高层建筑消防供电照明防火设计研究

刘志飞

摘 要：高层建筑消防供电照明防火设计是高层建筑初期规划的必要环节，是避免高层建筑火灾事故发生的重要手段。文章探讨了高层建筑供电照明防火设计必要性和设计原则，分析了高层建筑消防供电照明防火的设计，结合高层建筑火灾应急照明灯具选择和高层建筑低压开关选用，提出了高层建筑消防供电照明防火设计应用措施。

关键词：高层建筑;消防;供电照明;防火设计

中图分类号：TU972.4                                 文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2022）04-0024-03

0 引言

建筑消防照明在高层建筑中起着至关重要的作用，这关系到整个高层建筑防火设施的整体建设，能够确保在发生火灾时能给居民有所提醒、有所指示，并在一定程度上减少人员伤亡情况，这也是城市建设过程中不可缺少的一部分。而在高层建筑中由于配电、变电设备及相关电气设备的质量问题引发火灾事故屡见不鲜，因设计的不合理而造成火灾突发情况也偶见报端。因此，应对高层建筑消防电源的消防设计进行综合分析，进一步得出降低供电、照明火灾风险事故的总体策略，从而进一步降低因供电、照明引发火灾风险事故的发生率，以保证居民基本的生活安全。

1 高层建筑供电照明防火设计必要性和设计原则

高层建筑相对于低层建筑来说一旦发生火灾救援难度非常大，容易造成严重的人员伤亡事故和财产损失。为了有效减轻高层建筑火灾伤害，需要通过科学的供电照明防火设计方式为人们提供逃生的线路和照明，保证人员安全。因此，在供电照明防火设计中需要遵循一定的设计原则，满足高层建筑消防的要求。

1.1 高层建筑供电照明防火设计的必要性

①高层建筑火灾蔓延速度快。通过高层建筑火灾情况的调查研究发现，一旦发生火灾事故后，火势的蔓延速度非常快。中高层建筑中不仅包括住宅，同时也包括商场等大型消费场所，其中的家具、衣服等商品具有易燃易爆的特点，能够加重火灾事故。高层住宅中的窗帘、家具等也属于易燃品，一旦发生火情燃烧的速度也会更快。为了有效解决高层火灾隐患问题，必须要做好消防供电照明防火设计工作，制定完善的火情预警处理措施，能够在第一时间做好火情控制，保证建筑居民生命和财产的安全。

②高层建筑疏散难度大。中高层建筑的楼层比较高，发生火情后电梯会停止使用，所有人员都需要通过楼梯疏散，而楼梯的面积有限，在同时涌入大量人流后，会造成人员拥挤或者发生踩踏事件等。如果事故发生在夜间造成的伤亡也会进一步加大，很多人可能由于楼层太高，照明不及时，造成严重的踩踏事件。而通过消防应急照明系统的安装，能够为人们逃生提供正确的方向，并可以起到照明的作用，降低人们内心的恐慌，避免因为视线不清晰造成严重安全事故。

③高层建筑火灾发生概率大。相对于低层建筑来说，高层建筑中居住和生活的人员数量更多，而人员结构复杂，部分人员的消防安全意识低，更容易引发火灾事故，而且人员数量多影响因素也会更多。同时高层建设中的管线复杂，在长期的使用和大规模集中用电的情况下，供电线路容易在巨大的压力下发生火灾隐患。高层建筑的电器设备多，一旦发生火灾难以快速扑救。

④高层建筑火灾救援难度系数大。随着城市化的发展，城市人口数量与土地数量的比值越来越大，为了满足城市人口居住需求，城市的高层建筑数量不断增多。同时建筑设计比较复杂，通道狭窄，人员密集。如果发生火灾事故，会加大救援难度。随着高层建筑层数的升高，高层救援工作开展受到限制，普通的救援方式难以凸显消防救援作用。

1.2 高层建筑供电照明防火设计原则

①符合建筑功能。高层建筑消防供电照明防火设计中需要以消防功能为基础，充分考虑建筑的照明问题，不能过于强调外观的美观性而忽视照明功能，保证消防照明的使用价值，能够起到消防安全作用。因此，消防供电照明防火设计中需要将建筑功能设计放在首位，從消防设计功能的角度进行照明系统设计。同时，在消防供电照明防火设计中要严格根据国家的建筑照明和消防安全管理标准开展工作，保证设计的科学性，提升消防照明质量，满足消防安全需求[1]。

