前言:我们精心挑选了数篇优质高层住宅消防设计规范文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
关键词:小高层住宅群 消火栓给水系统 设计
1 前言
近几年来,小高层住宅群设计风靡全国,顺德地区也渐渐出现了例如信合花苑、雍景豪苑、嘉信城市花园等热销的小高层住宅楼。最初小高层住宅群只是几万m2,现在十几、几十万m2小高层建筑群也是司空见惯。所谓小高层住宅这里指总高十一二层的住宅,此类住宅往往采用一梯四户的模式,一层架空用于绿化、管道转换或设零星的商业网点。档次稍低的,也有架空用做车库,绝大多数则另设地下车库。
2 小高层住宅群的设计特点
小高层住宅群消火栓给水系统设计套用现行《高层民用建筑设计规范》(GB50045-95),往往按如下设计方式:一、消火栓系统单独设置,设临时加压泵房,每个消防栓箱启动泵按钮信号均要接至消火栓泵房,由着火信号自动启动消火栓泵。二、必须设不小于6m3(有的地方消防部门要求为12m3)的消防水箱。当建筑不利点消火栓静水压力低于0.07Mpa时,要设消火栓稳压泵。三、为保证消防水不被动用,单独设消防水池或采用液位限制。
按上述设计,消火栓与生活给水系统各自独立,室外管位紧张,设计困难;另外投资大,影响房地产开发商的开发利润;屋顶设消防水箱,尤其不设稳压泵房的消防水箱间,严重影响建筑立面。更主要的是,最终使用效果适得其反,有必要认真分析。
3 小高层住宅群消火栓、生活给水系统宜合并
小高层住宅群一般为普通住宅,小于等于50m,室内消防栓用水量应为10l/s。如果首层有商业网点按二类商住楼考虑则应为20l/s,若有汽车库按I、II类停车库考虑亦采用20 l/s。即使按20 l/s,生活用水量按350L/(人·d)计算,对于8万m2左右的小高层住宅群,消火栓供水量与生活水供水量基本持平,面积再大则生活供水量大于消防用水。显然,生活水与消防水共用管,对于面积越大的小高层住宅群,就水量而言只会更有利于消防。
生活给水供水水压与消火栓供水水压差,经计算为0.12—0.18Mpa左右,完全可以共用设备。如采用变频供水,生活供水减频,消防恢复原频,可克服生活供水采用消火栓水压耗能略高的毛病。
对于小高层住宅群而言,室外给水工程量比较可观,生活给水与消火栓给水系统分开的结果导致室外管道工程量几乎增加一倍;对于有地下小汽车库,总图紧张的小区,有时竟很难找到管道位置。更应引起有注意的是,某些地方消防检查统计表明,单独设置消火栓给水系统竟有1/3不合格,“消防突击检查时运行合格率较低”的原因,恰恰是由于生活给水与消防给水分开的缘故。生活给水系统的增加投入可可以增加售房卖点或住户对物业管理的满意程度,因此生活给水问题普遍受到重视,生活给水泵因常开,开发商甚至愿意选购进口不锈钢泵,物业管理也有完善、规范化的制度。消火栓给水系统则不然,很多只是应付例行公事的消防检查,得不到应有的重视,最终单设消火栓给水系统反倒不安全。
现行消防规范还规定,消防水不能动用。消火栓系统死水一潭,还不允许少量动用,比如绿化灌溉用水。保证半个月或一个月,消防系统换水一次,以防止消防水质的恶化,但最根本的措施还在于消火栓给水与生活给水系统合并。
4 变频或气压给水系统应视为常高压给水系统,可不设屋顶水箱
何为常高压给水系统,《高规》尚无明确定义。本人个人理解,对于水消防系统而言,无论是准工作状态或消防时,都能保证消防水量与消防水压的要求,即可认为是常高压给水系统。
担心变频或气压给水不能保持常高压的原因,无非是担心电源切换时间以及设备机械故障。实际上生活、消防合用的变频或气压给水系统,为了加强其消防功能,在供电电源设计上下足了功夫,为保证生活给水功能,提高楼宇的档次,开发商也愿意花大价钱购置高级发电机。根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-92)6.1.5.1机组应始终处于准备启动状态,当正常供电中断时,机组应立即启动,并在15s内能投入正常带负荷运行。
对于小高层建筑群而言,即使15s的消火栓供水量,也就是300L,保守点按30s,即稳压罐水容积到600L,也足以保证消火栓系统的安全。
至于设备故障,生活给水泵及消火栓给水泵互相备用,大大增加了设备的安全性。何况山上的水池及管道输送也不是绝对没有故障的可能。随着科技的发展,设备的可靠性还会进一步提高。
设屋顶消防水箱对于大型高层建筑问题不大,但对于小高层住宅群则有异议。如果一次着火区设一个显然做不到万无一失。《高规》未有着火次数的规定,《建规》则规定≤2.5万人为1次, ≤5万人为2次。按如今一般人均面积,2.5万人反推算,住宅面积至少也在50万m2以上;按较高的容积率,住宅占地面积也要28万m2,其半径在200 m以上。即使屋顶消防水箱在中心位置,管道阻力也相当可观。若每一座小高层都加消防水箱,这种方式即过于原始,造价也高。相反,可靠的生活、消火栓给水合并变频给水系统,则无此弊病。
房地产行业进入市场机制以来,对房屋美观、实用提出更高的要求,出现许多新型建筑,对传统消防方案,提出这样或那样的意见。制定适宜的消防规范举足轻重,能否在保证安全的前提下采取更节省的方案,期望有关消防设计规范不断完善。
5 现阶段小高层住宅群消火栓给水系统设计要点
在针对小高层住宅群消火栓给水系统新规范未产生以前,为保证业主的利益和消火栓给水系统的更为可靠,现阶段可采用部分变通做法。设计要点如下:
A 单体小高层建筑内消火栓给水与生活给水系统分开,生活给水进户总管上设电磁阀,有火警信号时电磁阀关闭,防止着火时水源被生活给水系统占用。共用水池储量为生活用水与消防用水的总和,变频给水装置的水量为两者之和。
B 小高层住宅群室外生活给水与消火栓给水合流,以合用最大水量,最高水压选变频给水泵。变频水泵压力为可调,分别设生活给水压力及消火栓给水压力两档,消火栓给水压力与消火栓连锁,着火时火灾信号自动改变变频给水压力设置。
C 小高层单位内消火栓给水系统与室外给水干管之间,设两路进水管,每条进水管除了加闸阀外,加止回阀或管道倒流防止器,止回阀接近室内端接消防水泵接合器,避免给水系统被污染。
6 结论
A 消防有关规范对小高层住宅群消火栓系统设计应研究针对性的规定。
关键词:小高层住宅群消火栓给水系统设计
1前言
近几年来,小高层住宅群设计风靡全国,顺德地区也渐渐出现了例如信合花苑、雍景豪苑、嘉信城市花园等热销的小高层住宅楼。最初小高层住宅群只是几万m2,现在十几、几十万m2小高层建筑群也是司空见惯。所谓小高层住宅这里指总高十一二层的住宅,此类住宅往往采用一梯四户的模式,一层架空用于绿化、管道转换或设零星的商业网点。档次稍低的,也有架空用做车库,绝大多数则另设地下车库。
2小高层住宅群的设计特点
小高层住宅群消火栓给水系统设计套用现行《高层民用建筑设计规范》(GB50045-95),往往按如下设计方式:一、消火栓系统单独设置,设临时加压泵房,每个消防栓箱启动泵按钮信号均要接至消火栓泵房,由着火信号自动启动消火栓泵。二、必须设不小于6m3(有的地方消防部门要求为12m3)的消防水箱。当建筑不利点消火栓静水压力低于0.07Mpa时,要设消火栓稳压泵。三、为保证消防水不被动用,单独设消防水池或采用液位限制。
按上述设计,消火栓与生活给水系统各自独立,室外管位紧张,设计困难;另外投资大,影响房地产开发商的开发利润;屋顶设消防水箱,尤其不设稳压泵房的消防水箱间,严重影响建筑立面。更主要的是,最终使用效果适得其反,有必要认真分析。
3小高层住宅群消火栓、生活给水系统宜合并
小高层住宅群一般为普通住宅,小于等于50m,室内消防栓用水量应为10l/s。如果首层有商业网点按二类商住楼考虑则应为20l/s,若有汽车库按I、II类停车库考虑亦采用20l/s。即使按20l/s,生活用水量按350L/(人·d)计算,对于8万m2左右的小高层住宅群,消火栓供水量与生活水供水量基本持平,面积再大则生活供水量大于消防用水。显然,生活水与消防水共用管,对于面积越大的小高层住宅群,就水量而言只会更有利于消防。
生活给水供水水压与消火栓供水水压差,经计算为0.12—0.18Mpa左右,完全可以共用设备。如采用变频供水,生活供水减频,消防恢复原频,可克服生活供水采用消火栓水压耗能略高的毛病。
对于小高层住宅群而言,室外给水工程量比较可观,生活给水与消火栓给水系统分开的结果导致室外管道工程量几乎增加一倍;对于有地下小汽车库,总图紧张的小区,有时竟很难找到管道位置。更应引起有注意的是,某些地方消防检查统计表明,单独设置消火栓给水系统竟有1/3不合格,“消防突击检查时运行合格率较低”的原因,恰恰是由于生活给水与消防给水分开的缘故。生活给水系统的增加投入可可以增加售房卖点或住户对物业管理的满意程度,因此生活给水问题普遍受到重视,生活给水泵因常开,开发商甚至愿意选购进口不锈钢泵,物业管理也有完善、规范化的制度。消火栓给水系统则不然,很多只是应付例行公事的消防检查,得不到应有的重视,最终单设消火栓给水系统反倒不安全。
现行消防规范还规定,消防水不能动用。消火栓系统死水一潭,还不允许少量动用,比如绿化灌溉用水。保证半个月或一个月,消防系统换水一次,以防止消防水质的恶化,但最根本的措施还在于消火栓给水与生活给水系统合并。
4变频或气压给水系统应视为常高压给水系统,可不设屋顶水箱
何为常高压给水系统,《高规》尚无明确定义。本人个人理解,对于水消防系统而言,无论是准工作状态或消防时,都能保证消防水量与消防水压的要求,即可认为是常高压给水系统。
担心变频或气压给水不能保持常高压的原因,无非是担心电源切换时间以及设备机械故障。实际上生活、消防合用的变频或气压给水系统,为了加强其消防功能,在供电电源设计上下足了功夫,为保证生活给水功能,提高楼宇的档次,开发商也愿意花大价钱购置高级发电机。根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-92)6.1.5.1机组应始终处于准备启动状态,当正常供电中断时,机组应立即启动,并在15s内能投入正常带负荷运行。
对于小高层建筑群而言,即使15s的消火栓供水量,也就是300L,保守点按30s,即稳压罐水容积到600L,也足以保证消火栓系统的安全。
至于设备故障,生活给水泵及消火栓给水泵互相备用,大大增加了设备的安全性。何况山上的水池及管道输送也不是绝对没有故障的可能。随着科技的发展,设备的可靠性还会进一步提高。
设屋顶消防水箱对于大型高层建筑问题不大,但对于小高层住宅群则有异议。如果一次着火区设一个显然做不到万无一失。《高规》未有着火次数的规定,《建规》则规定≤2.5万人为1次,≤5万人为2次。按如今一般人均面积,2.5万人反推算,住宅面积至少也在50万m2以上;按较高的容积率,住宅占地面积也要28万m2,其半径在200m以上。即使屋顶消防水箱在中心位置,管道阻力也相当可观。若每一座小高层都加消防水箱,这种方式即过于原始,造价也高。相反,可靠的生活、消火栓给水合并变频给水系统,则无此弊病。
房地产行业进入市场机制以来,对房屋美观、实用提出更高的要求,出现许多新型建筑,对传统消防方案,提出这样或那样的意见。制定适宜的消防规范举足轻重,能否在保证安全的前提下采取更节省的方案,期望有关消防设计规范不断完善。
5现阶段小高层住宅群消火栓给水系统设计要点
在针对小高层住宅群消火栓给水系统新规范未产生以前,为保证业主的利益和消火栓给水系统的更为可靠,现阶段可采用部分变通做法。设计要点如下:
A单体小高层建筑内消火栓给水与生活给水系统分开,生活给水进户总管上设电磁阀,有火警信号时电磁阀关闭,防止着火时水源被生活给水系统占用。共用水池储量为生活用水与消防用水的总和,变频给水装置的水量为两者之和。
B小高层住宅群室外生活给水与消火栓给水合流,以合用最大水量,最高水压选变频给水泵。变频水泵压力为可调,分别设生活给水压力及消火栓给水压力两档,消火栓给水压力与消火栓连锁,着火时火灾信号自动改变变频给水压力设置。
C小高层单位内消火栓给水系统与室外给水干管之间,设两路进水管,每条进水管除了加闸阀外,加止回阀或管道倒流防止器,止回阀接近室内端接消防水泵接合器,避免给水系统被污染。
6结论
A消防有关规范对小高层住宅群消火栓系统设计应研究针对性的规定。
关键词:住宅建筑;设计依据;电气设计;节能环保
中图分类号:TE08文献标识码: A
随着我国社会经济的发展,城市住宅小区建筑逐渐从多层住宅向高层住宅发展转变,高层住宅在现代城市住宅建筑中所占的比例逐渐增大。再加上,由于人民生活水平不断提高,家用电器越来越多,使住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。因此,现代住宅楼建筑电气设计显得尤为重要,其科学合理与否直接影响着居民电气供应的质量,且是保证居民生产生活和学习的关键。本文结合近年来的一些工作实例对现代住宅建筑电气设计的主要内容、出现的一些问题及能源节约方面作一些探讨,报道如下。
1、现代住宅建筑电气设计依据
根据GB50045-1995(2005)《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称为“高规”)第3.0.1条规定,高层住宅楼是指十层及十层以上的住宅建筑。分为超高层住宅(100米以上或35层以上住宅),一类高层住宅(十九层及以上三十四层以下或50米以上100米以下商住楼);二类高层住宅(十至十八层为二类高层住宅)。
现代住宅建筑是有着住宅性质的高层建筑。在电气设计中首先应遵守国家的一系列规范(GB50045-2005《高层建筑防火规范》、GB50368-2005《住宅建筑规范》和GB50096-2011《住宅设计规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》和《建筑物防雷规范》等)。此外,涉及到照明方面应遵守GB50034-2004《建筑照明设计标准》,涉及到火灾自动报警系统时应遵守GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》等。
2、现代住宅建筑电气设计内容分析
2.1 负荷分类
高层住宅建筑中消防泵、喷淋泵、防排烟风机、消防控制室电源等消防负荷超高层或一类高层为一级负荷,二类高层为二级负荷,另外潜污泵、普通客梯、生活泵等重要负荷虽然不是消防负荷但也根据高层以住宅分类超高层或一类高层此类负荷为一级负荷,二类高层此类负荷为二级负荷,其余的住宅内普通照明、地下室一般照明(非应急和备用照明)住宅内家用电器等用电均为三级负荷。
2.2负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备及设备的安全可靠与经济运行均起决定性作用。现代住宅建筑由于层数较多,高度较高,因此在电力负荷计算方面对于整个建筑设备和配电方式的选择及后期使用的安全性都是非常重要的,住宅建筑的负荷计算,方案设计阶段可采用单位指标法和单位面积负荷密度法;初步设计及施工图设计阶段,采用单位指标法与需要系数法相结合的算法。其中高层住宅地下室除考虑照明用电外另预留一定动力和插座用电,地下室负荷一般按单位面积法进行计算,住宅用电60平方以下(含60平方)每户考虑3KW,60平方至90平方(含90平方)每户考虑4KW,90平方至150平方每户考虑6KW,超过150平方的超出面积可按40W每平方至50W每平方计算。一栋高层住宅用电负荷按各类负荷考虑各自负荷性质的需要系数后求和,再考虑一定的同时系数后计算而得。
