高层建筑中电气消防技术运用研究.pdf

77现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 4 期2024 年 2 月Vol.3 No.4Feb.2024高层建筑中电气消防技术运用研究张豪军，何 花柳州市建筑设计科学研究有限公司，广西柳州 545000摘 要：随着高层建筑项目规模不断扩大，对高层建筑的安全提出了更高的要求，不仅要注重建设质量，还需要注意火灾的防控。因此，在高层建筑项目中，合理应用电气消防技术能起到一定的消防保障作用。但电气消防技术的实际应用存在一些弊端，例如消防配电系统问题、自动报警技术受到干扰等。因此，需要在高层建筑工程中重视电气消防技术的运用，发挥火灾自动控制系统、先进消防设备智能防火卷帘等优势，优化消防系统的设计，排除高层建筑中的安全隐患，做好防控工作，确保将火灾损失降到最低。阐述了高层建筑火灾特点及消防安全隐患，分析电气消防技术常见的问题，提出了几点有效的应用措施。关键词：高层建筑；电气消防技术；应用措施中图分类号：TU976.5 文献标识码：AResearch on the Application of Electrical Fire Protection Technology in High-rise BuildingsZhang Haojun,He HuaLiuzhou Architectural Design Science Research Co.,Ltd.,Liuzhou,Guangxi 545000Abstract:With the continuous expansion of high-rise building projects,higher requirements have been put forward for the safety of high-rise buildings.It is not only necessary to focus on construction quality,but also to pay attention to fire prevention and control.Therefore,in high-rise building projects,the reasonable application of electrical fire protection technology can play a certain role in fire protection.However,there are some drawbacks in the practical application of electrical fire protection technology,such as problems with fire distribution systems and interference with automatic alarm technology.Therefore,it is necessary to attach importance to the application of electrical fire protection technology in high-rise building engineering,leverage the advantages of fire automatic control systems,advanced fire protection equipment,intelligent fire shutters,etc.,optimize the design of fire protection systems,eliminate safety hazards in high-rise buildings,do a good job in prevention and control,and ensure that fire losses are minimized.This article elaborates on the characteristics of high-rise building fires and fire safety hazards,analyzes common problems in electrical fire protection technology,and proposes several effective application measures.Keywords:high rise buildings;electrical fire protection technology;application measures作者简介：张豪军（1989），男，柳州市建筑设计科学研究有限公司工程师，研究方向为电气工程与自动化。