也谈民用建筑消防电气设计的几个问题

也谈民用建筑消防电气设计的几个问题

2010-05-13 11:28:17 阅读6 评论0 字号:

 

 山东省临沂市建筑设计研究院 李公才

当发生火灾时,消防电气设备的正常运行对于控制和消灭火灾、保障人员疏散、减少火灾损失起着重要的作用。保障消防电气设备的可靠运行就显得尤为重要。笔者结合工程实际应用提出现行规范及设计中存在的一些问题作简要分析,并提出可行性的建议和解决方案。

1 手动报警按钮

《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-98,以下简称《火规》)第8.3.1条规定: 每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离,不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。

举例:在一个半径30m的圆形商业区,附近有两个疏散出口,属一个防火分区,有的设计人员只在中心设一个按钮,虽然满足“每个防火分区应至少一个”和“30m”的原则。但并不执行疏散出口“宜”设报警按钮的要求。火灾时因为按钮不在人员逃生必经的疏散路线上,报警的几率是非常小的,可以说形同虚设。

因此,笔者建议规范应首先满足报警按钮“应”设在公共活动场所的出入口处要求。其次才能遵循“30m”和“每个防火分区应至少一个”的原则。而只按30m的原则设置报警按钮是不xx满足规范要求,也是不负责任的。

2防火卷帘的控制

2.1规范中关于防火卷帘的规定有以下三方面:a. 《民应建筑电气设计规范规》(JGJ16-2008,以下简称《民规》)第13.4.5条及《火规》第6.3.8条均要求疏散通道上的防火卷帘两次降落到底;用作防火分隔的防火卷帘应一次下降到底。b.两规范均要求疏散通道上的防火卷帘两侧应设置手动控制按钮。c.对用作防火分隔的防火卷帘只有《民规》要求其两侧宜设置手动控制按钮。笔者认为:前两个方面的规定是为了满足火灾时人员疏散及逃生的方便快捷;而后一方面规定是为了非火灾状态探测器误动作时,能强制开启防火卷帘,所以为“宜”, 而不是“应”。两本规范并不矛盾,仅是出发点不同,设计人员应结合实际工程认真领会规范实质,并根据具体情况区别对待,才能做出合理的设计。

2.2有些特殊部位的防火卷帘既作为防火分隔,同时又处在某防火分区的疏散通道上。如图一所示,卷帘作为I、II两个防火分区之间的防火分隔,同时处在I区的一个疏散通道上。此卷帘兼具上述两种功能,因此不能单纯作为防火分隔一次降落到底,而应两次降落到底才能满足火灾初期人员的安全疏散要求。

另据《火规》规定,卷帘处在I区的一个疏散通道上,在卷帘的I区一侧“必须”设手动控制按钮,以方便人员火灾时向II区紧急疏散,而II区因另有两个疏散出口,II区侧可不设手动控制按钮。而如果根据《民规》要求上述用作防火分隔的防火卷帘两侧“宜”设置手动控制按钮。其主要作用是在探测器组误动作时,能强制开启防火卷帘。此卷帘处在I区的一个疏散通道上,其电气控制箱应放在I区,II区侧仅宜设紧急起停按钮。

2.3自动扶梯附近作为防火分隔的防火卷帘和上述特殊情况是非常类似的,如图二所示。火灾时,自动扶梯处在跨越楼层的运动中仍会短暂运行,扶梯上的人员是客观存在的,扶梯在断电前后具有“疏散通道”的作用也是客观事实。扶梯作为非消防负荷断电时,扶梯上人员可能正处在扶梯的中间。恐慌中人员的疏散时间可能大于烟、温感两次联动动作的时间。基于上述几方面的因素,笔者认为:该楼层平台处的防火卷帘应两次下降到底。烟感提供一次动作信号,其二次下降到底的信号应采用“温感的动作信号”与“时间继电器延时触点信号”二者的“或”信号。其中延时动作时间应该稍大于扶梯穿越楼层到达就近疏散出口的的时间。因此,在该楼层平台处的防火卷帘既不应一次下降到底,也不应由烟感、温感的“与”信号作为二次下降到底的动作信号。

同理,自动扶梯平台处的卷帘处在扶梯乘客的“疏散通道”上,因此在防火卷帘的扶梯侧“必须”设手动控制按钮,以方便人员火灾时紧急疏散。而在扶梯外侧的防火分区中因有不同的两个疏散出口,扶梯外侧可不设手动控制按钮(原因同上)。

