尹浩文

摘要：围绕高层建筑消防设备配线防火设计展开论述，重点阐述了高层建筑消防设备配线防火要点，如消防负荷配电、防火线缆电缆及敷设防火等，并以消防照明与指示系统、电气火灾监控系统、消火栓泵配线防火为例，研究消防设备配线防火设计方案。

关键词：高层建筑;消防设备配线;防火设计;消防监督

高层建筑的使用功能复杂、施工面积大、层数多，对于电气系统具有较高的依赖性，因此高层建筑电气工程的开展难度也进一步加大。对于高层建筑的电气设计工作来说，消防设备配线防火设计尤为重要，甚至决定了电气施工的质量与安全，关乎业主的生命财产安全。作为火灾危险性最高的灾害之一，电气灾害的预防与控制大多体现在设备配线防火中，因此做好配线防火设计具有现实意义。

1  高层建筑消防设备配线设计要求

首先，消防设备配线一般选择铍铜电缆为材料，并且敷设多为暗敷，敷设期间必须要对电缆采取一定的保护措施，暗敷的厚度应当在6cm以内，有助于后续运维工作的顺利开展;其次，若选择明敷方式，需要在电缆上套入金属条管或耐高温塑料管，并在管道中涂抹一层防火涂料，从而提高配线的耐火效果;最后，在消防设备配线中包裹具有较高绝缘性的材料，将其放于电缆竖井中，能够替代金属套管的作用。

2  高层建筑消防设备配线设计要点

2.1  消防负荷配电设计

按照建筑专业对于建筑内部空间设计的防火分区分析，电气供电分区应当与防火分区结合设计，所以在前期的方案设计中应当做好水平与竖向配电区域的设计，按照不同防火分区设计配电间。对于消防控制室和变电所、消防水泵房等设备机房，利用低压配电柜放射到末端双电源切换供电。对于消防风机、潜水泵、防火卷帘等分散式设备，应当在集中区域设计一组消防负荷配电总箱，一组通常为两个，为对应的消防设备提供末端双电源切换供电，不仅能满足消防设备的电能供给需求，同时成本造价更低，供电稳定性更强。

2.2  电线电缆设计选型

第一，阻燃型电线电缆。PVC绝缘阻燃线缆具有优秀的阻燃效果，线缆本身不易着火，即便着火也不会延燃，在离开火源后还可以自我熄灭。以阻燃材料为导体的绝缘设计本身也有一定的约束，只能在有阻燃要求的场景下使用。阻燃型电线电缆有70℃、90℃、105℃等，其中105℃绝缘导线也叫做耐热线，在一些温度较高的场景下适用。

第二，矿物绝缘铜芯电缆。针对一级负荷中的关键负荷电缆，如应急发电机和消防泵，可以选择矿物绝缘防火电缆。这类电缆是预防并扑救高层建筑火灾的主要方法，敷设方式为明敷。

第三，密集型插接式母线槽。和传统电缆配电模式不同，密集型插接式母线槽体积更小但传输的电流更大，电气性能与机械性能更加优异，安全性也相对较高，在防火设计中也可以考虑使用，但需要在安装前做好现场的测试工作，确定好线槽的长度等参数[1]。

2.3  防火电线电缆设计

由于高层建筑的消防设备数量和种类较多，用电范围广，因此室内线缆布线较为复杂，在设计过程中应当结合设备的功率大小来选择不同场所及不同型号线缆，其间应当关注以下几点：

第一，确保电线电缆质量满足消防设计要求，规避线路本身质量问题引发的电气火灾。

第二，尽量选择YJV交联聚乙烯绝缘电线电缆，这类电缆的物理性能优秀，使用寿命长、载流量大、燃烧产物毒害性低。据了解，相同规格下交联聚乙烯电线电缆比传统电缆载流量高出30%左右，工作温度可以提高20℃，过载温度提高30℃，短路温度提高90℃，电压等级为0.6～1kV。

第三，尽量选择铜线芯的电线电缆，铝导体接头位置容易氧化导致接触不良，可能引发火灾。

第四，选择阻燃电线电缆，在火灾发生后，阻燃性的电线电缆可以有效控制火灾的蔓延，初期时就能及时扑灭火势，有效减少人员伤亡或财产损失。

第五，选择矿物绝缘耐火电缆。选择阻燃电缆还是耐火电缆也是很多设计人员难以抉择的问题，按照《阻燃和耐火电线电缆通则》规定，耐火電缆在供火温度750℃环境下应当达到运行90min的要求。若是着火点处于消防线路周边，火焰直接燃烧下，部分消防设备的有机耐火电缆可能难以达到要求，例如消防水泵和防排烟设备等，消防用电设备在火灾发生时最少持续供电时间要求有所不同，具体如表1所示。在《建筑设计防火规范》中规定，消防配电线路可以和其他线路分开敷设于不同电缆井或电缆沟，若条件限制只能设计在同一个电缆井，消防配电线路应选择矿物绝缘类不燃性电缆。