2.3供电电源
高层住宅的供电电源应按住宅建筑的负荷性质、用电容量、发展规划以及当地供电条件等进行合理设计和考虑。
为了保证供电可靠性,一类高层住宅的一类负荷至少应有两个独立电源,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。二类负荷的供电系统,最好由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回6路kV及以上专用的架空线路供电,在实际设计过程中我们经常无法从市电取得两路独立电源,就常常考虑设置自备电源,自备电源有柴油发电组及EPS电池等方式,我们较常采用的是自备柴油发电机组做为一、二类高层建筑一类级负荷的第二电源,机组应处于常备启动状态。一类高层建筑及火灾自动报警系统保护对象分级为一级的建筑物的发电机组,应设有自动启动装置,当市电中断时,机组应立即启动,并应在30s内供电。当采用自动启动有困难时,二类高层建筑及二级保护对象建筑物的发电机组,可采用手动启动装置。
2.4高层住宅配电方式
住宅建筑低压配电系统的设计应根据住宅建筑的类别、规模、供电负荷等级、电价计量分类、物业管理及可发展性等因素综合确定。
对于消防泵、喷洒泵、防排烟风机等负荷采用放射式配电,两路电源引至各消防设备末端进行切换;除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外,各防火分区的消防用电设备,由消防电源中的双电源或双回线路电源供电,末端配电箱设置双电源自动切换装置,该箱安装于所在防火分区内;由末端配电箱配出引至相应设备,采用放射式供电。对于作用相同、性质相同且容量较小的消防设备,可视为一组设备并采用一个分支回路供电。每个分支回路所供设备不超过5台,总计容量不宜超过10kW。
高层住宅住户用电采用树干式与放射式相结合的配电方式,各层电表箱树干式引自配电干线再放射式引至各住宅户内。
2.5高层住宅应急照明及供电要求
高层住宅火灾应急照明应包括备用照明、疏散照明两种,供消防作业及救援人员继续工作的场所如消防泵房、防排烟机房等处设置备用照明;供人员疏散,并为消防人员撤离火灾现场的场所如楼梯间、门厅等处设置疏散指示标志灯和疏散通道照明。
高层住宅的疏散楼梯间、长度超过20m的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室设置疏散照明,二类高层居住建筑的疏散楼梯间可不设疏散指示标志。
应急照明中的疏散照明持续供电时间不应低于30分钟,一般疏散区域的疏散照明照度不低于0.5LX,竖向疏散及人员密集场所的疏散照明照度不低于5LX;航空疏散场所,避难疏散区域的备用照明的持续供电时间不低于60分钟,照明不低于正常照明照度;配电房、水泵房等火灾时需继续坚持工作的场所备用照明的持续供电时间不低于180分钟,备用照明照度不低于正常照度水平。
当建筑物消防用电负荷为一级,采用交流电源供电时,由主电源和应急电源提供双电源,并以树干式或放射式供电。按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱,提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。
当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时,采用双回线路树干式供电,并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,由单回线路树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。
2.6 电缆选择与敷设。
超高层住宅的,其消防设备供电干线及分支干线,应采用矿物绝缘电缆;
一类高层住宅,其消防设备供电干线及分支干线,采用矿物绝缘电缆;当线路的敷设保护措施符合防火要求时,也采用有机绝缘耐火类电缆。
二类高层住宅,消防设备供电干线及分支干线,采用有机绝缘耐火类电缆。
超高层住宅及一类高层住宅采用矿物绝缘电缆时,采用明敷设或在吊顶内敷设;当采用难燃型电缆或有机绝缘耐火电缆时,在电气竖井内或电缆沟内敷设时可不穿导管保护,但应采取与非消防用电电缆隔离措施;当采用有机绝缘耐火电缆为消防设备供电的线路,采用明敷设、吊顶内敷设或架空地板内敷设时,应穿金属导管或封闭式金属线槽保护;所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施;线路暗敷设时,应穿金属导管或难燃型刚性塑料导管保护,并应敷设在不燃烧结构内,保护层厚度不应小于30mm;
消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及应急广播等线路暗敷设时,采用穿导管保护,并暗敷在不燃烧体结构内,其保护层厚度不小于30mm;当明敷时,穿金属导管或封闭式金属线槽保护,并应在金属导管或金属线槽上采取防火保护措施;采用绝缘和护套为难燃性材料的电缆,不穿金属导管保护,但应敷设在电缆竖井内;
2.6火灾报警系统设计
高层火灾自动报警系统的设计,应根据保护对象的特点,做到安全适用、技术先进、经济合理、管理维护方便。
高层住宅的火灾报警系统尚应根据火灾的扑救难度、火灾的危险性分为特级、一级、二级保护等级。
建筑高度超过100米或层数超35层的高层住宅的火灾报警系统应按特级保护对象考虑,一类高层住宅的火灾报警系统按一级保护对象考虑,二类高层住宅的火灾报警系统按二级保护对象考虑。
高层住宅级保护对象的火灾报警系统形式应采用控制中心报警系统,一级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统,二级保护对象的火灾报警形式采用集中报警系统或区域报警系统。
高层住宅的地下停车库选用感温探测器,商业、电梯前室等处选择感烟探测器,配电房、风机房等处选择感烟探测器,柴油机房采用烟温同感的探测器,电气竖井,电缆隧道等处选择线型定温探测器。
通过合理科学的火灾报警系统的设计可更早的发现火灾隐患,采取合理的处理和消防灭火措施以达到防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全的目的。
2.7防雷与接地设计
高层住宅应根据建筑物高度、体型及所处区域的雷爆情况综合计算年雷击次数,根据年雷击次数把高层住宅防雷等级分为二类防雷建筑物和三类防雷建筑物,年预计雷击次数N>0.25次/a的住宅按二类防雷建筑物考虑,预计雷击次数0.25次/a≥N≥0.05次/a的住宅按三类防雷建筑物考虑。
二类防雷建筑物外部防雷的措施,采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m的网格。
第三类防雷建筑物外部防雷的措施采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带或接闪杆,也可采用由接闪网、接闪带或接闪杆混合组成的接闪器。接闪网、接闪带沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并在整个屋面组成不大于 20m×20m或 24m×16m的网格。
3、节能设计
现代高层住宅建筑的大发展也伴随着能源的浪费和消耗,所以高层住宅建筑的节能显得至关重要,它直接关系到国家的能源供应,经济浪费和环境保护,对于高层住宅建筑的节能主要采取以下几方面的措施:
采用能耗低的变压器、电气设备和用电设备。
采用设备就地补偿与变配电所集中补偿相结合的补偿方式以达到更低的无功功率损耗。
住宅建筑的门厅、前室、公共走道、楼梯间等设人工照明及节能控制。除电梯前室外的其它公共区域设置声光控制开关控制。
采用节能LED照明灯具及带节能型电子镇流设备荧光照明灯具等节能型灯具。
4、高层住宅电气设计中尚应注意的问题
4.1双电源末端切换应注意以下问题。
消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路,应在最末一级配电箱处自动切换;除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外,各防火分区的消防用电设备,可由消防电源中的双电源或双回线路电源供电,末端配电箱设置双电源自动切换装置,该箱安装于所在防火分区内。
4.2火灾报警系统线路选择与敷设应注意以下问题
(1)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;
(2) 火灾自动报警系统用的电缆竖井,宜与电力、照明用的电缆竖井分别设置;当受条件限制必须合用时,两类电缆宜分别布置在竖井的两侧。
(3)火灾广播线路与火灾报警控制总线不应敷设在同一线槽或桥架内。
4.3树干式配电,在树干分支处应注意以下问题。
在树干分支处(回路导体载流量减小处)。应加设短路保护,当短路保护设备不能设置在回路导体载流量减小的地方时,应采用下列措施:
(1)短路保护电器至回路导体载流量减小处的这一段线路长度,不应超过3m;
(2) 应采取将该段线路的短路危险减至最小的措施;
(3)该段线路不应靠近可燃物。
5.结束语
由于现代住宅建筑的特殊性,使得其电气设计越加复杂,存在着一些争议及问题。然而,住宅建筑电气设计的好坏直接关系到居民的切身利益,科学合理的住宅建筑电气设计有利于保证居民的生命和财产安全、节约能源、环境保护等。因此,相关工作者应努力探索,积极创新,提高建筑电气设计的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
[2]JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[3]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
[4]GB50116-1998《火灾自动报警系统设计规范》
[5]戴瑜兴,黄铁兵.《民用建筑电气设计数据手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
【关键词】消防;高层住宅小区;安全疏散;消防给水
随着城市人口膨胀,土地资源匮乏,住宅小区多建成大型综合性高层建筑群,即建筑底部一、二或三层为商业服务网点(商业区),在底部裙房的基础上,将多栋高层住宅建在裙房屋顶花园之上,裙房设有超市、商城、餐饮、娱乐、银行等,建筑物地下设有汽车库,高层部分以几栋住宅和写字楼组成。由于裙房可燃物较多,人员集中,并有一定数量的可燃装修,火灾荷载大,一旦发生火情易形成灾害;同时建筑中的煤气、家用电器设备和公用电气设备使用中的不安全因素等,均具有火灾隐患,对小区居民的生命和财产造成很大的威胁。因此,人们越来越迫切的要求高层住宅小区在消防设施和管理上采用有效的措施,以满足消防安全要求。本文结合我国目前高层住宅小区消防工作的现状对高层住宅小区防火安全技术与管理进行探讨。
1. 高层住宅小区的防火安全技术
为了防范高层住宅火灾的发生,应重视其防火安全技术,提高其防火安全系统的可靠性。本文从安全疏散、消防给水、防排烟、电气线路、消防设施和智能化设计六个方面对高层住宅小区防火安全技术进行研究。
1.1保证疏散通道的安全可靠。
对于人员密集的商住楼,在火灾情况下保证人们的疏散安全十分关键,本文主要从安全疏散通道的设计和火灾事故应急照明系统的设置两个方面进行探讨。
1.1.1安全疏散通道的设计。
对于商住楼来说要严格保证商业区与上部住宅完全隔开,用来分隔的墙体和楼板都应采用不燃烧体,其耐火极限不低于2小时。尤为重要的是商业部分和住宅部分的疏散体系应独立设置,两者不能有任何交通联系,更不能开设串通的门(含防火门),保证两个区的安全疏散通道互不干扰,这样在商业区发生火灾时,不会由于共用楼梯而妨碍住宅人员的安全疏散,同时也可防止烟通过楼梯间向上蔓延。
1.1.2应急照明系统的设置。
消防应急灯具是火灾时人员疏散和灭火战斗展开的必备设备,对于火灾时人员的快速疏散和消防队员进入起火建筑内部进行扑救具有重要的作用。
传统的高位应急照明安装技术常用于有较高顶棚的空间、疏散走道的顶棚下方或距地面有一人高度的墙壁上,一般采用传统的持续型应急照明灯具和8瓦充电应急灯具。低位应急照明技术是在靠近地面处提供疏散应急照明的一项新的安装应用技术,与传统的高位安装技术相比,它不仅成本低,而且能保证长期安全和可靠。
在更多的情况下,高位应急照明系统提供的照度往往不如低位应急照明系统。原因是:一方面,火灾情况下,越靠近地面,烟气越少,氧气越多,便于人的自然疏散,即弯腰或匍匐行动;另一方面,低位应急照明系统采用的是能发出穿透烟的强光的发光二极管光源、标准的白炽灯模块和高亮度模块,可产生理想的局部高照度,使疏散人员更容易识别疏散走道,迅速而安全地找到最终出口。所以,疏散通道应安装低位应急照明灯具。
1.2保证消防给水满足要求。
消防给水系统是目前国内外扑救高层建筑火灾的主要灭火设备,所以对于高层住宅小区来说,应周密的考虑消防给水设计,以保证其火灾时的灭火需要。
1.2.1合理设计消防水量。
对于商住楼的裙房,如作商场、餐厅等用途时,由于装修豪华,可燃物较多,火灾的危险性较大,为及时扑救初期火灾,应增加裙房部分的消防供水量和在裙房内设置自动喷水灭火系统。
对于住宅部分,可按照独立的住宅楼考虑。但在消防设计时,商住楼的消火栓系统是按30 L/s设计的,而普通住宅楼是按15L/s 设计的,显然30 L/s的消防用水量在住宅层时是有富余的,所以住宅层电梯厅和公共走道设置的喷淋系统可以借用消火栓系统的消防泵,并且总消防用水量不变。
1.2.2建立高压消防给水系统。
(1)高层建筑的消防必须立足于自救,为保障高层住宅小区满足规范要求的消防水量、水压,还必须建立高压消防给水系统。
(2)高压消防给水系统的水源多为城市管网。临时高压消防给水系统,在外部管网可以满足消防用水量和最大时生活用水量的情况下,增压水泵应可以从管网直接吸水,否则应建消防储水池。一般室外管网至少应满足室外消防用水量,否则储水池就应储备室内外消防用水量。
(3)高压消防给水系统的供水方式可采用以下几种:集中的临时高压消防给水系统;区域或高层组团的临时高压消防给水系统及逐栋高层住宅、公共建筑个体的室内临时高压消防给水系统。这些都是临时增压的消防给水方式,因为常高压系统不宜与生活给水系统合一且对于一般居住建筑区是不经济的。
1.2.3消防给水安全保障。
要真正使消防给水系统得到保障,除了合理规划外,还要在设计、施工等环节做好工作,使一些具体要求得到落实。
(1)保障消防水源。