②满足消防布局要求。高层建筑工程施工比较复杂，同时对消防的要求比较高，因此在消防供电照明防火设计中必须要加强对消防问题的重视，使建筑工程施工中意识到建筑消防的重要性，促进消防供电照明功能得到有效发挥，保证高层建筑使用的安全性。

2 高层建筑消防供电照明防火的设计分析

高层建筑消防照明防火设计涉及到的环节比较多，工程系统复杂，涉及的内容广。为了达到更好的设计效果，需要加强对消防供电照明防火设计的重视，根据建筑物的建筑特点和消防要求，做好消防供电照明防火设计优化，降低高层建筑安全隐患。即使发生火灾群众们也能够利用安全消防供电照明防火设备快速逃生，从而将火灾事故造成的经济损失和人员伤亡降到最低。

2.1 消防电源设计

消防电源主要有两种，即消防总电源和消防应急电源，属于高层建筑的常用电源。在建筑消防电源的设计和规划中需要结合高层建筑情况，加强对两种电源的自动化管理，使电源能够在火灾报警后进行自动切换。一旦发生火情后，消防感应器向应急电源发送信号，并立即启动，提升消防电力工作效率。比较常用的消防应急电源有几种类型：①馈线保持独立性，不会受到异常电源影响。②将柴油发动机作为动力的发电机组。在消防电源的应用中，技术人员必须要根据消防设备的运行要求和电力市场发展情况等合理选择应急电源。

2.2 用电、配电方式的优化设计

①放射式设计。放射式设计方式指的是电负荷中的所有电源都保持独立的配电方式，并呈现放射式形式。因此在配电运行中一个用电负荷出现故障，也不会使其他的负荷受到影响。这种配电设计方式更安全、可靠，出现故障后影响小。但是同时也存在一定的弊端，需要应用的回路多，关联开关以及管线数量的设置也比较多，在施工中必然会加大投入。可以用在部分供电需求高的配电系统中。

②树干式设计。树干式配电相对于放射式配电来说在设计方案和方法上存在一定的差距，这种差距主要表现在所需的管线数量较少，从而降低了成本投入，但在安全系数上也有一定差异。在配电线路的运行中，如果其中一条线路出现故障，可能会导致整个线路都受到影响，导致其他线路出现故障问题。因此，如果采用这种线路设计方式，必须要设置备用干线，并做好配电控制连接，一旦一条线路出现故障后能够及时切换备用电路，使用电设备能够稳定运行[2]。

2.3 防火电线电缆设计分析

造成高层建筑火灾事故的因素很多，火灾事故损失的程度也会有所不同。高层建筑一旦发生火灾后，不仅会破坏电气线路，导致电力系统无法正常运转。同时在电力设备和线路燃烧的过程中还会产生大量的有毒物质，人体吸入后极容易造成身体损伤，甚至威胁人员生命。因此，必须要做好高层建筑消防用电电缆设计工作，保证电缆设计满足国家和行业设计规范和标准。如建筑高度超过100 m或楼层超过35层，电气系统的设计就需要铺设矿物绝缘线;如建筑高度在50～100 m之间或楼层达到19～35层，电气系统的设计可以铺设矿物绝缘线，也可选择阻燃功能较强的耐火线缆;如楼层在10～18层，就需要选择具备阻燃功能的耐火电缆。上述三种缆线，遇火后产生有毒烟雾、有毒气体较低，不易燃烧，安全性能良好。

3 高层建筑火灾应急照明灯具选择

配置高层建筑火灾应急照明灯具，能提高高层建筑的消防质量，设计人员需要充分考虑到几点：①当发生火灾时，火势会随着时间的推移而逐渐扩大，因此需要有效地阻隔这条线路，以避免造成更大的损失，但阻隔电源后，高层建筑则需要应急照明设备自动给相关救援人员以及被困人员提供提醒和指示。②选择市场中性能良好的应急照明灯具，使其亮度不低于普通照明灯具亮度的10%以内。③需将应急照明灯具、应急疏散灯具配置到高层建筑的配电室、消防控制室、电话总机房、避难室与楼梯间等场所[3];例如：专业人员需在安全门上安装优质的疏散照明灯具，其安装高度应大于2 m。在整个建筑的每个楼梯间的拐角处和走廊上都需要安装疏散指示标志灯，其高度要保持在1 m以下。而且某些特殊场所需要调整灯具的配置方式。例如：某些高层建筑的幼儿园或少儿辅导班，需将疏散指示标志灯高度保持在离地面0.5 m以下，并保证每两个疏散指示标志灯间的距离不超过10 m。某些袋形走廊需要在走廊端部和主拐角布置一些特殊的安全疏散指示标志灯，以加强高层建筑的疏散安全引导。与此同时，应急灯在安装过程中需要充分考虑高层建筑电气线路的配置方式，要保持应急灯之间有足够的安全距离，要留出足够的散热空间，实现良好应用水平，减少安全事故的发生。