2.4  线路敷设中的防火措施

消防设备配电线路设计应尽可能减少线路短路、接地故障、过载等问题的发生，并且在火灾发生后可以对火势进行控制，阻断火灾的蔓延，这对线路的耐火隔热性能具有一定要求。应采取以下措施：

第一，在线路暗敷时，通常选择普通电线电缆，同时穿金属管或阻燃塑料管敷设于不燃烧体结构中，穿管暗敷保护层厚度不小于3cm。这种敷设方式更加安全可行，若为明敷设计，可以应用涂刷防火涂料的金属管或金属线槽。

第二，若消防设备配电线路具备耐火隔热的不延燃电缆并敷设在电井，则可以不设计金属管保护，如果和可延燃电缆在同一个电缆井敷设，应当利用防火桥架分隔开。

第三，火灾发生后，高层建筑电气竖井可能产生烟囱效应，所以强电、弱电竖井楼面应当每层都设计和建筑结构耐火等级相符的材料进行封堵，电缆船板套管两侧管口也要一并封堵。

第四，穿越防火分区耐火墙的配电线路应在穿越位置利用燃烧等级相符的材料封堵，预埋管口两端需要选择耐火等级相同的材料封堵。

3  消防设备及系统的配线防火设计

3.1  消防应急照明及疏散指示系统

3.1.1  消防应急照明灯具

A项目为集团大楼建设项目，属于人员密集场所，电气系统设计也较为多样化。其中消防应急照明系统能够在火灾等突发事件下为人们快速逃离现场提供照明便利，因此灯具的设计应当考虑人体视觉特征，确保应急疏散的效率与安全性。消防应急照明灯具需要长久持续运作，需要选择节能型光源，再考虑到线路防火要求，所以在灯具的选择上应当明确以下几点：

第一，光源色温应当处于2700K以上。

第二，根据楼层高度选择灯具，如该项目层高为3.7～5.5m，应统一选择大、中型标志灯。

第三，处于室外或地面等位置的灯具，为避免潮湿或浸水对灯具线路带来影响，防护等级应当达到IP67。

第四，全部消防应急照明灯具都应为持续式[2]。

3.1.2  灯具布设

在A项目的设计方案中，消防疏散指示设计严格落实国家有关标准规定，备用照明灯具的设计在经过照度验收后确定。在灯具布置设计中，疏散指示标志灯设计思路为就近疏散，依照设计图中的防火分区标记安全出口的具体位置，之后经过走道尽头按照规定进行灯具的间距布置和线路设计，尽可能引导人员选择最快的逃生路径。在一些较为高大的空间，例如大堂中依墙安装的疏散指示灯与安全出口指示灯，若亮度和清晰度不足，可以设计多信息复合式，或在地面双面方向标志灯，保证视觉连贯性。由于A工程层数较高，共设计了2个避难层，将塔楼划分为低中高三个区间楼层。其中高区与中区的纵向疏散路径引导人员疏散到避难层中，并且为楼梯间消防疏散照明设计了专用的配电回路，实现分段树干式的供电模式。

3.1.3  应急照明配电设计

在根据防火分区规定布置好灯具后，便需要设计配电支线回路，按照有关标准，每条支路灯具数量都应当在25个以内，避免灯具在发生故障后产生联动影响。配电线路的电源线路选择WDZCCN-BYJ-2*2.5，通信线路选择WDZCN-RYJS-2*1.5，共穿过MT25管道在墙体中暗敷。在设计好防火分区的配电支路数量后，就需要设计应急照明分配电装置与集中电源。A项目的所有防火分区的强电间都设计了A型集中电源和分配电装置，部分高大的建筑空间中设计B型集中电源和分配电装置。按照电源和配电装置的分布设计及数量，在不同区域配置的双电源切换配电箱，为一定区域提供电源。塔楼消防应急照明配电箱为树干式配电模式，从低压配电柜引出2路电源，配电箱对应楼层选择T接模式，地下室等消防疏散照明配电箱数量较少，故而选择放射式供电模式，利用低压配电箱引出2路电源配电。

3.1.4  火灾下的系统控制

在火灾发生并确定火灾的基本信息后，可以选择自动或手动的方式启动应急照明控制器。自动报警主机发送信号，照明主机在接收到信号后利用预设计的逻辑执行如下操作：①控制系统中的消防应急照明灯进入应急运行模式;②B型灯具利用B型分配电装置转换到集中电源，对灯具进行持续性供电，并将主电源切断;③若主电源运作状态正常，那么A型分配电装置会优先选择主电源，若主电源运行异常，则转换到集中电源输出供电;④在手动模式下，需要先将配电箱电源供电回路切断，之后转到各分配装置和集中电源中为灯具供电[3]。