城市居住区的消防水源,多取自市政自来水管,合理确定引入管径十分重要。引入管应将生活用水和消防用水综合考虑。管径最好能同时满足最大时生活用水量和室内、外消防用水量,至少应满足最大时生活用水量和室外消防用水量,设计时应按两项之和校核计算。应两处引入,联成环状。在居住区内布置的室外消火栓管线,应保障室外消防用水量的吸取。
(2)室内消防管网合理布置。
高层建筑合理布置室内消火栓,任何一处至少有两股水柱到达,形成一个立体保护区。管线通畅是保障供水的最基本条件,阀门启闭灵活有标记,确保不使杂物进入系统,采取措施确保广泛使用的减压阀、孔板等小孔附件不被堵塞。管线必须具备承受消防压力的可靠性,确保使用时不破管。
1.3防排烟。
高层建筑发生火灾时,烟气的危害很严重,要及时排出有害烟气,确保建筑物内人员的安全疏散。
1.3.1自然排烟。
1.3.1.1根据《高层民用建筑设计防火规范》规定,采用自然排烟的部位,应满足下列条件:
1.3.1.2为了使烟气能顺利排出,自然排烟的设计还应考虑以下几点:(1)采用自然排烟时,由于火灾产生的烟气较空气轻,上升到火层上部,因此,排烟窗应设置在上方,并有能方便开启的装置。(2)内走道与房间的排烟窗,应尽量设置两个或两个以上,并且不同朝向。[1]
1.3.2机械防烟。
1.4保障住宅电气线路安全可靠。
众所周知,电气线路的短路、过负荷运行以及导线接触电阻过大,都可能产生电火花、电弧或引起导线过热,从而导致火灾发生。防止住宅电气线路故障,必须从布线入手,逐项落实安全措施,做好高层居民住宅电气防火安全工作,防患于未然。
1.4.1正确选择导线。
(1)选择合适的材料和截面。
国家《住宅设计规范》明确要求:“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线,导线应采用铜线,每套住宅进户线截面不应小于10mm2 ,分支回路截面不小于2.5 mm2 ” [3]。
在任何情况下绝不能随意减少导线截面,原因是:线路截面过小的后果是导线发热加剧,绝缘层老化加速,易导致线间短路和接地故障,引起电气火灾事故。
在任何情况下绝不能随意将铜芯导线改为相同截面的铝芯导线,原因是:铝线表面易氧化、易被腐蚀且铝的膨胀系数较铜大,使接触电阻增加。
(2)根据环境选择导线。
根据具体环境特点选择一般导线、阻燃导线、防燃导线、防湿导线还是防热导线。如浴室、厨房、洗衣房以选择防湿导线;而卤钨灯和超过100瓦的白炽灯泡的吸顶灯、槽灯、嵌入式灯的引下线以及浴霸、抽油烟机附件的导线应选择防热导线。
1.4.2合理敷设电气线路。
1.4.2.1从合理布线的角度来说,应使线路路径尽量走近路、走直路,避免曲折迂回,减少交叉跨越;另外还要注意线间、导线固定点间以及线路与管道、地面之间必须保持一定的安全距离[4]。
1.5住宅防火智能化设计。
(1)为了有效保证居民的生命和财产安全,科技在住宅产业中广泛应用。在高层住宅小区引入智能设施,用消防自动报警及联动控制智能化的手段确保消防安全是高层住宅小区的发展方向。
(2)根据国家民用建筑设计防火规范规定,高层住宅小区的裙房应设火灾自动报警系统和水喷淋系统,公共场所及高层电梯前室应设火灾自动报警控测器、手动报警开关,消火栓起动按钮,事故广播扬声器,应在物业管理首层设消防控制中心。
(3)火灾发生时,火灾报警控制器发出警报信息,消防联动控制器根据火灾信息,输出联动信号,启动有关消防设备实施防火灭火。
1.5.1水灭火系统。
消火栓按钮动作时,系统可自动或手动启、停消火栓泵,并监控其运行状态。水喷淋干管上压力开关动作,系统可自动启动喷淋泵,并监控运行状态。
1.5.2防排烟系统。
当系统确认发生火灾后,立即打开有关排烟口(阀),同时自动打开排烟风机,开启着火层及其上、下层的正压送风口(阀),同时自动打开顶层相应加压风机,使楼梯前室通道为正压,防止烟气侵入,保证人员疏散逃生时的环境安全。
1.5.3火灾事故广播系统。
当系统确认发生火灾后,可自动切断背景音乐广播,或在消防值班控制柜上手动控制,接通着火层及其上、下层的扬声器进行紧急广播,指导楼内人员疏散。
1.5.4电梯迫降系统。
当确认发生火灾后系统立即迫降所有电梯至首层,并自动切断客、货电梯的电源,在电梯前室设置消防人员专用开关供消防人员使用。
2. 结论
笔者对高层住宅小区的防火安全技术进行了初步探讨,在安全疏散和物业管理方面还需做进一步的研究。城市高层住宅小区不断兴建,随着人们居住要求的提高和安全意识的增强,其防火安全技术将会越来越引起人们的关注。高层住宅小区的防火安全系统如何建立以及安全工作如何运作关系到其消防的安全稳定性。如何从人防和技防两方面入手保障高层住宅小区的消防安全是一个不容忽视的问题,需要不断加强实际调研和对高层住宅的火灾案例的分析,把理论与实践结合在一起进行研究与探讨。总之,加强高层住宅小区的消防建设,使消防安全系统更加完善,增强其抵御火灾的整体能力,将是社会发展的必然趋势和必要要求。
参考文献
[1]GBJ16-87《建筑设计防火规范》(2001版)[S].北京:中国计划出版社,2001.
[2]GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》(2001年版)[S].北京:中国计划出版社,2001.
[3]GB50096-1999《住宅设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4]杨在塘.《电气防火工程》[M]. 北京:中国建筑工业出版社. 1997.
1 中高层住宅室内消防给水的设置原则及范围界定
1999 年6 月1 日开始实行的《住宅设计规范》(GB50096—1999) , 将住宅按层数划分为以下4 类: 低层住宅为1~ 3 层; 多层住宅为4~ 6 层; 中高层住宅为7~ 9 层; 高层住宅为10 层及以上。
根据我国国情及住宅建设的发展趋势, 中高层住宅在今后一段时期内仍是中小城市发展安居工程的重点。因此, 必须明确其相应的消防给水的设置原则及范围界定。
《建筑设计防火规范》(GBJ 16—87 修订本) 第8·4·1 条中规定: 超过7 层的单元式住宅, 超过6 层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业服务网点的单元式住宅, 应设室内消防给水。
上述规定明确了中高层住宅消防给水的设置范围。但在实际工程设计中, 经常会遇到7 层的单元式住宅附设有地下室、半地下室、阁楼的问题。在这种情况下, 是按7 层考虑还是按超过7 层考虑, 关系到是否设置室内消防给水的问题。在征得有关消防部门建审人员的意见后, 根据实际设计经验, 常采取以下做法:
(1) 7 层的单元式住宅附设地下室, 按8 层考虑, 必须设置室内消防给水;
(2) 7 层的单元式住宅附设半地下室, 可以不设室内消防给水;
(3) 7 层的单元式住宅附设阁楼, 进入阁楼层方式若为套内设爬梯, 可以不设室内消防给水;
(4) 7 层的单元式住宅附设阁楼, 进入阁楼层的方式若为公共楼梯间, 则按8 层考虑, 必须设置室内消防给水。
若建筑内既有住宅、办公用房, 又有商店、库房、工厂等, 则应按火灾危险性较大者确定是否设置室内消防给水。
关键词:高层住宅电气设计内容节能原则
Abstract: in order to improve the quality of modern high-rise residential electrical design, combined with the standard and project management experience, elaborated the modern high-rise residential electrical design of the main contents, and puts forward some questions in the design.
Key words: high-rise residential electrical design energy saving principle
[中图分类号] TU855[文献标识码]A[文章编号]
高层住宅越来越多,也逐渐为人们所认可,但是高层住宅电气设计质量保证是比较复杂的一个课题,同时,高层住宅耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫的问题。目前设计者应该熟悉和掌握的与高层住宅电气有关的设计规范主要有「高层民用住宅设计防火规范(GB50045-95 以下简称“高规”)、「火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98 以下简称“报警规范)、「民用住宅电气设计规范(JGJ/T16-92 以下简称“民规")等。前两部是国家标准,后者是国家建设部的行业标准。
1、高层住宅电气设计的主要内容
1.1 负荷的计算电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。高层住宅的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
1.2 供电电源及电压的选择为了保证供电可靠性,现代高层住宅至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15 秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层住宅的供电电压,都采用10kV 标准电压等级。
1.3 高低压配电系统的设计(1)高压配电系统:现代高层住宅均是采用两路独立的10kV 电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。(2)计费方式,采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。(3)为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。(4)高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层住宅的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。
1.4 主要设备的选型(1)高压开关柜。现代高层住宅的变配电室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。应根高层住宅地下室的标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。(2)电力变压器。根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。(3)低压配电屏。国外低压配电屏的结构,几乎都做成抽屉式,特别是大容量的出线,则做成手车式。(4)应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层住宅已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。
1.5 变电所位置的确定现代高层住宅的用电量相当大,在确定变电所位置时,应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能,提高供电质量都有重要意义。
1.6 电气照明设计电气照明设计,包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置,眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与住宅装饰有着非常密切的关系,应该相互配合,在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源,可以取得节能的明显效果。
1.7 防雷与接地现代高层住宅的防雷设计,除采用避雷针和避雷带的传统做法外,近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用,但在理论上一直是有争议的。现代高层住宅都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层住宅的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地,都是合在一起的,组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定,通常是在4 欧以下。利用住宅物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求,仍需要装设水平的人工接地体,将主要的住宅物基础连接成接地网,这对均衡电位,提高安全性都有好处。
1.8 电梯电梯按使用功能分,有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种;按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型,不是电气设计人员单方面所能决定的,必须与总住宅师或总体交通设计人员共同研究才能确定。
1.9 消防自动报警和自动灭火系统现代高层住宅的火灾自动报警灭火系统,包括:火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信号后转换成电信号,进入分区报警器和消防中心,发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层住宅中消防用电的设计问题,涉及到其他许多学科,而且规模越大,功能越多,控制内容越广泛,设计内容也就越复杂。
2、住宅电气设计中的节能原则
由于人口的增加,工业的发展,生活水平的提高,能源的消耗也就急剧增加,能源危机迫在眉睫。因此,各行各业提出了节能的要求,节约二次能源电能,也就成为民用住宅电气设计的焦点。住宅电气设计节能的原则住宅电气节能应坚持以下三个原则:
2.1 满足住宅物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
2.2 考虑实际经济效益节能应按国情考虑实际经济效益,不能因为节能而过高地消耗投资,增加运行费用。而是应该让增加的部分投资,能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。民用住宅的节能潜力很大,应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上,应具体了解其原理、性能、效果,从技术、经济上进行比较后,再选定节能设备,以达到真正节能的目的。
参考文献:
1. 徐文根.工业与民用配电设计手册[M].北京:水力水电出版社,
1996.
