人。2001年9月11日,美國紐約2棟110層、高413米的世界貿易中心大樓先后遭到兩架被劫持的客機撞擊,隨后發生火災,死亡5451人,2100人受傷。
歐洲、亞洲地區超高層建筑的發展盡管起步稍晚一些,也發生過數起震驚世界的大火。1971年12月25日,韓國漢城22層的大然閣飯店發生火災,死亡163人,60人受傷。1974年21日,巴西圣保羅42層的焦馬大樓發生火災,死亡179人,300人受傷。
2009年2月9日,位于北京市朝陽區東三環路東的中央電視臺新址在建配樓附屬文化中心因有人違規燃放大型禮花彈發生嚴重火災。著火時建筑主體結構早就告竣,已進入收尾階段,部分房間業主已進駐安裝設備。
煙囪效應逃生難
我國氣象專業中,有“高樓風”一詞,意思是說,在高樓林立的街道上,因受高大建筑物的阻礙,風速和風向能夠發生改變,有時還會形成旋風或強風,危及行人安全。
在自然界,也有一個盡人皆知的現象,叫“風助火勢”,意思是空氣流動會助長火勢。在高層建筑面前,風速會隨著建筑物高度的增加而相應加大。據測定,如果在建筑物10米高處的風速為5米/秒;那么在30米高處的風速為8.7米/秒;在60米高處的風速為12.3米/秒;在90米高處的風速為15米/秒。也就是說,樓越高,風速越大,火災發生時火勢擴大蔓延也會越快。
央視新址在建配樓起火初期,地面風速為0.9米/秒,估計其頂層159.68米的高度,風速不低于20米/秒。北京市消防局副局長駱原認為,這場火災蔓延如此之快,與建筑材料、建筑物高度都有直接關系,30層的高樓,樓頂上的風力很大,對火勢蔓延產生了直接影響。
另外,正常使用的高層和超高層建筑有豎向的各種通道,比如樓梯、管道等,這些內部通道會在火災發生時變為若干個豎向火洞,使得煙氣通過這些管道向上升騰,最終在建筑里形成煙囪效應,助長了火勢蔓延,所以高層建筑中,豎向火的蔓延一定比橫向火蔓延的速度快。這也是為什么超高層建筑失火時,就怕垂直方向上煙霧毒氣的擴散。
據測算,高樓失火時,煙霧毒氣垂直擴散的速度是3~4米/秒,只需1分鐘左右,煙霧就可以擴散到幾十層高的大樓。因此,在超高層建筑火災中,70%~80%的死者是由于煙霧毒氣致命的。
上海市消防局曾在金茂大廈做過一次特殊的測試,讓數名消防隊員從85層(250米)高處,輕裝快步跑下去,終點是首層的安全出口處。當時的最快記錄為35分鐘。這意味著,火災發生時,人的行進速度遠比煙霧的擴散速度慢得多。此時,除非身著防毒面具和耐火服裝,否則,常人是很難在火災發生時從100層之上的超高層建筑中逃生的。
為避免煙囪效應,盡量少用可燃材料和燃燒時能產生大量煙霧毒氣的建材非常重要,而且在設計階段就應當限制建筑內的大面積空間,盡量周密考慮防火防毒分隔和排煙設施。
中庭失火最危險
在超高層建筑火災中,火勢最容易擴大蔓延的部分是它的中庭部分。
何謂中庭?即在建筑中央或前庭所設置的一個大空間,在中庭內可以設置山、水、花草、樹木,有人也因此把中庭叫做“四季庭”、“共享空間”。這個空間,有的高達10多層,或20多層,人們站在各層的游廊內,就可觀賞中庭景色。
按照《高層民用建筑設計防火規范》規定:中庭同回廊房間相通的門窗,應采用2級防火門窗。門窗應能阻煙阻火,并設置自動噴水滅火設備和自動報警設備。如果不采取這些消防設施,或者這些設施失效,發生火災時則會在瞬間之內火燒通天,形成全樓性的災難。
央視新址在建配樓即有中庭,那是一個10多層樓高的共享空間。著火時,其防火門窗、自動噴水滅火裝置等均未啟用,中庭也對火勢的迅速擴大蔓延起到了推動作用。
防火核心在自防
業內人士認為,超高層建筑火災的撲救是非常困難的。
仍以央視新址在建配樓這場火災為例。大火發生后,北京市消防局迅速調派27個消防中隊、85輛消防車趕赴現場。投入救援的消防官兵多達595人。但是,大樓高于60米的火勢仍然無法完全控制。因為這場火是從大樓頂部開始燃燒的。當北京最先進的98米高的云梯消防車抵達時,仍然無能為力,它也夠不著150多米高的大樓頂部。
由于多數消防車上的水槍只能達到60米,大樓施工中暫時安裝的高壓消防豎管已經拆除,樓內永久性消防供水系統尚未投入使用。滅火水源的缺失使得這場大火持續延燒6個小時,直到次日凌晨2時才被撲滅。
對于超過100米的高樓失火,專業人士的基本判斷是,“如
果大樓內部自身的消防系統不起作用,靠外部救援撲滅大火幾乎不可能”。
高樓真正的防火體系核心在于自防。一般消防教程所使用的概念是:300平方米以內依靠內部噴淋系統,300平方米以上則需要消防栓――美國人45年的統計數據是,水噴淋的成功率為98%。