可见,设计人员应把规范的原则性、灵活性和工程的特殊性有机地结合起来,才能使我们的工程设计更具人性化。

3非消防电源的切除

3.1《火规》第6.3.1.8条和《民规》第13.4.9条都明确规定,消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源,由于消防设备总容量一般小于普通设备负荷总容量,因此总配电室的总计算负荷一般不包括消防设备容量。为了火灾扑救方便,防止消防队员扑救时的触电事故,保障消防设备的用电安全,防止因过载使电气线路起火,造成火势蔓延扩大,因此在消防人员进入火场进行扑救之前应切断起火部位的非消防用电。不过切断非消防电源时应该控制在一定范围之内,《火规》第6.3.1.8条文解释切断非消防用电的有关部位是指起火的防火分区或楼层。切断顺序应考虑按楼层或防火分区的范围,逐个实施,以减少断电带来的不必要的惊慌。但是,笔者认为不应按楼层而只应按防火分区切除非消防电源。很明显,火灾时需要切除的仅仅是“起火部位”的非消防用电,所以切除非消防用电应按防火分区实施分区控制,以便尽可能地缩小切断电源的范围,减少因强切电源造成的意外损失。另外,在火灾确认后,当两探测器“与”门报警或消防泵启动后,才可以切断非消防电源,特别是在面积较大、人员密集的公共场所,这样可以防止因探测器误报引起的切非而引发不必要的恐慌和事故。

3.2对于客梯的电源,《火规》第13.4.9条和《民规》第6.3.1.9条均要求,消防控制室在确认火灾后,应能控制电梯全部停于首层或电梯转换层。但《民规》要求除消防电梯外,应切断客梯电源。笔者认为:普通电梯停于首层后不宜切除电源,原因是在火灾初期消防器具及救援人员均需{dy}时间进入火场,单靠消防电梯不能满足要求,因此需要根据火情在火灾初期由客梯运输。《民规》要求切断客梯电源的主要原因是担心楼层逃生人员等候电梯而延误逃生时间。针对此问题,只要在消防中心切断客梯的控制回路电源,电梯内增加专用消防控制模块,那么楼层按钮失灵且不再显示客梯的运行状态,既避免了楼层逃生人员等候电梯而延误逃生时间的问题,也能使客梯在{dy}时间继续运行发挥应急作用。

4配电线路的划分原则

4.1消防用电设备的配电线路和控制回路宜按防火分区划分。《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95,以下简称《高规》)第9.1.3条和《民规》第13.9.8条和第13.9.12条均有明确规定。虽然《高规》中作为强条出现,但很多设计人员往往因为是“宜”而不执行,为工程使用留下了安全隐患:a.当一个防火分区失火时,由于消防设备及其线路敷设不按防火分区划分,可能部分或全部接通了相邻防火分区的警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯,引起不必要的恐慌,人为扩大了事故的范围。b. 烧损了相邻防火分区“非相关部位”消防设备的配电及控制线路,当火灾蔓延到相邻防火分区时,消防设备不能工作。

对于非消防电源的配电及控制线路是否按防火分区划分所有规范都没有明确的规定,笔者认为非消防电源的干线“宜”按不同防火分区划分,而支线“应”按不同防火分区划分。否则,以照明为例,当一个防火分区发生火灾时,在切除失火分区的正常照明时,连带切除了未失火的相邻防火分区的正常照明,而只启动了失火的防火分区的应急照明,那么无火灾的分区就会一片黑暗,此时如果恰好接通了非火灾区的火灾警报装置,其后果是十分可怕的。

因此,对于有条件执行的规范条文应该尽量执行,对于设备的配电和控制线路应该综合考虑,做到设计严谨,保证安全。为此,笔者建议《高规》第9.1.3条中“宜”改为“应”强制执行;对于正常照明的配电和控制线路也应在规范中明确“宜”按照不同防火分区划分。

4.2《民规》第13.10.5条规定:当横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时,不同防火分区的线路不应穿人同一根导管内;探测器报警线路采用总线制布设时不受此限。可见,总线制系统不同防火分区的线路可以穿人同一根导管。我们知道,当火灾自动报警系统总线发生故障时,隔离模块作用是将故障总线与整个系统隔离开来,以保证系统的其它部分正常工作,同时便于及时确定故障的总线部位。当故障部分的总线修复后,隔离器自行恢复将被隔离的部分重新纳入系统。

《消防联动控制系统》(GB16806-2006)也规定,报警回路每隔32个编址单元(包括探测器、模块、手动报警按钮等)至少使用一个隔离模块。综合两规范规定,笔者认为报警总线虽然可穿管跨越不同防火分区,但总线回路中的隔离模块同样应按照防火分区进行设置,即总线跨越防火分区时必须设置隔离模块。否则,当某一个防火分区发生火灾时,其线路有可能被烧短路,在其他防火分区与之连接的探测器因没有模块的隔离作用而不能被控制器监控,从而造成故障范围的扩大,降低了报警系统的使用功能。

5消防电气设备的供电

5.1电源切换时间和持续时间对供电影响

5.1.1转换时间的确定主要从某些场所可能造成的事故、经济损失考虑。而决定负荷的电源转换时间的主要有三个因素:a. 电力部门提供的市电种类(如市电、独立馈电或发电机等);b.高、低压配电母线间母联开关的转换时间;c.负荷末端双电源切换的时间。对于特别重要的负荷,应综合以上各种因素,既要确定电力部门的提供的市电电源的类型,又要考虑各级配电设备的电源切换时间,才能制定出{zj0}的配电系统方案,以满足末端负荷对切换时间的要求[1]。