关键词:一类高层;负荷分级;电源;供配电
本文作者通过近期设计的一个工程案例――清香岭居住宅小区,结合当前国家法律法规、规程规范和图集,来阐述带商业服务网点的一类高层住宅建筑的供配电设计要点,特别是负荷分级、电源的设置等方面的问题,并提出一些设计人员应注意的建议。
清香岭居住宅小区分为A、B、C三个地块,B区为别墅和多层住宅,B区总建筑面积约为4万m2,C区为一类高层住宅单体建筑,地下两层,地上27层,C区总建筑面积约为2万m2,本文均不做阐述;A区总建筑面积约为10万m2,建筑主体高度为85.2米,结构高度为108米;地下一层为人防工程和车库,地下二层为人防工程(本工程因现场地形,局部出现地下二层);地上共有6个塔楼(顺序依次为F1栋、G栋、F2栋、F3栋、F4栋、F5栋),一层、二层裙房均为商业服务网点,三至二十七层均为住宅;地下室建筑面积约为1.6万m2,人防工程共分为3个防护单元,人防类别为常6级乙类二等人员掩蔽所,人防总建筑面积为4543.2 m2。
1 负荷分级
1.1 地下车库负荷分级的确定
本工程地下车库停车数量为346辆,根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067-97)3.0.1条和9.0.1.1条,地下车库的防火分类为Ⅰ类,本工程地下车库消防水泵、火灾自动报警、自动灭火、排烟设备、火灾应急照明、疏散指示标志等消防用电应按一级负荷供电;若设计有机械停车设备和升降梯的车库,机械停车设备以及采用升降梯作车辆疏散出口的升降梯用电应按一级负荷供电。
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)10.1.1条,一类高层民用建筑的消防用电应按一级负荷要求供电,故在地下车库中一类高层民用建筑所用的消防设备用电负荷均为一级负荷。
地下车库中排污泵和生活水泵等非消防负荷等级均为一级负荷;地下车库人防区走道照明为一级负荷,普通照明为二级负荷;地下车库非人防区走道照明为一级负荷,其他普通照明为三级负荷。
1.2 地下人防工程负荷分级的确定
根据《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)7.2.4条 续表7.2.4(战时常用设备电力负荷分级)的要求:基本通信设备、音响警报接收设备、应急通信设备、柴油电站配套的附属设备、应急照明用电负荷等级为一级,重要的风机、水泵、三种通风方式装置系统、正常照明、洗消用的电加热淋浴器、区域电源的用电设备、电动防护密闭门、电动密闭门和电动密闭阀门用电负荷等级为二级,不属于一级和二级负荷的其它负荷为三级负荷。
1.3 一、二层商业负荷分级的确定
本工程一、二层各商业服务网点面积均小于200 m2,根据《商店建筑设计规范》(JGJ 48-2014)7.3.1条第3款的要求:“小型商店建筑的用电应为三级负荷”,故一、二层各商业服务网点按三级负荷供电。JGJ 48-88版规范要求“高层民用建筑附设商店的电气负荷等级应与其相应的最高负荷等级相同”,设计人员应注意新版规范对负荷分级的变化。
1.4 住宅负荷分级的确定
根据《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)3.2.1条,本工程为一类高层住宅建筑,消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、客梯、排污泵和生活水泵为一级负荷;住宅建筑内其他用电负荷为三级负荷。
2 配变电所及柴油发电机容量及位置选择
2.1 配变电所位置的确定
根据本工程实际情况,6栋塔楼一字排开,端到端水平距离约为400米,塔楼建筑主体高度为85.2米,根据《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)4.3.3条的条文说明:“供电半径一般为200m~250m ”,方案确定为设置1个10kV开关室和3个配变电所;F1栋、G栋和F2栋住宅楼由#1配变电所供电,设置于三栋塔楼地下室中间位置;F3栋、F4栋和F5栋住宅楼设置#3配变电所,设置于F4栋塔楼地下室;地下室、一层、二层裙房由#2配变电所供电,设置于地下室中间位置,均满足供电半径要求。
关于配变电所所址的选择,《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)4.2.1条第7款规定:“不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻,相邻隔墙应做无渗漏、无结露等防水处理”,配变电所设置在地下一层时,应注意上方是否为一层商业服务网点的卫生间。
同时还应注意,《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)4.2.2条有规定:“当配变电所设在住宅建筑内时,配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧,不宜设在住宅建筑地下的最底层。”故在做纯住宅楼时应注意配变电所正上方是否为住户。
本工程局部出现地下二层,配变电所不宜设置在地下二层,《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)4.2.2条有规定:“配变电所可设置在建筑物的地下层,但不宜设置在最底层”。
配变电所设置在地下室时应有相应的防水、排水措施,《低压配电设计规范》(GB 50054-2011)4.3.4条有规定“配电室内的电缆沟,应采取防水和排水措施。配电室的地面宜高出本层地面50mm或设置防水门槛”。
2.2 配变电所内变压器容量的确定
《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)4.3.1 条规定:“住宅建筑应选用节能型变压器。变压器的结线宜采用D,yn11,变压器的负载率不宜大于85%”,同时根据供电部门要求,功率因数补偿应达到0.9及以上。本工程通过负荷计算:#1配变电所设置两台SCB11型1000kVA的住宅用电干式变压器,#3配变电所设置两台SCB11型1000kVA的住宅用电干式变压器,#2配变电所设置一台SCB11型630kVA商业用电干式变压器和一台SCB11型630kVA公共用电干式变压器;各配变电所的两台变压器低压侧均采用母联柜连接,保证变压器不同时停电检修时一级负荷和二级负荷的供电。各变压器负载率均在75%~85%之间,符合规范要求。
2.3 柴油发电机容量的确定
关于柴油发电机作为应急电源的容量确定,《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)中3.5.4条有规定,现摘录如下:
“3.5.4 应急发电机的负荷计算应满足下列要求:
1 当应急发电机仅为一级负荷别重要负荷供电时,应以一级负荷别重要负荷的计算容量,作为选用应急发电机容量的依据;
2 当应急发电机为消防用电设备及一级负荷供电时,应将两者计算负荷之和作为选用应急发电机容量的依据;
3 当自备发电机作为第二电源,且尚有第三电源为一级负荷别重要负荷供电时,以及当向消防负荷、非消防一级负荷及一级负荷别重要负荷供电时,应以三者的计算负荷之和作为选用自备发电机容量的依据。”
本工程将消防用电设备及一级负荷之和作为应急柴油发电机容量的依据。
同时根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)11.0.12条规定“消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能,并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵”。当紧急时启动消防水泵,柴油发电机的母线电压将会下降,影响发电系统的稳定;设计中为消防水泵提供备用电源的柴油发电机组容量选择应考虑当最大一台消防水泵全压直接启动时的电压降,需满足规范要求值(发电机母线电压不应低于额定电压的80%)。
2.4 柴油发电机组安装位置的确定
《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)中6.1.1条第6款有规定:“发电机间、控制室及配电室不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻”。
《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)5.4.13条第2款摘录如下:
“5.4.13 布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定:
2 不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻。”
本工程柴油发电机房设置于车库内,上方为草坪。GB 50016-2014版防火规范出来以前,设计人员往往考虑少占用或尽量不占用车位,柴油发电机房经常布置于一层商业的下方(此位置多剪力墙,不能设置停车位),现在此条列为强制性条文,设计人员应注意规范的变化。
3 人防电站的确定
《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)7.2.13条第1款条文说明:“建筑面积大于5000m2的防空地下室应设置内部电站,除供本工程供电还需兼作区域电站向邻近防空地下室一级、二级负荷供电,柴油发电机组总功率大于120kW时应设置固定电站,柴油发电机组的台数不应少于2台。对于大型人防工程也可按防护单元组合,设置若干个移动电站,分别给防护单元供电。”
本工程人防总建筑面积为4543.2 m2,同时根据其他各专业提供的电气条件,一级和二级负荷总功率小于120kW,故该人防工程未在内部设置固定电站,在人防工程中间位置设置人防配电室,战时电源由防空地下室地面附近的拖车电站、汽车电站引来。
4 低压侧供配电系统及线缆选择
4.1 低压侧供配电系统
《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)6.2.4条规定:“ 每栋住宅建筑的照明、电力、消防及其他防灾用电负荷,应分别配电”。在低压配电柜系统图中,按非消防照明、非消防动力、消防照明、消防动力、人防等分类设置配电柜。住宅采用树干式配电,每三层设置一个电能表箱,同一层四个家居配电箱均接于同一相;动力负荷均采用放射式供电;单相用电设备均匀地分配在三相回路中。
关于应急照明电源箱的设置,《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)13. 9.12条有规定,本工程消防用电负荷为一级,应急照明由主电源和应急电源提供双电源,均采用专用回路,由配变电所低压柜引来;各塔楼采用树干式供电,楼梯间根据工程具体情况按多个楼层设置末端双电源自动切换应急照明配电箱;地下层各防火分区采用放射式供电,按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱,提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。
根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)13. 9.8条的规定:“ 消防用电设备配电系统的分支线路,不应跨越防火分区,分支干线不宜跨越防火分区”。在地下室各防火分区设置消防总箱单独配电,由低压柜放射式供电至各分区消防总箱。
《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)7.2.14条第1款规定:“ 供电系统设计应符合下列要求:每个防护单元应设置人防电源配电柜(箱),自成配电系统”;故在各个人防防护单元设置人防总箱,由电力系统电源柜和外部电源柜引来,各人防总箱均设置进线总开关和内、外电源转换开关。
4.2 线缆的选择
《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)6.4.3条和6.4.4条,消防设施供电干线均采用无卤低烟阻燃耐火线缆,明敷的非消防供电干线采用无卤低烟阻燃线缆。
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)10.1.10条第3款“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内;确有困难敷设在同一电缆井、沟内时,应分别布置在电缆井、沟的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。”我们在设计带商业服务网点的高层住宅建筑时,非消防配电线路和消防配电线路均共电缆井敷设,应注意电缆井内的消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。
火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路应采用耐火铜芯电线电缆,报警总线、消防应急广播和消防专用电话等传输线路应采用阻燃或阻燃耐火电线电缆,《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2013)11.2.2条有规定。
4.3 线缆敷设
根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116-2013)11.2.1条,火灾自动报警系统的传输线路应采用金属管、可挠(金属)电气导管、B1级以上的钢性塑料管或封闭式线槽保护。
《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)10.1.10 条规定:消防配电线路明敷时(包括敷设在吊顶内),应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护,金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施;当采用阻燃或耐火电缆并敷设在电缆井、沟内时,可不穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护;当采用矿物绝缘类不燃性电缆时,可直接明敷;暗敷时,应穿管并应敷设在不燃性结构内且保护层厚度不应小于30mm。
5 接地系统
本工程低压配电接地系统采用TN-S系统,各电气系统的接地采用共用接地网,接地网的接地电阻
根据《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)10.2.1条和10.3.4条,在配变电所做总等电位联结,装有淋浴或浴盆的卫生间做局部等电位联结,电气竖井内的接地干线,每隔3层与相近楼板钢筋做等电位联结。
6 结语
以上是笔者设计带商业服务网点的一类高层住宅建筑供配电的一些思路和做法,如有不足之处,请设计同行批评指正。
【1】 中国建筑东北设计研究院 JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范【S】 北京:中国建筑工业出版社,2008
【2】 公安部天津消防研究所,公安部四川消防研究所 GB 50016-2014 建筑设计防火规范【S】 北京:中国计划出版社,2014
【3】 中国建筑标准设计研究院 JGJ 242-2011 住宅建筑电气设计规范【S】 北京:中国建筑工业出版社,2011
【4】 上海市公安消防总队,公安部天津消防研究所 GB 50067-97 汽车库、修车库、停车场设计防火规范【S】 北京:中国计划出版社,1997