高层建筑中的人员密度大，疏散比较困难，在发生火灾时，可能会有大面积的伤亡和财产损失，因此，需要提高对电气消防技术的重视程度。根据工程项目特点合理设计消防系统，引进智能设备，包括火灾自动报警系统、防排烟系统等，可自动识别火灾，及时报警，为高层建筑提供一定保障。在实际应用中需要掌握这些技术要点，加强管理工作，督促施工人员严格遵守规章制度，提高各系统的施工质量，确保电气消防系统稳定运行。1 高层建筑火灾特点及消防安全隐患1.1 特点大多数的高层建筑属于综合建筑，集娱乐、办公、餐饮、会议、住宅等多种功能于一体，建筑结构复杂、功能烦琐，建筑材料多为高热高燃，而且使用大量的电气设备，电气系统十分复杂。一旦发生火灾，火灾蔓延速度很快，会通过电梯井、通风道、排水管道井等进一步扩散，火势逐渐加大。而且高层建筑内部人员主要依赖于电梯，不太了解疏散路径，增加了人员疏散的难度。在疏散的过程中也会由于烟雾扩散太快、应急标识不清等受困，对人民群众的人身财产安全带来了一定的威胁。1.2 消防安全隐患高层建筑存在一定的消防安全隐患，如内部装修使用易燃可燃材料，防火分隔并不到位，违规存放易燃易爆危险品，消防设施损坏，疏散通道不通畅等。这些隐患782024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技78十分突出，增加了发生火灾的风险。高层建筑发生火灾，需要消防员进行内攻灭火。消防设施出现故障或老化，都会影响室内消火栓系统的正常运转，增加了内攻灭火的危险系数。相关调查研究发现在火灾开始的15min内，烟雾扩散速度为0.36m/s，火势不断加大，烟雾扩散速度提升到0.50.8m/s，在短短几分钟内迅速蹿升，留给建筑物内群众和消防人员的反应时间较短，一旦发生火灾，会危及人身财产安全。所以，高层建筑火灾救援难度较大，需要提高对消防设计的重视程度。2 高层建筑中电气消防技术常见的问题2.1 消防配电系统问题在电气消防设计工作中，需要了解项目的实际情况，做好实地考察工作，优化消防配电系统的设计。然而在一些项目中，因为前期工作不到位，收集到的资料不全面，导致消防配电系统设计存在问题。例如没有做好防火分区设计，分区界限模糊，影响消防系统的正常功能。消防设备及供电线路是保障消防系统正常运行的基础设施。但在一些项目中选型不合理会影响到整个系统质量。消防线缆选型不合理，错误选用未达防火要求的线缆，以致火灾时不能保证消防设备可靠运行。2.2 自动报警系统问题在高层建筑中安装自动报警系统，做好全面监控工作，发生问题及时报警，可以有效控制火灾情况，也能为救援人员提供准确信息。因此在电气消防设计中，自动报警系统发挥着十分重要的作用。但在实际应用中还有一些问题。如一些项目建设时，没有选择合适的火灾探测器，导致探测器的灵敏性和精确度受到影响，无法发送准确的信息，增加了救援的难度。一些工程的火灾自动报警系统设计存在缺陷，布置点位选择不合理，忽略一些死角位置，若这些死角出现问题难以及时探测，带来一定的安全隐患。2.3 应急照明系统问题应急照明系统的设计有助于火灾初期疏散。一旦发生火灾，启动应急照明系统，为救援人员引导受困群众紧急疏散提供帮助。但在一些项目设计时，应急照明系统的设计不达标。比如，选择的灯具型号不符合标准、疏散照明的照度不足等，影响到整个系统的设计和应用，一些应急疏散的标志设置位置不合理，不够人性化，在紧急情况下容易引发混乱，无法为疏散工作提供帮助。3 高层建筑中电气消防技术的具体应用3.1 智能消防系统高层建筑开展电气消防设计，需要注重信息技术的有效升级。引进先进技术，在物联网、大数据、云计算、人工智能等的支持下，构建智能消防系统。智能消防系统包含管理系统、远程监控系统、联网监测管理系统、消防器材管理系统、水源控制系统等多个模块。在控制室内设置了联动控制台，包括手动和自动两种模式，借助联动控制台监视和控制整个系统的运行。