5.1.2结合《民规》第13.8.6条最少持续供电时间的要求和第13.8.5条火灾应急照明供电电源转换时间,对于消防工作区域的应急照明,仅使用市电+柴油发电机不满足电源转换时间时间的要求,仅使用市电+蓄电池的应急照明系统不满足持续供电时间的要求(如医院等场所)。当两路独立市电源不能保障的情况下,使用市电+蓄电池+柴油发电机保障的组合电源应急照明系统成为很多工程的必然的选择[2]。其中,发电机作为市电的长时间保障性备用满足了最少持续供电时间的要求,而蓄电池灯仅仅作为市电和发电机之间短暂的电源转换间歇期间(30s)提供备用照明,因此蓄电池的持续供电时间xx可以小于(30~180)分钟,而不必如《民规》第13.8.6条要求的那么长。

5.2消防设备的过负荷保护

5.2.1《通用用电设备配电设计规范》(GB50055—93)第2.4.6条 交流电动机的过载保护装设应符合下列规定:“断电导致损失比过载更大时,不宜装设过载保护,或使过载保护动作于信号。”该条文说明中:“此外,某些场合下断电的后果比过载运行更严重,如没有备用机组的消防水泵,应在过载情况下坚持工作。”《民规》第9.2.3条第五款规定: “对于突然断电将导致比过负荷损失更大的电动机,不宜装设过负荷保护;当装设过负荷保护时,可使过负荷保护作用于报警信号。”该条文说明中:“--突然断电将导致比过负荷损失更大的电动机,不宜装设过负荷保护。这些负荷有消火栓水泵、喷洒泵、防排烟风机等,如果装设过负荷保护器,当发生火灾时,过负荷保护器动作,消防类设备不能正常运行,耽误灭火时机,损失可能更惨重。如装设过负荷保护,可使过负荷保护作用于报警信号,提醒值班人员检查、排除故障。

5.2.2针对消防设备的过负荷保护,设计人员仁者见仁智者见智,甚至有关的国家标准图集也并不统一。笔者结合实际工程应用认为:

5.2.2.1无备用的正压(送)风机、防火卷帘、防火门等应设置仅作用于报警信号的过负荷保护。

5.2.2.2无备用的排烟风机应根据实际情况设置过负荷保护。单速排烟风机应设置仅作用于报警信号的过负荷保护[3]。对于双速排烟(风)机,当工作于低速排风或高速排风状态时(通风专业特殊要求),其过负荷保护应作用于切断电源和报警信号;当工作于高速排烟状态时,其过负荷保护应仅作用于报警而不断电。其二次线路图参见文献[4]。

5.2.2.3消防电梯正常运行时过负荷保护应切断电源和发出报警信号;火灾时过负荷保护仅作用于报警信号[3]。

5.2.2.4有备用机组的消防排水泵,其主、备用机组的过负荷保护应同时作用于切断电源和报警,因设备可能长时间正常运行,所以采用自动轮流转换的运行方式。

5.2.2.5有备用机组的消火栓泵、喷淋泵、稳压泵其控制方案有两种。a.其主用机组的过负荷保护应同时作用于切断电源和报警;对于备用机组仅设置作用于报警的过负荷保护。当备用机组过载将持续运行直至损毁停止运行,然后强制启动主用机组过负荷运行。b.主、备用机组的过负荷保护应同时作用于切断电源和报警。当两台泵均过载断电并报警时,由消防中心应急控制按钮强制启动任一台设备过负荷持续运行直至损毁停运,然后再强制启动另一台设备过负荷运行。在国标图集《民用建筑电气设计与施工》(08D800-5)中采用的就是第二种方案。当主、备机组均过载停运时,消防中心设置钥匙式应急启动控制按钮。但是,笔者认为应该设置防止两按钮同时启动运行的措施,否则,即使供水管道有泄压回流设备,供水系统也会因管道压力过大爆裂而崩溃,即使管道耐压能力足够大,如两台设备同时运行,使本来因故障过载运行的设备的运行状态更加严重,人为减小了水泵过载运行的的能力、缩短了水泵过载运行的的时间。可见,两种方案各有千秋。{dy}种减少了主、备机组切换的次数,持续供给消防用水的时间相对延长,但长时间过负荷运行的备用机组可能因短路而扩大火灾事故范围。第二种方案首先在保证机组安全的前提下供消防灭火用水,减少了长期过载运行发生短路火灾的危险,但是,主、备机组转换次数增加,相对延长了启泵的时间,缩短了持续供水的时间。

6 结束语

笔者结合工程实际应用,提出现行规范及设计中存在的关于消防电气设计的一些问题,并作简要分析,目的是为了提高消防电气的设计水平,确保火灾时消防设备的可靠运行,{zd0}限度地保护人民的生命和财产安全。不妥之处敬请指正。

 

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