【5】 中国建筑设计研究院 GB 50038-2005 人民防空地下室设计规范【S】 北京:中国建筑标准设计研究院,2005
关键词:建筑;设计;安全;问题
中图分类号:S611文献标识码: A
1.建筑的设计风格和理念
建筑设计是综合性考虑并具建筑特性的一种设计。它是指建筑设计在满足一定的设计要求,安全、耐用以及经济适用等方面的时候,按照建设结构的设计规范进行相应的结构布置,并利用经济与技术分析的方法进行相应的调控,寻求最优的建筑设计的过程。在整体的控制上,建筑设计的调控不仅仅是针对主体工程的设计还应考虑到建筑的楼层的安全问题的调控,从整体上把握建筑结构设计。
2具体细节内容的设计
2.1外墙面砖易脱落的问题
多层住宅和小高层、高层住宅项目外墙饰面大量采用面砖是普遍现象。不是外墙面砖不好,只是现行常规外墙外保温贴面砖做法尚未得到时间的考验。有许多建筑的外保温外墙局部有面砖脱落现象,极易造成人员、财产的伤害,有时甚至是致命的危险。尤其是已建成并投入使用的建筑,在经过夏季、冬季冷热变化的考验后,外墙面砖不够牢固的部位容易脱落,并且在夏季经过太阳暴晒后突然下起雷阵雨,也容易使面砖在遇到骤冷后开裂脱落,危及安全。就目前而言,对现有整体外墙进行改造是不大现实的。因此,建议在建筑四周做挑檐或雨罩,对脱落的面砖在下落过程中起缓冲、阻挡作用,可减少对人员、物品的危害。在《住宅设计规范》GB50096-1999(2003 年版)中第 4.2.3 条明确规定,“住宅的公共出入口位于阳台、外廊及开敞楼梯平台的下部时,应采取设置雨罩等防止物体坠落伤人的安全措施”。此规
定同样适用于人员易靠近楼体的其他建筑。具体做法是,在建筑物一层顶板或二层顶板处结合立面做水平外挑檐,挑檐凸出外墙尺寸可根据建筑物楼层总高度确定。例如:多层住宅挑檐凸出外墙尺寸不少于 1 米,小高层、高层住宅挑檐凸出外墙尺寸不少于 1.5 米。此挑檐可做现浇板出挑,也可做出挑钢架上固定不锈钢板或加强型阳光板、夹胶玻璃等。若建筑场地延伸到建筑物底部周边,在不影响使用的情况下,可结合景观在地面沿建筑物外墙做距离外墙不少于 1.5 米的围栏或灌木隔离带,围栏做法可参照阳台栏杆设计(如高度 1.05 米,栏杆间净距不大于 0.11 米)。在楼体首层地面周边人员容易到达或驻足的地方,此种做法尤为重要。
2.2住宅楼梯间的安全设计问题
住宅按层数可划分为低层住宅(1~3 层) 、多层住宅(4~6 层) 、中高层住宅(7~9 层) 、高层住宅(10 层及以上) 。目前我们经常见到的住宅类型(按层数划分)主要有:6 层多层住宅、11 层小高层住宅、18层高层住宅以及34层(这里指100m以下)高层住宅。
对于6层多层住宅, 《建筑设计防火规范》对疏散楼梯的数量及设计要求作了详细规定:其可设计一部疏散楼梯的条件是居住建筑单元任一楼层的建筑面积≤650m2,且任一住户的户门至安全出口的距离≤15m;而当任一楼层建筑面积≤500 m2时,可将楼梯间设计成开敞楼梯间,但其应能天然采光、自然通风;同时我们还要注意到,楼梯间要通至屋顶,而且通向平屋面的门或窗应向外开启。 根据《高层民用建筑设计防火规范》 ,11层小高层住宅及18层高层住宅均为二类建筑,其可设计一部疏散楼梯的条件为:若为塔式住宅,每层的居住户数应≤8户、每层的建筑面积应≤650平方米,而且应设有一座防烟楼梯间和消防电梯;若为单元式住宅,疏散楼梯应通向屋顶,单元间的楼梯通过屋顶连通,单元与单元间墙应为防火墙,各户门的防火等级应为甲级,窗间墙(不燃烧体墙)宽度及宽槛墙(不燃烧体墙)高度应>1.2 m。对楼梯间设计要求如下:塔式住宅楼梯间无论是11层还是18层,均应为防烟楼梯间;单元式住宅可区分如下:11层小高层住宅可设成开敞式楼梯间,但开向楼梯间的户门的防火等级应为乙级,同时楼梯间要靠外墙,且应直接天然采光、自然通风;18层高层住宅的楼梯间应设计成封闭楼梯间。 根据《高层民用建筑设计防火规范》 ,34层(100m以下)高层住宅为一类建筑,当是塔式住宅时,楼梯间应设两座(确有困难时可设计成剪刀梯) ,且均应为防烟楼梯间。单元式住宅可设计一座楼梯间(应为防烟楼梯间)的条件是:每单元均应有一部疏散楼梯通向屋顶,18层以上部分相邻单元楼梯每层都应通过阳台或凹廊连通(此时屋顶可以不连通) ,18 层及以下部分单元与单元间的墙为防火墙,各户门的防火等级为甲级,窗间墙(不燃烧体墙)宽度及宽槛墙(不燃烧体墙)高度均应>1.2 m。根据《住宅设计规范》及《住宅建筑规范》 ,住宅楼梯梯段净宽应≥1.10m(6层及6层以下住宅,如果一边设有栏杆,可将要求适当放宽,梯段净宽可减至 1.00m);楼梯踏步宽度应≥0.26m,踏步高度应≤0.175m;楼梯栏杆扶手高度应≥0.90m,但是当楼梯水平段栏杆较长,长度超过 0.50m 时,其对扶手高度的要求就适当提高,应≥1.05m;考虑到儿童的安全问题,对楼梯栏杆的垂直杆件做了规定,净距应≤0.11m,同时对楼梯井的宽度也提出了要求≤0.11m,当大于规定值时,必须采取防止儿童攀滑的措施。
2.3 住宅阳台栏杆的安全设计问题
根据《住宅设计规范》及《住宅建筑规范》的要求,住宅层数≤6层时,阳台栏杆高度应≥1.05m;住宅层数>6层时,阳台栏杆高度应≥1.10m;封闭阳台栏杆也要满足此要求。规范中提到“中高层、高层住宅及寒冷、严寒地区住宅的阳台宜采用实心栏板” ,但在实际工程中,为了照顾立面设计,阳台栏板并非全是实心栏板, 这种情况下我们计算栏板高度就应从可踏面 (指宽度≥0.22m, 且高度<0.45m的可踏部位)算起。除高度外,我们还应注意到栏杆的设计应防止儿童攀登,若为垂直杆件,杆件间净距应≤0.11m,这些是出于对儿童安全的考虑。
2.4 住宅外窗的安全设计问题
对外窗最基本的要求是窗台距楼面、地面的净高应≥0.90m,若低于此高度应采取防护措施(如:采用护栏或在窗下部设置相当于护栏高度的防护固定窗, 且在防护高度设横挡窗框) 。 根据窗的形式分以下几种情况:普通外窗窗台高度≤0.45m 时,护栏或固定窗高度从窗台算起;普通外窗窗台高度>0.45m且<0.90m时,护栏或固定窗高度从楼面或地面算起;凸窗等宽窗台,可供人站立时,护栏(应贴窗设置)或防护窗高度应从窗台面算起。
2.5消防车道的规划设计安全问题
随着社会、经济的健康快速发展,小高层、高层住宅越来越多。进行高层住宅详细规划时,应特别注意小高层、高层住宅间消防道的规划设计。在《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005 年版)中,第 4.1.7 条规定,“高层建筑的底边至少有一个边或周边长度的 1/4 且不小于一个长边长度,不应布置高度大于0 米、进深大于 4.0 米的裙房,且在此范围内必须设有直通室外楼梯或直通楼梯间的出口。”在实际项目规划设计时,应严格控制消防车道的布置。小高层、层住宅的体量、楼长越来越大,仅在楼体的一个长边设置消防车
是不妥的。在发生火灾险情时,无法对没有消防车道的另一长边行有效、迅速救援。因此,在进行小高层、高层住宅或其他高层筑详细规划时,必须在其两个长边都布置消防车道,确保在火灾情出现时能迅速、有效地进行救援。这样可能会使楼间庭院的绿化面积略有减少,但相比安全问题,这是很值得的做法。在楼体某一个合适的长边可做带状绿化与硬质铺装结合的消防车道。在日常使用时,此消防车道就是庭院绿化的一部分,硬质铺装则是庭院步
道的一部分,仅在火灾险情出现时方用作消防车通道,视觉效果和使用效果均较好。这种做法完全可行。
2.6地下车库的几个安全设计问题
随着私家车的迅猛发展,住宅小区停车难的问题越显突出。规划建设地下车库目前是解决小区停车难的最有效的办法。在进行地下车库设计时,经过多个设计项目的分析比较后,觉得有些考虑和做法还是值得推广的。地下车库在其行车道上方经常设置玻璃采光井。考虑到玻璃易碎而伤人、伤物的安全情况,建议除采用(夹胶)安全玻璃外,在采光井上口与玻璃顶之间加设水平安全网格一道。具体做法为,在玻璃顶根部的钢构型材内圈做安全网格的边框,采用双向间距约40mm的细钢丝(或不锈钢钢丝)网格与其边框锚固。为方便施工,较大的采光井可分为几块网格及其边框,将大化小,也便于维护。同时不影响通风采光效果。
Abstract: This paper mainly introduces the problems should be paid more attention in electrical design of small high-rise residential building combined with the specification. From the safety and rational point of view, the paper discusses the current small high-rise residential electrical design.
关键词: 负荷分级;供电方式;用电负荷;电气安全;消防设计;防雷接地
Key words: load classification;power supply mode;electricity load;electrical safety;fire protection design;grounding for lightening
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)17-0148-02
0 引言
近些年来,随着社会的迅速发展,住宅用地面积越来越紧张,住宅开始向着高层化的趋势发展。其中10~18层的小高层住宅凭借自身丰富的层次、开阔的视野、良好的通风采光等优势,逐渐成为城市住宅的亮点。为确保小高层住宅的建设质量和满足住宅户对生活必备建筑设施需求的要求。必须解决好电气设计的一些关键问题,本文对小高层住宅电气设计谈一下自己的看法。
1 确定小高层住宅负荷的分级
根据《住宅建筑电气设计规范》JGJ 242-2011中3.2条规定,10~18层的住宅属于二类高层住宅建筑,所以需要按照二级负荷标准,对其消防用电负荷、应急照明、走道照明、值班照明等进行管理。如果住宅处于严寒地带,并且通过集中供暖系统进行供暖时,其热交换系统的用电负荷等级往往高于二级标准。
2 供电方式
按照GB50052-2009《供配电系统设计规范》的相关规定,高层住宅需要由两回路进行供电。一般采用两路10kV高压电源对小高层住宅进行供电,在建筑物外设置独立式配变电所或者在住宅地下室内设置一座变配电所。然后再由低压配电柜引出各馈线由电管井引至各楼层。当变配电所设在住宅楼的地下室时,在住户的正下方、贴邻和住宅疏散出口的两侧,以及地下室的最底层不易设置配变电所。
根据建筑物的性质、负荷容量、用电设备的实际情况,以及安装环境的特点,对住宅的配电干线形式及接线方案进行综合分析。
住宅的配电干线形式主要有以下几种:电缆T接,插接母线槽,预分支电缆,穿刺线夹,导线分流器,电缆分线盒等。对于电缆分线盒来说,其优点主要表现为:可靠性高、造价低、安装简单、免维护等,因此在工程项目中得到广泛的使用。具体做法为:将1.2m宽的电气竖井设置在单元楼梯间,竖井的门朝向走廊,采用电缆分线盒配电对其住宅部分进行处理,通过采用阻燃型电缆双回放射性配电对电梯、风机、应急照明、水泵等二级负荷进行处理,采用双电源切换对最末一级配电箱进行管理。
3 住宅的用电负荷及电能计量
随着现代家庭中用电设备越来越多,负荷越来越大,根据实际情况,每户住宅的负荷宜设置为6kW,对于大户型的复式住宅宜设置为12kW。考虑到用电的发展,按照最有可能同时使用的电器的最大容量总和计算每户的用电量。
由于小高层住宅中每层一般为2~4户住宅,且电气竖井面积较小,所以应该在每层设置集中电表分供本层各户住宅。在电气竖井内,宜明装电能表,箱的上沿与地面之间的距离控制在2.0m。对于应急照明、电梯、风机、水泵等公共设备的用电计量宜在地下室变配电所内设置。
4 电气安全及布线
小高层住宅中一般采用TN-S系统,由于中性线发生故障在一定程度上容易造成低压配电系统的电位发生偏移,如果电位偏移过大,一方面会烧毁单相用电设备引发火灾,另一方面直接危及居民的人身安全。对于过欠压来说,由于其发生不可预知,在这种情况下,采用手动复位,对于户内无人或者老幼病残的住户既不安全也不方便,所以将自恢复式过、欠压保护电器设置在每套住宅中。
在设计住宅电气线路的过程中,应该合理选择配电导线,对于10~18层的小高层住宅来说,由于属于二类高层住宅建筑,采用低烟无卤阻燃的线缆对公共疏散通道的应急照明线路进行处理。住宅内所有导线必须穿管敷设,墙内暗敷设PVC管,为了防止楼上住户装修击破线路,需要在吊顶内使用金属管。由于现代住宅内用电设备功率不断增大,不但要适当增加供电回路,而且供电回路的容量应适当的放大。对于大功率电器(如空调、热水器等)的线路,通常情况下,需要单独走4平方的导线,对于厨房设备来说,由于难以预料用电设备的发展,所以应当适当放大供电回路,其插座回路可选4平方导线。在设计住宅电气线路的过程中,需要对电气的安全性给予高度重视,并预留扩充容量,应对远期负荷的增长,设计住宅电气线路需要满足《住宅建筑电气规范》中相关规定的最低要求,同时对其安全性、功能性、可持续发展等进行考虑。
从长远发展考虑,入户线建议设置为16平方。
根据实际情况住宅的家居配电箱宜设置离地1.8m,并装设进线开关,对相线和中性线的电源进行控制,短路和过负荷保护电器安装在供电回路中,将剩余电流动作保护器安装在手持式及移动式家用电器的电源插座回路中。通过漏电保护措施对卫生间内的电气设备进行处理,同时确保接地的可靠性,并且做局部等电位联结。在住宅楼设计施工过程中,等电位联结作为一项重要的安全措施直接关系到用户的生命安全。
5 综合布线
随着经济的发展,电子信息设备普遍出现在现代住宅中,按照“实用为主,适当超前”的原则,对家居进行综合布线,根据住宅的实际情况进行设计。在所有住宅的居室房间内,需要设置电话、网络、有线电视的接口,同时将有线电视/视频出口和紧急按钮等安装在客厅内,并将报警探头接口预留在入户门口及窗口处。对于每套住宅来说,还应在套内走廊、门厅或起居室等的便于维修维护处设置相应的家居配线箱,箱底与地面之间的距离控制在0.5m,并在距家具配线箱水平0.15m~0.20m处预留220V电源接线盒,并在接线盒与家居配线箱之间预埋金属导管,便于以后布线。
6 消防设计
根按照JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》的相关规定,10~18层住宅被纳入到二级保护对象行列,需要对其进行区域保护。按照GB501162-98《火灾自动报警系统设计规范》的相关规定,需要将火灾探测器安装在消防电梯、防烟楼梯的前室及合用前室。对于电梯及楼梯前室来说,如果实现自然通风、排烟比较容易,那么发生火灾的系数较小,在这种情况下可以不设置火灾自动报警系统,但是需要设置相应的消火栓按钮控制系统;反之,通过采用分单元的方式,进行区域保护。
7 防雷接地
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010,10~18层小高层住宅属于第三类防雷建筑物。由于18层小高层住宅高度一般不超过60m,所以不需要设置防侧击雷措施。住宅建筑各电气系统接地宜采用共用接地网。接地网的接地电阻值应满足其中电气系统最小值的要求。住宅中电气竖井内的接地干线,每隔3层应与相近楼板钢筋做等电位联结。住宅中卫生间应设局部等电位联结,将卫生间内金属给水排水管、金属浴盆、卫生间电源插座的PE线以及建筑物钢筋网联结起来。
8 结语
小高层住宅是现代住宅的一种新兴模式,必须要坚持可持续发展的原则,充分考虑未来的发展需求,并预留出未来发展的余地,这样住宅才能有更长久的生命力,才能与时俱进,这就需要设计者要在设计过程中不断摸索,总结经验,使住宅设计更成熟、完善。
参考文献:
[1]JGJ242-2011,住宅建筑电气设计规范[S].
