超高层建筑消防电气设计浅析_吴正平

# # 杭州环球中心为西湖文化广场的主 体塔楼，该工程主要消防设施有：地下 $ 层设有消防加压泵、%& 层设有高区消 防接力泵、$’ 层设有高区消防泵以及 (% 层设有消防稳压泵，裙房及塔楼设有 ( 台消防电梯，地下层及裙房设有 )& 台防 烟排烟风机、%*& 道防火卷帘，还设有 部分排烟窗及消防排水泵。大楼的 %& 、 $) 层为避难层。 超高层建筑一般建筑面积大、人员 密度高、使用功能比较复杂并且火灾危险 性大，万一发生火灾，火势蔓延速度快， 扑救难度大，人员疏散较为困难，因此火 灾的早期报警及消防自动灭火极为重要， 它可以将火灾扑灭在萌芽状态，同时也为 人员的安全疏散赢得宝贵的时间。 目前杭州暂时还不具备采用直升飞 机进行火灾救援的条件，虽然杭州消防 车登 高 高 度 已 达 到 %+% , （ 为 世 界 之 最） ，但超过 %++ , 的建筑发生火灾时， 主要还是依靠建筑内部的消防设施来扑 灭火灾和安全疏散。因此大楼内的消防 水泵、防烟排烟风机、消防电梯以及应 急照明等系统的完好无缺、安全运行是 大楼安全的根本保证。
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电气安全
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!"#$%&’$ ()*#%+ 在地坪 或 墙 内。 消 防 电 缆 桥 架 采 用 防 火 桥 架 或 涂 防 火 涂 料， 暗 敷 管 线 保 护 层 厚 度 不 小 于 "& -- 。 由于消防水泵、防烟排烟风机、消防电梯及消 控中心设备对于超高层建筑消防安全非常重要，该 工程此类设备配电线路均采用具有良好电性能、物 理性能、力学性能和耐火性能的矿物绝缘电缆。
应急照明及疏散指示标志
超高层建筑一般建筑面积大、层数多、垂直距 离长以及人员密度高且疏散较为困难。例如从 #% 层正常疏散至底层将耗时 %$ -./ 以上。 该大楼消防 控 制 室、变 配 电 所、柴 油 发 电 机 房、消防水泵房、防烟排烟机房、消防电梯机房、 电话总机房、避难层以及人员密集的公共用房和各 疏散通道及出入口采用带镉镍电池的灯具作为应急 照明。 各疏散通道及出入口配以带镉镍电池的诱导灯 具作为疏散指示标志。 应急照明灯和疏散指示标志采用双电源自动切 换配电箱配电。镉镍电池连续供电时间按不同用途 分别为：机房应急照明不少于 %0& -./、避难层应 急照明不少于 +& -./ 和疏散照明不少于 "& -./。 消防控制室根据确认的火灾信号，能接通火灾 应急照明灯和疏散指示标志灯。
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( ） 地 下 层 发 生 火 灾， 先 接 通 地 下 各 层 及 底层。 （ ( ） 消火栓泵控制 消防控制室根据确认的火灾信号，通过可编程 序控制输出，自动起动消火栓泵；或通过消火栓按 钮直接起动消火栓泵。 （ $ ） 喷淋泵控制 任一喷头动作，湿式报警阀压力开关直接自动 起动喷淋泵。 （ ) ） 正压送风机控制 消防控制室根据确认的火灾信号，发出指令， 自动打开地下一层的加压风机进风管上的风阀及设 在前室的火灾层及相邻上、下层的送风阀，同时通 过可编程序控制输出，自动起动正压送风机，向相 关层的前室及楼梯间送风，另外也可由现场人员根 据现场火灾情况，手动打开正压送风阀，并联锁起 动正压送风机。 （* ） 排烟风机控制 消防控制室根据确认的火灾信号，发出指令、 自动打开火灾层及风机入口总管上的排烟阀，并通 过可编程序控制输出，自动起动排烟风机进行排 烟，但当烟气温度超过 &+ , 时，排烟阀会自动关 闭并联锁关闭排烟风机，另外也可由现场人员根据 现场火灾情况，手动打开排烟阀，并联锁起动排烟 风机。 （ - ） 防火卷帘控制 疏散通道上的防火卷帘，按如下程序控制： ’ ） 感 烟 探 测 器 动 作 后，卷 帘 下 降 至 距 地 面 ’" + .。 & ） 感温探测器动作后，卷帘下降到底。 作防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后卷 帘下降到底。 （ + ） 消防控制室手动控制 消防控制室设有手动直接控制消火栓泵、喷淋 泵、正压送风机及排烟风机的装置。 （ / ） 其他控制情况 ’ ） 大楼任一层有确认的火灾时，则切断整个 大楼的空调机电源。 & ） 大楼任一层有确认的火灾时，则切断大楼
的相关层的非消防照明电源，接通火灾应急照明灯 和疏散指示标志。 " ） 消防控制室在确认火灾后，应能控制电梯 全部停于首层，并接收其反馈信号。普通电梯停于 首层后切断电源。 # ） 切断相关区域的非消防用电设备电源。 $ ） 通过直线电话向公安消防部门报警。
消防设备供电