优化电气消防系统的设计，加强日常监督管理，确保设备稳定运行，为消防救援提供一定帮助。具体见图1。图1 智能消防系统组成图智能消防系统可实现多种消防设备联动，具有集中控制、布线少、控制设备多的优点，常应用的是自动喷淋系统和室内消火栓系统。自动喷淋系统安装在公共走廊、写字间等区域。火灾发生后，外界温度变化会启动自动喷淋阀，喷水扑灭大火，保障建筑物内部的安全。目前，自动喷淋系统并不成熟，需要做好检测工作，记录自动喷淋系统的压力和水流情况，不断地调整参数，优化该系统的功能。室内消火栓系统是常见的消防设备，当高层建筑出现火灾情况时，可应用该设施获取水源，为救援工作提供支持。3.2 火灾自动报警系统火灾自动报警系统（图2）是高层建筑电气消防控制的关键系统，能够通过温度、烟雾等感应，判断出建筑物内是否存在火情，一旦确定有火灾会发送报警信号，同时发出声音，开启自动灭火系统，及时有效灭火1。在设计工作中，要不断地优化升级，引进智能技术，提高探测电子巡检系统综合性电气防火在线监测装置电气火灾漏电保护装置无线感烟探测器无线火灾 声光报警器无线手动火灾报警按钮火灾报警控制器无线中继器云端报警推送无线区域管理终端智能网络摄像机（无线网关）电脑端/手机端无线感烟探测器无线水压传感器消防栓无线燃气探测器故障电弧式防火在线监测装置79张豪军，何 花：高层建筑中电气消防技术运用研究应用科技器的灵敏度，防止在正常情况下出现报警情况。图2 火灾自动报警系统图3.2.1 OSID探测技术在开放式空间中，火灾探测面临很大的挑战，存在诸多影响因素干扰火灾报警。而应用OSID系统，可以选择发射器的数量和成像器的类型，合理配置后可用于多种探测空间，提高火灾探测的灵敏度。普通的探测器容易受到建筑物结构位移的影响，无法对烟雾进行有效的探测和报警，也会受到飞虫、灰尘、雾气的干扰，出现干扰性报警。OSID包括成像器和发射器。发射器向成像器传送双波段对射式红外和紫外光束信号，当接收的光源由于现场烟雾颗粒发生改变，成像器就会报警。OSID系统具备CMOS摄像机的宽视角，在安装调试和维护方面十分简单，有着很强的抗干扰能力，可以解决干扰性报警问题。在高层建筑的电气消防设计中，可以应用OSID系统解决大空间火灾报警难题，响应速度快、可靠性高、保护面积大、控制距离远，实现火灾自动报警系统的升级。3.2.2 分布式线型光纤测温探测器分布式线型光纤测温探测器的作用原理是光纤的光时域反射原理和光纤的背向拉曼散射温度效应，该系统会根据光时域的反射原理进行分布式温度传感测量和跟踪，获得有关温度的信息，可以根据散射光返回光入射点所需时间确定散射光的位置，测出整条光纤上的温度分布情况。在高层建筑中应用该项技术，通过感温光纤对温度作用的连续分布定位特性，对重要的供电设备和供电主干线路开展实时在线监测和报警工作。3.2.3 空气采样系统由于高层建筑结构的特殊性和使用功能的具体需求，不宜采用防火防烟分隔，烟气一旦进入大空间会到处蔓延，对大空间各个区域和与之相连的建筑造成严重影响。烟气快速蔓延，存在不均匀的情况，广泛使用的点式感烟或感温探测器无法正常发挥作用。因此，可以设置空气采样系统，该系统包括探测器和采样管网。连续采集空气样品送入探测器中。空气样品经过过滤组件去除灰尘颗粒，在激光探测器的作用下，空气样品中的烟雾粒子形成的散射光被接收器接收转化为信号，信号经过处理，转化为烟雾浓度值，在显示模块上显示该区域的烟雾浓度。空气采样系统可以在极早期及时报警，保护范围广泛，误报率比较低，运行十分稳定，因此可应用于高层建筑的电气消防系统中，提高探测效率，及时有效地预防火灾。3.3 防排烟系统高层建筑通常会设置避难层，而在避难层中会布置排烟房、风机房等消防设施，一旦发生火灾，启动防排烟系统便可控制火势，及时扑灭火灾。防排烟系统主要包括正压送风系统、排烟系统、电梯系统和防火阀。正压送风系统的应用比较多，火灾发生后，消防控制中心控制正压送风机与各层的电动风口，通过适当排风，减小火势。排烟系统包括排烟管道、排烟风机等设施，平时一直处于关闭状态，在发生火灾后，由消防控制中心启动控制设施。通过排烟风机和正压送风机减小火势，然后自动关闭排烟阀。一般高层建筑会设置两种电梯，一种是客梯，另一种是消防电梯。当消防控制中心确认火灾后，需要将客梯全部降到最底层，除了消防电梯外，对其他电梯进行断电处理。利用消防电梯可快速疏散人员，有效控制火灾的危害。