[2]GB50096-2011,住宅设计规范[S].
[3]GB50052-2009,供配电系统设计规范[S].
[4]GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范[S].
本工程位于北京通州区,建筑面积12万m2,为一类超高层综合楼,高130米,地上29层,一至四层为商场,五至七层为酒店配套用房,八至十八层为写字间,十九层为避难层(约90米高),二十层及以上为酒店车库;地下3层,地下一层为超市,地下二、三层为车库。其中地下三层战时为人防物资库,地下二层车库为机械停车。
二、超高区给水的串联和并联
超高区给水的供给,有串联和并联两种选择,《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3.3.6“建筑高度超过100m的建筑,宜采用垂直串联供水方式。”,条文说明解释说“对建筑高度超过100 m的高层建筑,若仍采用并联供水方式,其输水管道承压过大,存在不安全隐患,而串联供水可以化解此矛盾”,但在杂志2007年第1期中,文章“分区并联供水在超高层住宅的应用实例”认为,“当采取各种措施能消除超高层供水的安全隐患时,从系统的运行可靠、维护方便、避免二级泵噪音等方面考虑,分区并联供水无疑具有优越性”,由此,该文中提到的约140米高的超高层住宅采用了并联供水方式。笔者也认为,对于160米以下的超高层,尤其是没有避难层的住宅,并联供水不失为一种不错的选择,但就本建筑而言,有避难层可以利用,采用串联供水不仅避免管道长时间承受高压,也使酒店客房部分的供水压力相对更为稳定。
三、消防水泵接合器的设置
1、消火栓系统
室内消火栓系统以避难层为界分为高低两个区,避难层及以上为高区,避难层以下为低区。高低区分别在室外设三组地下式消防水泵接合器,供室外消防车向室内加压供水。高区水泵接合器供水管接至设于避难层的消防接力水箱,再由设于避难层的高区消火栓接力泵供至高区管网。关于高层建筑水泵接合器的设置,(GB50045-95)7.4.5.2规定,“消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器。”,这就产生两个问题,不同城市消防车供水压力范围是多少?不在消防车供水压力范围内的分区是否设置水泵接合器?在杂志2007年第11期中,文章“上虞市建筑业大楼消防给水系统设计”提到,“目前大中城市消防车配有的水泵扬程为1.12-1.37MPa,折合消防供水高度为80-100米。”,而对于第二个问题,许多设计者选择不在消防车供水压力范围内的分区不设置水泵接合器,如文章“上虞市建筑业大楼消防给水系统设计”就写到,“26层-屋顶为高区,不设消防水泵接合器。”。但笔者认为,超过消防车供水压力范围内的分区对水泵接合器的依赖性更强,如不设置,一旦室内高区泵出现问题,就会出现望火兴叹的无奈局面,所以只要条件允许,还是应该设置,故本建筑高区消火栓系统采用接合器加接力泵的供水方式。
2、自动喷水系统
按设计水量不同,高区在室外设两组地下式消防水泵接合器,低区在室外设三组地下式消防水泵接合器,供室外消防车向室内加压供水。高区水泵接合器供水管接至设于避难层的消防接力水箱,再由设于避难层的高区喷洒接力泵供至高区管网。与消火栓系统不同,对于不在消防车供水压力范围内分区的水泵接合器设置,规范有明确规定, (GB50084-2001) 10.4.2规定,“当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时,应采取增压措施。”,故本建筑高区喷洒系统采用接合器加接力泵的供水方式。
四、水喷雾灭火系统与自喷系统的水泵合用问题
柴油发电机房采用水喷雾灭火系统,设计喷雾强度20L/min.m2,由于设备表面积
小于120m2,故用水量小于40L/s,喷洒系统低区泵水量为40L/s,且满足压力要求,故二者合用水泵。关于水泵的合用, (GB50084-2001) 10.2.1规定“系统应设独立的供水泵”,这先要搞清水喷雾灭火系统是否属于自动喷水灭火系,从二者有各自独立的设计规范来看,应互无从属。但(GB50045-95)7.6.6.1规定“燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统”,而在该条的条文说明中写到,“考虑到其火灾特点,可以采用水喷雾灭火系统”,似乎的制订者认为二者是有从属关系的。而且, (2003年) 7.3.1条写到“锅炉房和柴油发电机房的水喷雾系统可与建筑物内的自动喷水灭火系统合并”。而两者合用水泵的经济性是显而易见的,笔者在工程实践中也多次这样操作,均得到了审图单位和消防审批部门的认可。综合以上因素,本建筑不再为水喷雾灭火系统单独另设水泵。
超高层建筑虽早已不是什么新生事物,对于超高层建筑的给排水及消防设计,还有许多理论和细节需要完善,对于设计人员而言,只有不断的探索研究,努力汲取新的知识,在实践中逐渐积累经验,才能更好的为社会服务。
参考文献:
[1]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)
[2] 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005版)
[3] 《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
[4] 《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005
[5] 《全国民用建筑工程设计技术措施(给排水)》 (2003年) 中国建筑标准设计研究所
关键词:高层建筑;消防电气;设计
Abstract: At present, various types of construction in China, in particular, more and more high-rise buildings in the city, building layers of increased area increases, the presence of flammable decoration materials and electrical equipment attendant, fire broke out the a growing risk, automatic fire alarm and linkage control system will directly affect the loss of state property and personal safety, it play a key role in the success of the entire building fire-fighting process, this paper presents a fire design engineering the design should draw attention to several issues.Key words: high-rise buildings; electrical fire; design
中图分类号:TU972+.4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
一、高层建筑电气设计的主要内容
(一)负荷的计算电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备,安全可靠与经济运行,均起决定性作用。高层住宅的电力负荷计算,基本上采用负荷密度法和需要系数法。
(二)供电电源及电压的选择为了保证供电可靠性,现代高层住宅至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层住宅的供电电压,都采用10kV标准电压等级。(三)高低压配电系统的设计
1、高压配电系统:现代高层住宅均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。
2、计费方式,采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。
3、为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。
4、高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层住宅的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母干线联接等等。
(四)主要设备的选型
1、高压开关柜。现代高层住宅的变配电室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。应根高层住宅地下室的标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
2、电力变压器。根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。
3、低压配电屏。国外低压配电屏的结构,几乎都做成抽屉式,特别是大容量的出线,则做成手车式。
4、应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层住宅已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。
(五)消防自动报警和自动灭火系统现代高层住宅的火灾自动报警灭火系统,包括:火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火自动化。
二、消防设备的配电保护设置
消防设备的配电保护设置有些设计者在做消防泵.排烟风机.加压送风机等消防设备的配电设计时均设置了过负荷保护.即设置了热继电器.当过负荷时热继电器动作,切断电源,根据GB50054-95低压配电设计规范中第4.3.5条规定,突然断电比过负载造成更大危害的线路其过负载保护应作用于信号,而不应作用于切断电路.我们大家都知道发生火灾时首先应考虑的问题是尽快扑灭火灾,尽量减少火灾造成的生命及财产损失,消防设备只要还能运转就应该运转下去直至扑灭火灾。上述设备是否因过负荷而被烧毁则完全不必考虑,因此笔者认为,消防设备配电设计只要将过负荷信号送到消防控制中心即可,不能作用于切断电路。
三、识别着火楼层的灯光显示装置的设置
(一)根据GB50116―1998,火灾自动报警系统设计规范中第2.2.4条规定,当用一台区域火灾报警控制器或一台火灾报警控制器警戒多个楼层时,应在每个楼层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位,设置。火警显示灯。然而在设计中许多设计者往往忽略,而且消防审查部门和施工图审查部门均无严格要求,故许多工程没设置此功能。
(二)对于识别着火楼层的灯光显示装置的设置还有一个误区,就是有些设计者认为,当采用集中报警系统和控制中心系统时可不按此条款执行,笔者认为应执行此条款规定,理由是采用集中报警系统或控制中心报警系统时一般都是由两个或两个以上的区域火灾报警器组成,此时对于区域报警系统的规定同样有效,无论是区域报警系统及集中报警系统和控制中心报警系统,只要是一台报警器警戒多个楼层时在每层的楼梯口或消防电梯前室等明显部位都应设置识别着火楼层显示装置。
四、消防控制室切断非消防电源的方式
GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范,第6.3.1.8条规定,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。有关部位是指着火的那个防火分区或楼层,一旦着火,就应切断本防火分区或本楼层的非消防电源,规范对非消防电源的切断作了严格的规定,即火灾确认以后,才能切断非消防电源,而且是有关部位的非消防电源,不是全部非消防电源,不能一有火警信号就立刻自动全部切断非消防电源,要根据非消防电源的性质分步切断非消防电源。(一)非消防照明用电电源的切除
火灾确认以后,如果马上切断正常照明用电,极易造成人们的心理恐慌,引起混乱,特别是商场不利于人员疏散,再者,在火灾初期,组织消防人员灭火亦需要足够的照度来保证快速灭火,所以对正常照明电源的切断,应慎之又慎,应在着火确认后,根据具体火情,由消防控制室手动切除着火区域的照明电源,设计者一定要按照防火分区或楼层划分照明配电回路,并具备按防火分区或楼层切除条件,以满足防控制。
(二)电梯电源的切除
GB50116-98,火灾自动报警系统设计规范,第3.1.9条规定,消防控制室在确认火灾后,应能控制电梯全部停于首层,并接收其反馈回来的信号,而在民用建筑电气设计规范J6J/T16―92第24.6.5.2条规定,火灾发生后,根据火情,强制所有电梯依次停于首层,并切断其电源,但消防电梯除外,两个规范不同之处是一个要求接受电梯的反馈信号,而另一个却要求直接切除非消防电梯电源。笔者认为,两部规范的规定并不矛盾,设计上应该注意的是,非消防电梯降于首层后,消防控制室收到反馈信号后才能切除非消防电梯电源。
(三)空调、电热、通风及其它非消防设备用电电源
对于此类设备,在火灾确认以后,根据建筑物的的重要程度采取自动断电措施,对于十分重要的建筑可按相应区域自动切除这类非消防负荷。
(四)为按规范要求切断消防电源的正确做法每个楼层或每个防火分区的总配电箱中均设置分励脱扣器的主断路器,发生火灾时,由消防联动控制系统通过联动模块自动切断有关部位的非消防电源。
关键词: 高层住宅 电气系统 备用电源 配电室 无功补偿
随着国家经济建设的迅速发展,改革开放的逐步深入,工业企业不断扩大,人们生活水平的不断提高,导致我国土地日趋紧张,从而促进了高层建筑业的发展。高层建筑的出现很大程度上解决了用地难的问题,可同时也带来的很多新的问题,如怎样减少因电气引起的火灾危害及发生火灾发生时如何快速切断非消防电源,防止事故进一步扩大,从而保护人身和财产的安全,这就要求电气设计人员在设计的过程中必须按照国家相关规范进行设计,以确保设计方案的高度可靠性、安全性、经济性、科学性、技术性。
一、高层住宅的电气方案设计阶段
