高层建筑电气系统的防火设计

戴海光　许恒

摘 要：随着城市化的发展，我国高层建筑不断出现，同时高层建筑的火灾问题也凸显出来了。一旦高层建筑发生火灾事故，救援工作将很难开展，所以高层建筑的防火设计至关重要。从电气系统的角度分析，总结出火灾事故发生的原因，并阐述高层建筑电气系统的有效防火设计，为电气设计人员提供参考。

关键词：高层建筑；电气系统；火灾事故；防火设计

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0059-02

1 电气火灾发生的原因

近年来，我国高层建筑火灾事故屡见不鲜，主要是由电气系统的防火设计不当和安装不适等原因造成的，这都是建筑物在建造之初埋下的隐患。了解电气火灾发生的原因，并将其作为参考设计防火装置，采取相应的防范措施。通常，造成电气设备发生火灾的成因多是由线路短路、连接不良和电气配电安装不当等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下两种情况：①因为电力电缆的绝缘部分受到外力损伤会造成线芯外露，这样使其他的带电体或者裸露线芯与它接触，造成短路，从而发生电弧火灾事故。例如，线路敷设未用线槽或未穿保护管作机械防护，受到外物碰撞挤压致使线路绝缘损伤，进而发生短路。②线路由于过热、浸水、长霉和阳光直射等原因导致绝缘水平下降，在外因诱发下导致短路。例如，雷击瞬间的感应过电压或回路暂时的过电压使得绝缘被击穿，导致短路。

1.2 连接不良

事实证明，导体连接不良是造成电气火灾事故的重要成因。电气设备接线端和线路连接间都属于固定连接，而插头、插座和开关触头属于断续连接。这两种连接方法都可能因为连接不良而引发高温，引起电气火灾的发生。导体连接不良，会使连接处的电阻上升，接触部分过热，如果得不到有效控制，最后很可能发展成为电气火灾。

1.3 电气装置布置安装不当

在电力系统中，如果设计不当，即使个别电气设备能够正常工作，也会出现电弧或者温度过高的现象。这些电气设备离可燃物距离过近，即便未发生故障，这种高温或电火花也极易引燃周围的可燃物。比如，100 W的白炽灯正常工作时，玻璃外壳表面温度可达到220 ℃，大功率的白炽灯温度会更高。

2 火灾报警系统的合理设计

火灾报警系统通常有集中报警系统、区域报警系统和控制中心报警系统。采取哪种系统，还要参考建筑的规模、分类、形式和分布。火灾报警系统框架如图1所示。

2.1 火灾探测器

火灾探测器能够第一时间检测出火灾，并将火灾信号迅速传送至报警控制器。火灾探测器的形式主要有感温型、感光型和感烟型三种。除此之外，为了防止火灾探测器失灵，不能及时将火灾信号传送至报警控制器，还应设置手动报警装置。火灾探测器的选择和分布需按照《火灾自动报警系统设计规范》设计，主要考虑布置地点的火灾特性、房顶形式、房间高度和相对湿度等因素。

2.2 报警控制器

报警控制器在整个火灾报警系统中至关重要，它不仅担负着给火灾探测器提供电源的重要作用，还接收和显示火灾探测器输出的火灾信号，并把信号输送到防火设备和灭火设备。报警控制利用接收到火灾探测器的信号，发出对应的控制指令。

2.3 消防联动控制

联动控制的对象是防火设备和灭火设备——在接收到报警控制器传递的报警信号后，有效地控制防火设备和灭火设备。

3 消防配电线路的合理设计

3.1 消火栓泵、喷淋泵等配电线路

配电线路的密集设计通常在水泵房，喷淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均为灭火的常用设备。消防水泵能否可靠持续运行，直接关系到灭火工作能否顺利进行。可见，必须重视消防水泵的线路布置，应该配置双电源或者双回路控制，提高电源供电的可靠性。