超高層建筑火災撲救,通常是以戰斗班為一組,計有7~8名消防隊員,攜帶滅火器具同時到達起火樓層。如果沒有消防電梯,徒步經樓梯登上100米以上樓層,消防隊員將會筋疲力盡,喪失救火能力。
1980年6月28日,北京市消防局曾組織15名消防隊員在長椿街203號樓舉行過一項攀登樓梯體能測試。該樓12層,高34米。測試人員身著消防戰斗服,腳踏戰斗靴,手提兩節水帶,身背1節水槍。登上頂層時,他們的心率都超過180次/分鐘,呼吸數都超過40次/分鐘。這是短跑運動員最高極限心率值和呼吸次數值。換句話說,無論身體多么強壯的消防隊員,讓他快步攀登100米以上的高樓,也會力不從心,無法展開救援工作。
為了預防火災,國家規范要求,超高層建筑必須提高耐火等級,采用鋼筋混凝土等不可燃建材建造。裝修材料、保溫材料、隔音材料等也必須是不燃燒材料。關于超高層建筑玻璃幕墻的安全,也有特別的規定。《高層民用建筑設計防火規范》中規定:玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻的填充材料應采用巖棉、礦棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等不燃燒材料。當其外墻面采用耐火極限不低于1小時的墻體時,填充材料也可采用阻燃泡沫塑料等難燃燒材料。對不設窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻,必須在每層樓板外沿玻璃幕墻內側設置高度不低于0.8米的實體裙墻,其耐火極限不應低于1小時,應為不燃燒材料制成。這樣做有利于阻止和限制火災在垂直方向蔓延。
不過,現實生活中,這些規定被大大打了折扣。
現代建筑時興采用鈦鋅板和玻璃幕墻外立面,內部采用聚苯乙烯擠塑板保溫。這都為高樓火災埋下了隱患。建材商夸口說這些輕質建材是耐火阻燃的。實際上它們是可燃的,而且燃燒速度極快,不到半小時,能竄燒至30層樓上。因聚苯乙烯擠塑板引起的火災,在我國也曾發生過。2005年8月2日,安徽蒙牛乳業馬鞍山有限公司冷庫火災,就是聚苯乙烯擠塑板所引起的。參加救援的消防隊員3死2傷。
另外,輕質建材在燃燒時,還會產生大量濃煙和毒氣。這種毒氣吸入過多,還有使人致癌的危險。
飛機滅火有局限
按照我國《高層民用建筑設計防火規范》GB50045~95(2001年版)規定:“建筑高度超過100米,且標準層建筑面積超過1000平方米的公共建筑,宜設置屋頂直升機停機坪或供直升機救助的設施。”
與此相適應的就是要建立航空消防隊。日本東京消防廳設有直升機消防隊,擁有7架消防直升機;我國臺灣地區的臺北市也設有直升機消防隊,擁有8架消防直升機。
1972年2月4日,巴西圣保羅市高31層的安德拉斯大樓發生火災,當局出動11架直升飛機,經過4小時的營救,從該樓的屋頂停機坪上救出400多人。
我國的高樓消防中也有直升飛機的身影。目前我國已具有改裝消防用直升飛機的能力。我國利用“水轟五”改制的滅火飛機速度快、載水量大,曾成功撲滅青島黃島油庫大火。未來該系列水上飛機及其后繼型改裝的滅火飛機,可以作為消防直升機的有益補充,在城市超高層建筑火災撲救中大顯身手。
據了解,我國在建的高度超過100米的超高層公共建筑將按規范設置直升機停機坪。
不過,總體而言,直升飛機在超高層建筑發生火災時的作用相對有限。因為高層建筑群本身使周邊空氣氣流變得不穩定,火災發生的爆炸等所產生的不穩定氣流更會影響飛行質量,而且建筑物周邊密集的高樓與當時的煙塵,還可能帶來更大的災難隱患。直升飛機更多時候只能用于人員營救。
高樓防火有要點
根據《高層民用建筑設計防火規范》規定,“建筑高度超過100米的公共建筑,應設避難層(間)”,《規范》還規定:“避難層的設置,自高層建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間,不宜超過15層”,用于發生火災時為人員提供臨時避難場所。
當有火災等緊急情況發生時,高樓上的人員可先就近到避難層暫時躲避,等待救援。在我國已落成的超高層建筑中,大多數已設置了避難層。香港的超高層建筑,凡超過40層的樓宇,都必須設置避難層。上海的瑞金大廈、希爾頓飯店、廣州的國際大廈,北京的國際貿易中心、京廣大廈等都設置有避難層。問題是避難層的信息一定要讓居者和當地消防隊知曉,并保持常年有效狀態,作到萬無一失。