4 高层建筑低压开关选用

目前国内高层建筑常用的低压开关有道闸开关、剩余电流保护器与低压开关器等。这几种不同的开关装置具有不同的功能，在电气线路发生短路、过载等故障时，能及时切断线路，有效地防止了电气线路的火灾。开关器在设计过程中，需要保证开关频率、开关器额定电压与回路标称频率、电压一致，电气额定电流需要大于等于正常状态下或者回路计算下的过载电流，开关器必须具有良好的性能，在设计时与高层建筑级配合，保证电气线路具有校验灵敏度，实现电流资源的优化利用。

5 高层建筑消防供电照明防火设计应用措施

高层建筑消防供电照明防火设计中需要结合高层建筑特点以及火灾救援难点等采取合理的设计方式和策略。通过合理的设计方式有效预防电气火灾，并为人们在火灾中的逃生提供有利条件，因此消防供电照明防火设计中必须要采取科学的设计方法和策略[4]。

5.1 合理设计避免电气火灾

在高层建筑消防供电照明防火设计中需要设置火灾自动报警系统，确定自动报警系统的干线和分区管理。针对一些结构复杂，功能多样性的建筑必须要理顺火灾自动报警系统结构，选择线路干线。当前我国火灾自动报警采用的都是火灾探测器，但是部分特殊场合的火灾预警监测仪器则为线型探测器，比如没有遮挡的空间可以采用红外线烟感器对火灾进行探测。针对建筑的电缆桥架、整井、隧道等需要采用线型的定温探测器，通过多元化的报警系统保证应用效率。

5.2 从长远发展考虑电线电缆设计

防火电线电缆线路的架设能够起到火灾预防的作用，但是在长期的负荷下容易导致电缆线路老化，绝缘性降低，造成火灾。因此在设计中必须要充分考虑这方面的因素，从长远发展的角度科学选择电线电缆形式，不仅需要满足当下的消防照明需求，同时还需要为以后的发展奠定基础，并严格执行相关规范。比如在插座的设计中单独回路的数量需要控制在10个以内，照明系统中各个单相回路不能超过16A，灯具的回路数量需要控制在25个。从这个规定的情况来看与电气防火的内容联系性不大，但是实际上对降低线路负荷具有重要作用，因此设计中必须要遵循該标准和规定，选择新型阻燃耐火电线电缆，有效预防火灾的发生。

5.3 保证消防供配电系统的独立运行

从我国消防电气供配电系统的运行情况来看，存在的主要问题为配电系统仍然未完全独立，导致火灾发生后消防配电线路和电源无法保持正常运行。因此需要加强对消防电气供配电系统进行完善，保证供配电系统运行的安全性。首先，消防系统的电源供电系统可以采用自成配电的方式，为消防供电提供可靠的技术。其次，在配电线路的选择中不能仅从消防控制室和水泵房等方面的配电箱进行控制，不注重建筑的整体设计要求。比如还需要考虑排烟系统、防火卷帘门等方面消防配电系统的独立性。最后，建筑系统电梯也需要保证独立性，在高层建筑中除了常规运行的电梯之外，还需要配备消防电梯，并采用不同的电源，保证火灾发生后消防电梯仍然能够有效运行。

6 结语

综上所述，在高层建筑中，消防供电照明与建筑内人员的生命财产安全密切相关，应充分认识目前高层建筑消防供电照明存在的问题，重视高层建筑消防供电照明设计，以保证其科学合理的设计。既要从电源设计、配电方式的选择上保证消防供电的安全可靠性，又要保证火灾发生时能够启动应急电源，便于进行正常的救援工作，同时要注意照明灯具与可燃物的间距，保证高层建筑消防安全，保护人员的生命财产安全。

参考文献

[1] 马玉.中高层建筑消防供电照明防火设计探讨[J].门窗，2019 （1）：98+100.

[2] 赵海华.高层建筑消防供电照明防火设计与研究[J].中国住宅设施，2018（12）：86-87.

[3] 常萌.浅谈高层建筑消防设备配线防火设计[J].科技创新与应用，2016（12）：263.

[4] 黄江涛.浅谈高层建筑消防供电照明防火的设计[J].低碳世界，2016（33）：158-159.