3.2 防排烟装置配电线路

防火排烟装置通常有排烟机、送风机、各类阀门和防火佣等组成。它的作用是驱散火灾现场的烟雾，减少或避免火灾的扩延。该装置在人员的疏散和火势蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配电线路应选择耐火型的电力电缆。在安装时，应避免线路穿越不同的防火分区。

3.3 防火卷帘门配电线路

在大堂或中庭面积比较大的高层建筑中，为了将不同的防火分区分开，限制火灾蔓延的空间，一般都设有内置高空间和回廊。防火卷帘门的配电线路必须保证供电稳定性，当发生火灾事故时，可以有效地阻断火势蔓延。

3.4 消防电梯配电线路

消防电梯是事故发生时疏散人员的关键设备，它的配电线路的防火设计应与其功能保持一致。其配电线路一般采用专线，从建筑底层或地下室的配变电室引出双回线路，敷设至位于建筑顶层的电梯机房。配电线路一般应采用耐火型电缆，并在电气竖井中敷设，当对供电可靠性的要求比较高时，两路中的一路可采用铜皮防火电缆。

3.5 火灾应急照明线路

火灾应急照明是安全疏散的有效保障，应给予充分的重视。它通常分为火灾事故照明、疏散指示照明和备用照明。应急照明的线路可选择阻燃型导线（ZRV）穿镀锌钢管，在建筑的不燃结构层内进行暗敷，以保证线路和防火分区的完全隔绝，实现防火的终极目的。

摘 要：随着城市化的发展，我国高层建筑不断出现，同时高层建筑的火灾问题也凸显出来了。一旦高层建筑发生火灾事故，救援工作将很难开展，所以高层建筑的防火设计至关重要。从电气系统的角度分析，总结出火灾事故发生的原因，并阐述高层建筑电气系统的有效防火设计，为电气设计人员提供参考。

关键词：高层建筑；电气系统；火灾事故；防火设计

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0059-02

1 电气火灾发生的原因

近年来，我国高层建筑火灾事故屡见不鲜，主要是由电气系统的防火设计不当和安装不适等原因造成的，这都是建筑物在建造之初埋下的隐患。了解电气火灾发生的原因，并将其作为参考设计防火装置，采取相应的防范措施。通常，造成电气设备发生火灾的成因多是由线路短路、连接不良和电气配电安装不当等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下两种情况：①因为电力电缆的绝缘部分受到外力损伤会造成线芯外露，这样使其他的带电体或者裸露线芯与它接触，造成短路，从而发生电弧火灾事故。例如，线路敷设未用线槽或未穿保护管作机械防护，受到外物碰撞挤压致使线路绝缘损伤，进而发生短路。②线路由于过热、浸水、长霉和阳光直射等原因导致绝缘水平下降，在外因诱发下导致短路。例如，雷击瞬间的感应过电压或回路暂时的过电压使得绝缘被击穿，导致短路。

1.2 连接不良

事实证明，导体连接不良是造成电气火灾事故的重要成因。电气设备接线端和线路连接间都属于固定连接，而插头、插座和开关触头属于断续连接。这两种连接方法都可能因为连接不良而引发高温，引起电气火灾的发生。导体连接不良，会使连接处的电阻上升，接触部分过热，如果得不到有效控制，最后很可能发展成为电气火灾。

1.3 电气装置布置安装不当

在电力系统中，如果设计不当，即使个别电气设备能够正常工作，也会出现电弧或者温度过高的现象。这些电气设备离可燃物距离过近，即便未发生故障，这种高温或电火花也极易引燃周围的可燃物。比如，100 W的白炽灯正常工作时，玻璃外壳表面温度可达到220 ℃，大功率的白炽灯温度会更高。

2 火灾报警系统的合理设计

火灾报警系统通常有集中报警系统、区域报警系统和控制中心报警系统。采取哪种系统，还要参考建筑的规模、分类、形式和分布。火灾报警系统框架如图1所示。

2.1 火灾探测器

火灾探测器能够第一时间检测出火灾，并将火灾信号迅速传送至报警控制器。火灾探测器的形式主要有感温型、感光型和感烟型三种。除此之外，为了防止火灾探测器失灵，不能及时将火灾信号传送至报警控制器，还应设置手动报警装置。火灾探测器的选择和分布需按照《火灾自动报警系统设计规范》设计，主要考虑布置地点的火灾特性、房顶形式、房间高度和相对湿度等因素。