高层住宅的电气方案设计阶段,应根据建筑专业、暖通专业、给排水专业所提供的用电负荷进行初步估算,确定用电总量,根据总用电负荷初步选择变压器型式及容量,确定配电方案。对于高层住宅而言,根据《高层民用建筑防火规范》(GB50054-95)(2005版)(以下简称防火规范)第9.1条规定,高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾报警系统、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防负荷用电,一类高层按一级负荷、二类高层按二级负荷要求进行供电。因此,配电系统必须采用双电源供电方式,对30层及以下的大型住宅区,采用引入两回市电,单母线分段联络方式进行供电,并互为热备用,容量按任何一回线路失电,另一回除本段母线的负荷外均能带所有一、二级负荷容量选择;而对普通高层住宅而言,引入两回市电成本较高,故一般高层住宅建筑仅引入一回10kV市电作为主要工作电源,而采用设置柴油发电机作为备用电源,在380V低压母线断路器处进行联络,当市电消失后能在30s内自动启动柴油发电机,对一、二级负荷进行供电,通过此种方式能满足一、二级负荷的供电需求。在方案设计阶段,柴油发电机容量可按配电变压器总容量的10~20%进行估算。在此,需要补充说明的是备用柴油发电机的总贮油量不应超过8小时的燃油量。
二、高层住宅的施工图设计阶段
1.配电系统
一般对于30层以下的高层住宅,变电所一般设置在地下层,因为大部分的风机、水泵等负荷均设置在地下层,因此,变电所应靠近负荷中心设置。变电所内设高压室、低压室、变压器室、柴油发电机室。高压室内应设置进线柜、PT柜、计量柜及出线柜,对容量较小,接线方式较简单、设备较少的高压配电柜一般采用交流操作方式,而对于接线方式较复杂,设备台数多的高压配电柜采用直流操作方式,需设置独立的直流室。变压器的容量及型式应根据建筑、给排水、暖通等专业所提供的负荷及住宅住户进行详细计算,此处需要说明的是,在计算住宅用户的负荷时需根据住宅户数按需要系数进行计算,这样才能正确选择变压器的容量,避免变压器选择过大或过小带来的一系列问题。在高层建筑中由于油浸式变压器内部油量较大,容易发生火灾危险,需要设置独立的变压器室,更多的采用干式变压器替代,干式变压器低压配电柜可设置在同一房间,从而减小变电所的面积。柴油发电机室一般靠低压配电室设置,这里需要说明的是,柴油发电机室的设计应充分考虑排烟、散热、防噪音、废气对建筑物的污染、发电机的检修是否方便、发电机的容量与台数、发电机与市电的配合。对于30层及以上的高层建筑及地区标志性建筑等,变电所的设置及配电系统则需通过几种供电方案的综合比较才能确定。
自供电局引入的10kV电缆线路采用穿管直埋方式引入,经高、低压变配电后向个用电负荷进行供电,供电方式一般采用放射式供电方式。需要说明的是对一、二级消防负荷来说,应在最末一级配电箱(配电箱至设备距离不大于30米)处设置自动切换装置。其配电线路及控制回路应按防火分区进行划分。
自变电所低压配电室引出的线缆一般采用桥架敷设、电缆竖井等方式,至动力设备的电缆采用防火电缆,保证火灾时能可靠供电,提高线路可靠性。经电缆竖井敷设至住宅的电缆采用预制分支电缆,电缆的敷设应按照《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)中的要求进行设计。
2.火灾报警及消防联动系统
根据《火灾自动报警设计规范》(GB50116-96)的规定,高层建筑应设火灾报警系统,火灾报警系统的级别根据建筑物高度、规模、功能等进行划分,
达到安全适用、技术先进、经济合理、管理维护方便的目的。报警区域应根据防火分区或楼层划分。探测区域应按独立房(套)间划分一个探测区域的面积不宜超过500;从主要入口能看清其内部,且面积不超过1000的房间,也可划为一个探测区域。火灾探测器的选择,应根据探测区域的功能选择不同类型的探测器,一般设置在地下室、楼梯间、敞开或封闭楼梯间;防烟楼梯间前室、消防电梯前室、消防电梯与防烟楼梯间合用的前室;走道、坡道、管道井、电缆隧道;建筑物闷顶、夹层。
火灾报警控制系统应设置手动及自动报警方式,现场装设手动火灾报警按钮和声光报警器,报警装置间距不大于30米。高层建筑内一般设置应急广播,扬声器应设置在走道和大厅等公共场所。每个扬声器的额定功率不应小于3W,其数量应能保证从一个防火分区内的任何部位到最近一个扬声器的距离不大于25m。走道内最后一个扬声器至走道末端的距离不应大于12.5m。在环境噪声大于60dB的场所设置的扬声器,在其播放范围内最远点的播放声压级应高于背景噪声15dB。
对大型高层建筑,应急广播和公共广播可合用一套装置,但火灾时应能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器和公共广播扩音机强制转入火灾应急广播状态,消防控制室应能监控用于火灾应急广播时的扩音机的工作状态,并应具有监控遥控开启扩音机和采用传声器播音的功能,同时还应设置火灾应急广播备用扩音机,其容量不应小于火灾时需同时广播的范围内火灾应急广播扬声器最大容量总和的1.5倍。
消防水泵、防烟和排烟风机的控制设备当采用总线编码模块控制时,还应在消防控制室设置手动直接控制装置。
3.照明系统
高层建筑中的照明系统除正常照明外,还应设置备用照明及疏散照明,应急照明配电箱应采用双电源或带蓄电池灯具进行供电。对火灾时仍然需要工作的场所如消防控制室、配电室、风机房、水泵房等房间应设备用照明,供人员疏散及撤离时应设置疏散照明标志和灯具,如地下室、楼梯间、电梯间、走廊、出口处、展厅、商场等区域。疏散照明一般采用带蓄电池灯具,市电消失后能继续供电,要求供电时间大于90min。
对大型高层建筑及地区标志性建筑应设置景观照明。当建筑物距离机场较近或建筑物对飞机航线有干扰时还应在屋面最高处及外侧转角的顶端处设置航空障碍灯,航空障碍灯的设置需满足《民用机场飞行区技术标准》(MH5001)的规定。
4.防雷接地系统
高层建筑根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)的规定,按照其规模、高度、功能及在地区的重要性进行划分,一般采用在屋面装设避雷针和避雷带防直击雷保护,屋面所有金属屋架、金属设备、金属管道等正常不带电设备外壳均应就近与避雷带相连,并沿建筑物结构内主筋引下至基础,对于高层建筑,还应考虑防侧击措施,将建筑物内钢构架和钢筋混凝土的钢筋相互连接,结构圈梁中的钢筋应每三层连成闭合回路,经结构柱内主筋引下,同时还应将45m及以上外墙栏杆、门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连,垂直敷设的金属管道及类似金属物应在顶端及底端分别于防雷装置相连。对有大量电子信息设备的建筑物,其电气、电信竖井内的接地干线应与每层楼板钢筋做等电位连接。
结束语:通过对高层建筑电气系统的设计从配电系统、火灾报警系统、照明系统及防雷接地系统等方面的进行了论述,尤其对设计过程中容易忽略的问题做了详细论述,希望本文能为类似项目的电气设计者提供经验和帮助。
参考文献:
关键词:建筑电气;消防;设计
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
0 引言
电气消防设计是住宅小区设计中相当关键的一节,作为电气工程师,针对建筑电气消防系统所做出的有效且安全性能高的设计方案是其份内的责任。一套完备的住宅小区电气消防系统可以降低火灾发生概率,提前预报安全隐患,即使发生火灾也会将损失降低到最低限度。
1、住宅小区电气消防设计遵循的规范
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95-2005年版)、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97)、《建筑内部装修设计防火规范》(GB50222-95-2001年版)、《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001-2005年版)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)、《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)等。
2、消防联动系统设计
2.1消火栓系统
消火栓是建筑物最基本的消防设备,消火栓系统能否正常使用,是灭火能否顺利进行的重要因素。消火栓系统电气设计应严格按照《报警规范》要求,满足下列几点要求:无论采用哪种形式的消火栓系统,接线都应能启动消防水泵;消防水泵启动后,本单体内的所有消火栓按钮处的指示灯点亮;消控中心内的集中报警控制器上能反映出哪一个单体消火栓按钮动作;消控中心可以显示消防水泵的运行状态、故障状态;通过消控中心的手动直接控制盘控制消防水泵的启、停。
2.2自动喷水(喷淋)系统
按现行《自动喷水灭火系统设计规范》的规定,住宅小区内的一类高层住宅的走道,带商铺的一、二类高层住宅的商铺,汽车库(停车数超过10辆)等场所均需设有自动喷水灭火系统。自动喷水(喷淋)系统电气设计应严格按照《报警规范》要求,满足下列几点要求:压力开关启动喷淋水泵;消控中心内的集中报警控制器上可以反映出哪一个单体压力开关动作;消控中心能显示喷淋水泵的运行状态、故障状态;通过消控中心的手动直接控制盘控制喷淋水泵的启、停。
2.3火灾报警系统
包含防烟楼梯机械正压送风系统、机械排烟系统、电动挡烟垂壁、常开防火门等。住宅小区内有不同类型的住宅建筑单体,同样根据单体内有无火灾自动报警系统,则按《报警规范》要求进行以下面两种方式考虑:1)当发生火灾后,火灾自动报警器通过控制总线、输出模块立即打开相关的排烟阀(口),同时自动启动排烟风机,开启着火层及上、下层的正压风口,同时自动启动正压风机,为前室及楼梯间加压,阻止烟气串入。2)如果单体内无火灾自动报警系统,那么当单体内地下层设有排烟风机时,则主要采用现场手动控制风机的启动;另外如果地下层设有喷淋系统,则可以采用喷淋系统中的水流指示器的动作信号作为排烟风机自启动的一个信号,这样控制可以适当弥补由于手动现场控制造成的风机启动的时间延误。
3、工程案例分析:
本工程主要由7栋单元式高层住宅楼及一座地下停车场组成。住宅楼地上21层-25层,高度61米-75米,地下两层为储藏室,总建筑面积88600平方米;地下停车场建筑面积6900平方米,设计停车位270个。
3.1建筑防火设计
本工程住宅楼为一类高层,设计耐火等级为一级,每单元每层为一个防火分区,地上部分不超过1000m2,地下储藏室不超过500平方米。每单元设剪刀楼梯间一座,消防电梯一部,剪刀楼梯的梯段之间采用耐火极限为2.00小时不燃烧墙分割,并分别设置前室,其中一前室与消防电梯合用。疏散楼梯在首层采用内墙或极限不低于2小时的隔墙与地下室分割开,隔墙上开设乙级防火门,疏散楼梯均通至屋顶,并设乙级防火门,所用疏散门均向疏散方向开启。地下停车场为Ⅱ类汽车库,设计耐火等级为一级,分成两个防火分区,每个防火分区均有一处汽车出入口及4处人员出入口,防火分区间采用特级防火卷帘分割。
3.2给排水设计
1)消防用水量
本工程室外消防用水量为15L/S,室内消火栓系统消防用数量为20L/S,地下汽车库自动喷水用水量为30 L/S,消防用水贮存于室外430 立方米的消防水池内。共用消防水箱设在25层住宅楼屋顶,储有消防初期用水18立方米。
2)室外消火栓系统
在小区四周DN250给水环状管网上按间距不超过120米设置SS100-1.6地上式消火栓13套,泵房内设置室外消火栓加压泵两台,以保证消火栓出口压力。
3)室内消火栓系统
每座单体建筑均需设置室内消火栓系统。室内消防给水管道在地下室顶板与顶层连接成环状。消防泵房内设置室内消火栓加压泵2台,以保证最不利点消火栓出水压力,平时消火栓管网压力由屋顶消防水箱维持。对栓口出水压力〉0.5MPa的消火栓采取减压措施。室外分别设置两套ZSZ150消防水泵接合器与给水管网相连。
4)自动喷水灭火系统
在地下停车场按中危险Ⅱ级设置自动喷水灭火系统,采用公称动作温度为68℃直立型洒水喷头,水泵房内设喷淋泵2台,水泵出水管在湿式报警阀前连成环状,配水管前压力大于0.4MPa时采用减压孔板减压,平时喷淋管网压力由屋顶消防水箱维持,室外设置两套ZSZ150消防水泵接合器与给水管网相连。火灾时喷头喷水,水流指示器动作并向消防控制室报警,同时报警阀动作,击响水力警铃,启动喷淋泵。
3.3通风及防排烟设计
1)通风系统
地下停车场设机械进排风系统,排风量按换气次数6次/小时计算,进风机按送风量的50%计算,并利用车库出入口进行补风。
2)防排烟系统
小区内的每栋住宅楼的合用前室均设置了加压送风系统,每层合用前室设一个电动加压风阀,火灾时由设在小区会所内的消防控制中心自动打开着火层及上下层的电动加压风阀,并联动设在楼顶的加压风机向合用前室送风。另一前室及楼梯间均设有对外的窗,采用自然排烟。地下停车场设有排烟及相应的补风系统。火灾时由消防控制中心自动打开着火区域的排烟防火阀,并联动排烟风机开启排烟;当排烟温度达到280℃时,排烟风机前的防火阀自动关闭,并联动排烟风机关闭。
3.4电气消防
消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等消防设备用电按一级符合要求采用双电源供电,并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。
本工程在小区会所内设置消防控制室,对整个小区消防报警系统进行控制。在地下停车场内设置消防报警系统及火灾应急广播,报警系统采用离子感温探测器。在地下停车场及住宅楼楼梯间、前室、配电室、消防控制室等处设置应急照明,在疏散走道及安全出口处设置灯光疏散指示标志。
结语
消防电气设计的目的是防患于未然。设计人员应该本着认真负责的态度,杜绝侥幸心理,设计出较为完善的电气消防系统。本文通过实例讲解消防电气设计,希望能给设计人员提供参考,以减少火灾,使人民的生命、财产得到保障。
参考文献:
[1]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].
[2]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].
[3]GB50368-2005,住宅建筑规范[S].