该工程属一类超高层建筑，设计按一级负荷供 电。采用 %& ’( 双路电源供电，电源引自附近供电 部门开闭所二段不同母线，采用电力电缆引入变配 电所。变配电所 %& ’( 主接线采用单母线分段的接 线方式，系统设有分段母线联络开关，两路 %& ’( 电源同时供电，互为备用，当其中一路电源因故障 停电时，由另一路电源供给全部一、二级负荷。 低压主接线采用单母线分段的接线方式，两台 变压器为一组，互为备用，分别设有母线联络开 关，两只低压进线开关及母联开关两通一断，采用 电气、机械联锁。 一级负荷中特别重要的负荷设有专用低压母 线，除采用两路供电外，另外设有具有自起动功能 的柴油发电机组作为应急备用电源。 该工程 %& ’( 变配电所设在大楼地下 ) 层，其 中 设 有 高 压 中 置 式 开 关 柜、 低 压 配 电 柜 及 ) &&& ’(・*变压器 # 台、% +&& ’( ・ * 变 压 器 ) 台。变压器采用环氧树脂浇铸干式变压器，变配电 设备均采用无油安全型设备。 柴油 发 电 机 房 设 在 变 配 电 所 旁， 内 设 有 % &&& ’,柴油发电机组两台。 所有消防设备的配电，是由两路从变电所低压 系统两段母线上引来的配电干线，在配电末端设置 双电源自动切换箱进行配电。 消防动力干线一般采用铜芯耐火电力电缆在 电缆桥架及强电井道内敷设，支线采用铜芯耐火 电力电缆在电缆桥架敷设或铜芯耐火塑料线穿焊 接钢管暗敷在地坪或墙内，消防报警系统线路采 用阻燃电缆、电线在电缆桥架或穿焊接钢管暗敷
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・建筑电气・*++, 年第 *- 卷第 .. 期来自超高层建筑消防电气设计浅析
!"#$%&’$ ()*#%+ 各层。
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电气安全
# # 每层设楼层显示器，用以监视各层具有独立地 址编码的感烟与感温探测器、手动火灾报警按钮、 消火栓按钮、水流指示器以及湿式报警阀压力开关 等，并具有显示火灾报警及故障报警功能。 火灾应急广播及通信系统，配有磁带录放机、 广播分路控制装置和 $% 门火警专用电话分机，具 有电话自动录音功能。火灾应急广播与背景音响广 播设备合用，火灾时可在消防控制室将背景音响广 播强制转入火灾应急广播状态。 （ & ） 联动控制系统 主机在消防控制室接收现场各种设备如：感烟 与感温探测器、手动火灾报警按钮、消火栓按钮、 水流指示器以及湿式报警阀压力开关等传来的报警 （ 或动作） 信号，经报警控制器处理后，去集中联 动控制相应的现场被动型设备，如：起动消火栓 泵、喷淋泵及停止有关部位的空调送风机，关闭电 动防火阀，打开排烟送风阀并联动排烟风机及正压 送风机，关闭有关部位的防火卷帘，控制电梯全部 停于首层等，并接收这些设备动作后的回答信号， 开起无需回答信号的现场被动型设备，如火灾应急 广播、编址音响器并联锁关闭大楼空调机，切断有 关部位的非消防电源，消防控制室除能接收上述各 报警（ 联动） 信号外，还能接收消火栓泵、喷淋 泵、稳压泵、正压送风机、排烟风机以及消防电梯 等的运行信号及各水池和水箱的水位信号，并能手 动直接控制消防水泵与防烟排烟风机等的开起及 停止。 -. 消防设备的联动控制实施 （ ’ ） 火灾的确认 任一消火栓箱内敲破玻璃紧急起动按钮动作、 任一手动报警按钮报警、任一层水流指示器动作、 湿式报警阀压力开关动作并经确认、感烟和感温探 测器发出火灾信号并经确认以及电话报警或其他方 法的火灾报警，都被认为是火灾确已发生。 （ & ） 火灾应急广播及音响器控制 火灾应急广播及音响器输出分路，是按疏散顺 序控制，播放疏散指令，其楼层控制程序如下： ’ ） & 层及以上的楼层发生火灾，首先接通着 火层及其相邻的上、下层。 & ） 底层发生火灾，先接通底层、& 层及地下
消防报警系统
./ 消防报警控制设施概述 根据 -. /++(/—%))/ 《 高层民用建 筑设计防火规范》 （$++/）和 -. /+%%&—
%))’ 《 火灾自动报警系统设计规范》 ，该 工程属一类高层建筑，火灾自动报警系统 按特级保护对象设计。 该工程消防 报 警 系 统 采 用 集 中 报 警， 集中联动控制方式。 该大楼底层设有消防控制室，内设火 灾报警与消防联动控制柜及 012 显示器、 消防水泵、防烟排烟风机手动控制柜、火 灾应急广播及通信控制柜、消防设备运行 工况选择开关以及及大楼消防水池和水箱 水位信号屏等。 各楼层设有火灾报警显示器，各层走 道和大厅等公共场所设置火灾应急广播扬 声器或音响，各楼层设有火灾警铃。 商业用房、办公用房、各种机房、停 车库、库房及公共场所等均按消防规范要 求设置感烟与感温探测器，局部设有红外 光束感烟探测器和火焰探测器，使用可燃 气的房间设置可燃气体探测器。主要通道 设置手动火灾报警按钮，消火栓箱内设消 火栓按钮。 消防控制室设有专用外线电话，消防 水泵房、变配电所、柴油发电机房、主要 通风和空调机房、防烟排烟机房、消防电 梯机房及各层主要通道设置消防专用电话 分机或电话塞孔。 消防水泵、防烟排烟风机和防火卷帘 等需要 控 制 的 设 备 按 不 同 要 求 设 置 控 制 接口。 大楼消防控制系统设备采用全智能化 控制，总线型布线结构的报警控制设备。 该消防控制室还承担整个西湖文化广 场的消防总控制任务。 */ 报警联动控制系统的主要功能 （ % ） 报警系统