2.2 报警控制器

报警控制器在整个火灾报警系统中至关重要，它不仅担负着给火灾探测器提供电源的重要作用，还接收和显示火灾探测器输出的火灾信号，并把信号输送到防火设备和灭火设备。报警控制利用接收到火灾探测器的信号，发出对应的控制指令。

2.3 消防联动控制

联动控制的对象是防火设备和灭火设备——在接收到报警控制器传递的报警信号后，有效地控制防火设备和灭火设备。

3 消防配电线路的合理设计

3.1 消火栓泵、喷淋泵等配电线路

配电线路的密集设计通常在水泵房，喷淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均为灭火的常用设备。消防水泵能否可靠持续运行，直接关系到灭火工作能否顺利进行。可见，必须重视消防水泵的线路布置，应该配置双电源或者双回路控制，提高电源供电的可靠性。

3.2 防排烟装置配电线路

防火排烟装置通常有排烟机、送风机、各类阀门和防火佣等组成。它的作用是驱散火灾现场的烟雾，减少或避免火灾的扩延。该装置在人员的疏散和火势蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配电线路应选择耐火型的电力电缆。在安装时，应避免线路穿越不同的防火分区。

3.3 防火卷帘门配电线路

在大堂或中庭面积比较大的高层建筑中，为了将不同的防火分区分开，限制火灾蔓延的空间，一般都设有内置高空间和回廊。防火卷帘门的配电线路必须保证供电稳定性，当发生火灾事故时，可以有效地阻断火势蔓延。

3.4 消防电梯配电线路

消防电梯是事故发生时疏散人员的关键设备，它的配电线路的防火设计应与其功能保持一致。其配电线路一般采用专线，从建筑底层或地下室的配变电室引出双回线路，敷设至位于建筑顶层的电梯机房。配电线路一般应采用耐火型电缆，并在电气竖井中敷设，当对供电可靠性的要求比较高时，两路中的一路可采用铜皮防火电缆。

3.5 火灾应急照明线路

火灾应急照明是安全疏散的有效保障，应给予充分的重视。它通常分为火灾事故照明、疏散指示照明和备用照明。应急照明的线路可选择阻燃型导线（ZRV）穿镀锌钢管，在建筑的不燃结构层内进行暗敷，以保证线路和防火分区的完全隔绝，实现防火的终极目的。

摘 要：随着城市化的发展，我国高层建筑不断出现，同时高层建筑的火灾问题也凸显出来了。一旦高层建筑发生火灾事故，救援工作将很难开展，所以高层建筑的防火设计至关重要。从电气系统的角度分析，总结出火灾事故发生的原因，并阐述高层建筑电气系统的有效防火设计，为电气设计人员提供参考。

关键词：高层建筑；电气系统；火灾事故；防火设计

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0059-02

1 电气火灾发生的原因

近年来，我国高层建筑火灾事故屡见不鲜，主要是由电气系统的防火设计不当和安装不适等原因造成的，这都是建筑物在建造之初埋下的隐患。了解电气火灾发生的原因，并将其作为参考设计防火装置，采取相应的防范措施。通常，造成电气设备发生火灾的成因多是由线路短路、连接不良和电气配电安装不当等。

1.1 短路起火

短路起火主要是以下两种情况：①因为电力电缆的绝缘部分受到外力损伤会造成线芯外露，这样使其他的带电体或者裸露线芯与它接触，造成短路，从而发生电弧火灾事故。例如，线路敷设未用线槽或未穿保护管作机械防护，受到外物碰撞挤压致使线路绝缘损伤，进而发生短路。②线路由于过热、浸水、长霉和阳光直射等原因导致绝缘水平下降，在外因诱发下导致短路。例如，雷击瞬间的感应过电压或回路暂时的过电压使得绝缘被击穿，导致短路。