[关键词]高层住宅;建筑消防疏散;设计研究
中图分类号:TU241.8;TU972.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)16-0200-01
引言
城市建设的不断推进,经济的不断发展,人们对追求高品质的生活向往越来越密切,一幢幢高层住宅建筑矗立在城市中。高层建筑满足了城市对空间的需求,同时也为人们提供了更加舒适的生活环境和学习环境,但同时大量高层建筑的出现也逐渐带来了一些安全隐患,建筑消防系统设计越来越重视。高层住宅建筑划分的功能区多,内部结构复杂,一旦发生火灾,其救援难度较大。因此,高层住宅建筑消防系统设计对维持社会正常秩序,保障人们生活财产安全具有重要意义。
1 安全疏散设计原则
对高层住宅建筑消防疏散设计时,务必要严格遵循疏散设计原则,以确保设计的可行性,使其能真正发挥出帮助被困人员安全疏散的功能。高层住宅建筑消防疏散设计,应充分结合安全消防技术规范的相关内容,以达到消防安全规范要求。同时,应根据高层住宅建筑的特点,遵循设计原则,选取一个适合的地点作为安全区域,将其作为消防疏散时的转移目的地。为确保安全疏散时被困人员能够畅通无阻,快速步行至安全区域,在高层住宅建筑中,应避免使用影响安全疏散的建筑材料,尽可能选用隔热、不易燃的材料,以提高消防通道的安全性和畅通性,为高效地完成消防疏散创造有利条件。
2 建筑疏散消防设计的重要性
随着现代高层建筑的多功能化,建筑内部大多存放着很多的易燃、可燃物品,而且建筑装修构造本身也存在着不少的可燃易燃构件,这就增加了火灾隐患。火灾一旦发生,在烟囱效应作用下,浓烟和火势会顺着楼梯间、电梯井、管道井、排气道等向上蔓延,高层建筑层数多,垂直距离长,疏散到地面安全区域所需时间较长,人员混乱、拥挤,如果没有明确疏散路线和合理的安全疏散设计,受困人员就会遭受火势和浓烟的侵害。
3 建筑安全疏散消防设计研究
3.1 消防电气线路的敷设问题
消防电气线路设计采用金属导管或封闭式金属槽盒在吊顶内明敷设或穿管敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm。在布线上要求与“建筑设计防火规范”、“火灾自动报警系统设计规范”一致,只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。从实际情况可以看出,很多设计人员对这一条有所疏忽。该条之所以没有包括火灾探测器线路,是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用,而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、消防应急照明及消防广播线路,在火灾发生后一段时间内必需起作用,在这段时间内,这些线路应保证安全使用。敷设在吊顶内的线路,在发生火灾时并不安全,而且吊顶内是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视,在实际操作中,凡是新设计的建筑,对该条文规定的线路,一律穿金属管或阻燃 PVC 管保护并在现浇板内、墙内等处暗敷设。而在改造工程中,由于条件限制不能暗敷时,应对保护钢管或封闭式金属槽盒采取防火措施,如刷防火漆两遍。
3.2 消防电梯设计
在高层住宅建筑设计的过程中,设置消防电梯主要用于火灾安全疏散,消防电梯直接通向地下停车场,若地下发生火灾,身处于地下停车场的住户可以通过消防电梯离开火场,有效提高高层住宅建筑的火灾救援程度。在日常生活中,消防电梯可以设置为残疾人电梯,以提高建筑竖向交通能力。消防电梯数量设置要根据高层住宅建筑实际面积确定,每个消防分区要保证至少1部消防电梯,1500m2以内的建筑面积设置1部消防电梯,1500~4500m2以内建筑面积设置2部消防电梯,高于4500m2建筑面积设置 3 部消防电梯。在前室面积方面,根据高层住宅建筑特点和每层建筑面积而定,一般住宅建筑前室面积控制在4.5m2,若消防电梯与防烟楼梯合用前室时,或者在消防电梯与客梯合用前室的情况下,由于前室人流量大,人员停留较多,要适当增加面积,其面积可达到6~10m2。
3.3 自动报警系统设计
高层住宅建筑自动报警系统包含集中报警器、探测器、消防广播等部分构成。建筑首层消防车道位置要设计消防控制室,其内部涉及到火警119电话、报消防电话等,以构成建筑火灾报警系统联动机制。在进行探测器安装设计的过程中,工作指示灯要面朝工作人员的方向设置,以便于工作人员的观察和检测,及时了解探测器的工作状态。在自动报警器施工过程中,要在建筑地面工程竣工后进行施工布线。布管时要先清洁管内与线槽内,以避免积水杂物影响线路的绝缘性;导线通常情况下要采取暗敷设的方式,若由于工程需要进行明敷设时,工作人员则要将导线在金属导管或者封闭式金属槽盒内布线,并在封闭式金属槽盒外部涂抹防火涂料两遍,以保证导线的安全性,提高火灾自动报警系统的有效性。安装完成后,工作人员要对自动报警系统进行调试,感烟器加烟试验,将烟枪接触探头,观察探头是否启动报警装置,若启动报警后观察报警信号,核查探头位置。
3.4 消防应急照明和疏散指示标志系统
一是选择合理的系统形式,消防应急照明和疏散指示标志的设计应严格执行国家规范标准。对于系统形式的选择,高层、综合型建筑应选用电源集中控制的类型或是自带电源集中控制型的系统。而对于交通组织简单,疏散路线相对简单的建筑采用自带电源非集中控制类型或是集中电源非集中控制类型。对于疏散指示标志的选择,应选择智能型消防疏散指示系统。二是合理选择相应的供电方式,消防应急照明和疏散指示系统应选择消防电源,比如可以采用集中蓄电池组作为消防应急照明和疏散指示系统的电源,设置单独的供电回路。三是设备的安装要满足规范的要求,对于疏散通道的最低水平照度不应少于1LX,对于人员密集型的场所,其地面水平照度不用少于3.0LX,而楼梯间的水平照度应不少于5.0LX,对于避难层其照度要求更高。
Y语
消防设计是建筑设计的重要组成部分,关系到人民群众的生命财产安全,要给予特别的重视。高层建筑楼层高、疏散路线长,一旦发生火灾,就会给逃生疏散带来一定的困难,因此,需要通过正确、合理的消防安全疏散设计,以求火灾发生时能够及时、安全地将人员疏散到安全区域,从而最大限度的减少火灾造成的人员伤亡。
参考文献:
[1] 霍凌云.建筑安全疏散消防设计的探讨[J].科技展望,2017,07:316.
关键词:高层;民用建筑;防火设计
中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:
前言
近几年,随着我国经济的快速增长,高层民用建筑也得到了长足的发展,而高层民用建筑防火成为了人们关注的焦点,如何做好高层建筑防火设计需要大家的共同努力,下面我们就来探讨一下高层民用建筑的防火设计。
1 高层民用建筑的火灾特点及造成原因简介
近年,随着我国国民经济的发展和城市化进程的深化,高层建筑如雨后春笋般拔地而起,城市面貌也日新月异。民用建筑由于其楼层多、建筑高的特点,火灾发生时,火势发展迅猛,消防人员难以扑灭,这些隔墙在发生火灾时能起到有效的防止火势蔓延的作用,但因其高层内部结构较为简单,在国内在高层建筑中发生大的火灾的实例较少,所以在建筑设计中对于高层建筑的消防安全设计在思想和技术上都存着着忽视。目前在高层住宅建筑中设计、施工部分多数情况下因对消防安全意识的不到位,所以在工作过程中没有严格遵守相关的高层防火设计规范,公安消防机关对高层的消防防火工作在宣传和监督上也不到位,这些问题与城市建设的快速发展存在着较大的矛盾,所以无形中就造成了城市高层建设火灾隐患的发生。
2 高层民用建筑防火分类
一般地说可将建筑防火设计分为主动防火系统和被动防火系统两大部分。所谓主动防火系统是由自动(或手动)控制的报警、灭火、防排烟以及消防用电、消防给水等设备系统所组成,其基本功能是早期发现和扑灭火灾。建筑的被动防火系统,则主要由不燃与难燃的装修材料;防火门、防火卷帘、防火吊顶、钢与混凝土结构的防火墙、电缆防火管(井)、通风排烟管井、挡烟垂壁、管道的穿墙封塞等构成,其功能是利用适当的建材和构件将一个大空间划分成若干个小空间,在火灾发生与蔓延的过程中,将火势尽可能地控制在一个小范围内,并保证建筑结构的整体或局部在设计规定的时间间隔内不出现倒塌破坏。在目前的我国国情下,被动防火系统的设计更具普通性、可靠性、长久性和经济性。
3 高层民用建筑主动防火系统设计应把握的防火要点
3.1建筑专业防火设计
防火分区是否正确高效划分,防火分区尽量方正,疏散线路尽量简洁,这对防火疏散能否进行和疏散快慢影响很大。每个楼层根据建筑规模的大小用防火墙、防火门及防火卷帘隔分为几个防火分区,《高规》要求高级住宅、19层以上的普通住宅每个防火分区控制在1000平方米以内;10层至18层普通住宅每个防火分区在1500平方米以内。各设备管线能否穿越防火分区必须符合相关规范要求,穿防火分区处须进行有效阻燃处理,阻挡各防火分区间的火势蔓延,如给排水管道、消防管道穿越防火分区时应该设置防火套管。
3.2 给排水专业防火设计
在高层住宅消防设计上,应立足于以室内消防给水系统自救为主要灭火方式,所以在高层住宅建筑群应采用区域集中或临时高压消防给水系统。高层住宅设置的消防水箱,应满足室内最不利点灭火时的水压与水量需要,否则应设高气压给水,稳压泵等增压设施,其水箱容量应根据建筑平面类型(通廊式、塔式、单元式)层数和建筑面积而合理确定;高层住宅的室外消防给水管网应布置成环状,其消火栓尽量露明便于消防车取水,设置数量应符合规定,给水压力不应低于0.1MPa。高层住宅的室内消防给水系统宜与生活给水系统分开设置,室内消防给水管道也应布置成环状,其中进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根。消防水泵是消防给水系统的心脏,其工作性能、数量、安装及开启方式必须保证消防泵及时、可靠地运行,在同一小区内,消防水池和消防水泵房可以共用,室内消火栓给水系统和高级住宅的自动喷水灭火系统还应设置水泵接合器,其设置数量与水流量必须符合规定,其距室外消火栓或消防水池的距离宜为15~40 米,至于室内消火栓,《高规》要求设置在住宅走道、楼梯间、消防电梯间前室等明显部位,要点是方便取用和保证两股有效水柱的同时到达,但目前的住宅建筑设计经常没考虑消火栓箱预留位置。
3.3暖通专业防火设计
高层建筑因其层数多,高度较高,一旦发生火灾时烟气很难排出,大多数的火灾事故证明,在人员死亡中多数是由于吸收过多烟气,所以对于高层建筑防火设计中的排烟设计是非常重要的环节。在进行防排烟设计是可分为两类。一是自然方式,即通过外窗、阳台及至竖井将烟排出。二是机械方式,它又分为加压防烟和减压排烟两种。自然方式因易受风向、地区影响而效果难以保证,因此国家规定居住建筑超过100m 时不应采用自然方式排烟。在居住建筑中设置天井,使位于内部的防烟楼梯间、消防电梯前室等向其开窗自然排烟,是非常有效的方式。
3.4电气专业防火设计
高层住宅建筑的电气防火设计主要有两个方面的意义,一是从被动防火意义上来增强电气安全,避免因线路长期超负荷运行,绝缘老化严重而引起电气火灾的可能,甚至要考虑因地震、雷击等突发灾祸诱发的电气火灾的防范;二是从主动防火意义上如何保障消防电源及配电,如何保障火灾应急照明、疏散指示标志和实现火灾自动报警及消防总控。这里需要强调的有三点:
a.对于超过十二层以上的住宅小区,其消防水泵和电梯为了保证其供电的可靠性,在安装时要进行双回路供电,同时还要准备好备用电源。
b.高层住宅的消防用电设备应采用独立的供电回路,确保火灾发生时消防总控制室、消防电梯、消防水泵、事故照明、防排烟系统的消防用电及对上述消防用电设备的两个电源的切换方式,切换点和自备电源的启动时间都必须符合《高规》的规定。
c.火灾实例证明,事故照明灯和疏散指示标志的设置对于人员伤亡轻重关系较大,对当前高层住宅居住现状及城市消防机动与登高能力之不足具有针对性和必要性,还必须重视与加强。
2.5 灭火器材方面(其它消防用具配备方面)
目前高层建筑防火器材的配置中,除了必不可少的消火栓、破拆工具等,灭火器是消防器材中必不可少的工具,灭火器使用方便,可随便移动,所以是发生火灾时第一线的灭火器具。所以在高层建筑的消防配置中,需要配备一定数量的灭火器,这样在火灾发生时才能在第一时间有效的把火灾扑灭,同时灭火器具有多样性,所以在平时的检查过程中要对灭火器的存放、更新等重点进行检查。
4 结束语
近几年来,随着高层建筑的大量兴起,由于多方面的因素影响,高层建筑在设计过程对防火意识较为薄弱,再加之建设部门在建设过程中把关不关,消防监管不利等多方面的原因导致火灾隐患时刻威胁着人们的生命财产安全,高层建筑是关系着人们安居乐业的百年大计,所以在建筑的防火设计上要杜绝隐患的发生,这就要求设计人员努力提高自身的文化素质,吸取国外在高层建筑防火方面优秀的理论和经验,在高层民用建筑的防火设计上做好规划,做好高层建筑规划中的防火问题。同时消防监管部门要做好消防检查工作,对于干扰消防工作的行业要进行严厉的惩处,并保证执法的公正性。只有通过一系列的具体措施和行火来对防火问题进行规范,这样才能保证高层民用建筑火灾事故的发生,保证人民生命财产的安全。
参考文献:
[1]自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2001).
[2]火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98).