防火阀设置在空调送风系统的管道中，发生火灾后温度升高，防火阀会自动关闭，可有效隔断火源，避免火势蔓延2。3.4 智能应急疏散系统高层建筑规模大，人员集中，疏散十分困难，发生火灾后，在烟雾中人的能见度只有30cm，影响了逃生的速度，威胁到人们的生命安全。为此，在电气消防设计工作中要考虑到应急疏散系统的设计，加入智能应急疏散系统，对系统内底层灯具和网络通信部件开展全天内的巡检工作，做好管理和维修，检查出其中的故障问题，及时处理，保障应急疏散系统的各个部分处于正常运转的工作状态，可有效应对突发火灾情况。智能应急疏散系统由三层网络结构构成，包括主机路由器和疏散指示标志的灯具3。在进行设计时可以参考以往的消防救援案例，制定不同的应急疏散方案，发生火灾后能够第一时间启动该系统，将准确报警和人员快速安全疏散一体化，保障人们的安全。802024 年 2 月第 3 卷第 4 期现 代 工 程 科 技803.5 防火卷帘在电气消防设计工作中，可适当地采取物理手段，例如建立防火墙，有效隔离火灾，控制火灾的影响范 围4。待火势减弱，采取专业扑救措施。智能防火卷帘在材料性能上有着良好的优点，可以设置在商业区地下车库等易燃场所，而且还可以在火灾发生时，通过智能控制将卷帘迅速降下来，形成一道防火屏障，有效阻止火势蔓延。一旦发生火灾，火灾自动报警系统启动报警信息，智能防火卷帘系统则立即启动隔离设备，降低火灾影响。4 高层建筑中电气消防问题的解决措施4.1 合理设计消防供电高层建筑物的特点是楼层数量比较多，占地面积大，耗量多，根据这些特点优化供电线路的设计，可以有效解决以往线路设计中存在的问题。将其所能承受的最大负荷量提至最大化，确保供电线路在一定压力下还能够正常运行。在设计线路时，将电路套在绝缘不燃烧的结构中，铺设电路，安装电路保护装置，确保整个线路能够正常运行。定期开展检查工作，及时发现其中存在的异常问题，优化供电线路，减少安全隐患，也能为电气消防设备提供支持和保障5。除特别规定外，一类高层建筑消防负荷等级不应低于一级，二类高层建筑消防负荷等级不应低于二级。为了防止市电停电对消防用电的影响，除市政电源外，还需设置柴油发电机或不间断蓄电池组等备用电源，备用电源的容量应能满足火灾时消防水泵、消防控制室、消防电梯、应急疏散照明等消防设备可靠运行的要求，确保消防设置供电的可靠性。4.2 优化自动报警系统的设计要分析以往高层建筑自动报警系统中存在的问题，结合先进的技术，优化自动报警系统的设计工作。要注重先进技术的引进，实现自动化、智能化与传统技术的结合，提高探测器的灵敏性和精确度。可以利用软件分析设计方案，对探测器进行合理的布局，解决细节和死角位置，实现有效覆盖。4.3 设计合理的应急照明系统应急疏散和照明系统包含主控制器、供电电源、指示灯、应急照明灯等设施，需要合理设计高层建筑的应急疏散照明系统，为救援提供一定支持。当火灾发生后，应急疏散照明系统第一时间为建筑物内的人员提供照明支持和疏散提醒。需要注意的是要把握应急照明系统设计与安装的质量，根据工作要求选择合适的设备，完善基础设施的建设，确保在应急疏散时能够提供一定的帮助，优化照明系统，减少消防隐患。在照明系统中可充分应用智能技术，智能化控制区域的照明情况，减少能源的消耗，也能为消防工作提供一定的支持。5 结语在高层建筑中需要提高对电气消防设计的重视程度，分析电气消防技术的优势和应用要点，升级现有系统，提高整体的安全性，为人们提供更加安全的居住环境，实现快速发展。在实际的项目过程中，负责人需要充分把握以往电气消防设计的问题，引进先进技术，构建完善的智能消防系统。应用智能烟感探测技术和智能防火卷帘，在发生火灾后能够快速响应，自动启动，发送相关信号执行指令，这些技术的合理应用，为消防人员提供支持，有效控制火势，保障人员安全。参考文献1 朱金平.高层建筑中电气消防技术应用研究J.中国建筑金属结构,2021(8):44-45.2 祁齐.重庆市超高层住宅建筑消防电气设计需注意的技术要点J.中国科技纵横,2020(13):132-133.3 许旭峰.探讨超高层公共建筑消防电气设计中需解决的技术问题J.数字化用户,2019,25(50):157.4 孙栋.高层建筑消防电气技术应用分析J.城市建设理论研究（电子版）,2016,6(8):7078.5 龚辉.电气消防技术在高层建筑中的作用J.文摘版：工程技术（建筑）,2016(1):201.