1.2 连接不良

事实证明，导体连接不良是造成电气火灾事故的重要成因。电气设备接线端和线路连接间都属于固定连接，而插头、插座和开关触头属于断续连接。这两种连接方法都可能因为连接不良而引发高温，引起电气火灾的发生。导体连接不良，会使连接处的电阻上升，接触部分过热，如果得不到有效控制，最后很可能发展成为电气火灾。

1.3 电气装置布置安装不当

在电力系统中，如果设计不当，即使个别电气设备能够正常工作，也会出现电弧或者温度过高的现象。这些电气设备离可燃物距离过近，即便未发生故障，这种高温或电火花也极易引燃周围的可燃物。比如，100 W的白炽灯正常工作时，玻璃外壳表面温度可达到220 ℃，大功率的白炽灯温度会更高。

2 火灾报警系统的合理设计

火灾报警系统通常有集中报警系统、区域报警系统和控制中心报警系统。采取哪种系统，还要参考建筑的规模、分类、形式和分布。火灾报警系统框架如图1所示。

2.1 火灾探测器

火灾探测器能够第一时间检测出火灾，并将火灾信号迅速传送至报警控制器。火灾探测器的形式主要有感温型、感光型和感烟型三种。除此之外，为了防止火灾探测器失灵，不能及时将火灾信号传送至报警控制器，还应设置手动报警装置。火灾探测器的选择和分布需按照《火灾自动报警系统设计规范》设计，主要考虑布置地点的火灾特性、房顶形式、房间高度和相对湿度等因素。

2.2 报警控制器

报警控制器在整个火灾报警系统中至关重要，它不仅担负着给火灾探测器提供电源的重要作用，还接收和显示火灾探测器输出的火灾信号，并把信号输送到防火设备和灭火设备。报警控制利用接收到火灾探测器的信号，发出对应的控制指令。

2.3 消防联动控制

联动控制的对象是防火设备和灭火设备——在接收到报警控制器传递的报警信号后，有效地控制防火设备和灭火设备。

3 消防配电线路的合理设计

3.1 消火栓泵、喷淋泵等配电线路

配电线路的密集设计通常在水泵房，喷淋泵和消火栓泵等消防用的水泵均为灭火的常用设备。消防水泵能否可靠持续运行，直接关系到灭火工作能否顺利进行。可见，必须重视消防水泵的线路布置，应该配置双电源或者双回路控制，提高电源供电的可靠性。

3.2 防排烟装置配电线路

防火排烟装置通常有排烟机、送风机、各类阀门和防火佣等组成。它的作用是驱散火灾现场的烟雾，减少或避免火灾的扩延。该装置在人员的疏散和火势蔓延的控制方面起到很重要的作用，其配电线路应选择耐火型的电力电缆。在安装时，应避免线路穿越不同的防火分区。

3.3 防火卷帘门配电线路

在大堂或中庭面积比较大的高层建筑中，为了将不同的防火分区分开，限制火灾蔓延的空间，一般都设有内置高空间和回廊。防火卷帘门的配电线路必须保证供电稳定性，当发生火灾事故时，可以有效地阻断火势蔓延。

3.4 消防电梯配电线路

消防电梯是事故发生时疏散人员的关键设备，它的配电线路的防火设计应与其功能保持一致。其配电线路一般采用专线，从建筑底层或地下室的配变电室引出双回线路，敷设至位于建筑顶层的电梯机房。配电线路一般应采用耐火型电缆，并在电气竖井中敷设，当对供电可靠性的要求比较高时，两路中的一路可采用铜皮防火电缆。

3.5 火灾应急照明线路

火灾应急照明是安全疏散的有效保障，应给予充分的重视。它通常分为火灾事故照明、疏散指示照明和备用照明。应急照明的线路可选择阻燃型导线（ZRV）穿镀锌钢管，在建筑的不燃结构层内进行暗敷，以保证线路和防火分区的完全隔绝，实现防火的终极目的。