3.2  电气火灾监控系统

3.2.1  系统运作原理

在探测器运作过程中可以对目标线路的电气参数进行检测，若线路故障，探测器可以利用内置的传感器将电流、温度、电弧等信息转变为电信号，之后经过判断后将报警信息传达到主机。主机在接收到报警内容之后可以显示存在故障的位置信息，开启声光报警器记录信息，并通知管理人员及时前往现场处理故障，避免引发火灾，也能在线路遭遇火灾时及时获取异常信息并发出警报。

根据上文了解，监控器主要负责报警信号的发出以及信息的管理等工作，监控器应当设计为24h值班消防控制室中，在消防控制室中，电气火灾监控器能够经由总线与火灾报警控制器、图形显示器进行连接，当电气故障或火灾发生时能够将报警信息及线路故障信息发送到图形显示器中，有助于消防系统监管及处理方案的落实[4]。

3.2.2  监控探测器

当前多数高层建筑电气火灾监控系统为剩余电流式或测温式探测器，能够通用一套系统，探测器多为8回路、16回路、32回路等，能够连接各种电气火灾传感器，在设计剩余电流电气火灾监控系统时，还要增设温度监控等功能。为进一步降低监控点的数量，供配电系统在设计方面根据《工业与民用配电设计手册》中关于电流动作保护器内容，计算出线回路的自然泄漏电流，根据施工经验看，低压配电柜的出线端通常泄漏点流量较高，并且电缆集中在电缆沟时需要考虑到散热问题，若线路温度过高，电气火灾监控探测器可能会产生误报问题。为提高系统运作稳定性，可以将测温式及剩余电流式电气火灾监控探测器设计在第二级配电箱进线端中[5]。

若高度达到12m及以上的建筑空间中，需要重点考虑线路可能引发的电气火灾问题，商业中庭等空间的照明回路应设计电弧式电气火灾监控探测器，并且监控探测器应当设置在对应场所的照明配电箱中。在导线的选择与设置过程中，需要按照建筑的各个功能区和配电区选择合理的电气火灾监控探测器，并且和主机之间的连接模式也要综合考虑，多数情况下选择总线控制模式。线路大体上和火灾自动报警系统的主干槽盒保持一致，单独穿越金属槽盒或金属管，在不同楼层的弱电间中敷设。电气火灾监控系统的主要功能并非是火灾时的救援主力，所以导线可以结合产品特征采用双绞线WDZC-RYSP-2*1.5，线路的敷设方面不需要进行特殊的防火保障措施。

3.3  消火栓泵及噴淋泵配电线路

在固定式水灭火设施的设计中，消火栓泵与喷淋泵是其中不可或缺的部分，火灾发生时能够快速扑灭火势，将火势控制在初期阶段需要依赖消防水泵。消防水泵的及时与稳定运作能够起到很好的灭火效果，而消防水泵的运作本身又离不开配电线路的防火设计，因此在消火栓泵及喷淋泵设计中，应当着重考虑配电线路的消防设计合理性。在高层建筑消防设计中，广泛应用的方式便是设立水泵房，消防水泵在水泵房中进行集中化设计，双回路电源干线及各个水泵电动机配电支线一同组成了水泵房的配电线路。水泵电动机在配电线路中一般选择暗敷模式，若环境或要求特殊还可以选择电缆桥架空的明敷法，这对于电缆和电缆桥架施工来说具有一定的挑战性。为进一步提升配电线路的防火等级，应当选择耐火性好的电缆或电缆桥架，保证桥架的防火性能达到要求。

4  結语

由于高层建筑电气火灾的危害性较大，甚至会造成严重的人员伤亡事故，为有效提高建筑安全性，保障群众的生命安全，高层建筑消防设备的配线防火设计至关重要。合理设计消防设备配线防火能够提高建筑整体的消防安全水平，在火灾发生时能够及时报警、及时处理、有序疏散，使建筑消防系统更加安全可靠，助推建筑电气行业的长远发展。

参考文献：

[1]林千.高层民用建筑消防设备电气线路防火设计研究[J].建设科技，2017（22）：107.

[2]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.

[3]杨永波.浅析高层民用建筑消防设备电气线路防火设计[J].建设科技，2015（18）：91-92.

[4]文星美.高层建筑消防设备配线防火设计分析[J].科技视界，2014（9）：296+333.

[5]白军.高层建筑消防设备配线防火设计探讨[J].科技传播，2013，5（12）：55+54.

Discussion on fire protection design of fire

fighting equipment wiring in high-rise buildings

Yin Haowen

（Fire and Rescue Detachment of Tianjin Binhai High-tech Industrial Development Zone ， Tianjin 300450）

Abstract：This paper mainly discusses the fire protection design of the wiring of fire-fighting equipment in high-rise buildings， focusing on the fire protection points of the wiring of fire-fighting equipment in high-rise buildings， such as fire load distribution， fire-fighting cables and cables and laying fire protection， and taking the fire lighting and indication system， electrical fire monitoring system and fire hydrant pump wiring fire protection as examples to study the fire protection design scheme of the wiring of fire-fighting equipment.

Keywords：high-rise buildings; fire-fighting equipment wiring; fire protection design; fire supervision