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高層住宅樓的性質既屬于住宅樓,又屬于高層建筑。根據《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95,高層住宅樓是指十層及十層以上的住宅建筑。高層住宅樓按建筑層數又分為一類高層和二類高層:其中十九層及十九層以上的住宅為一類高層住宅,十至十八層為二類高層住宅。在二類高層住宅中,特別是十層﹑十一層(含十一復十二層)住宅有其特有的特殊性。譬如,不需設消防電梯,不需設封閉樓梯間,等,具有不同于其它二類高層住宅樓的特點。目前,我國大中城市以高層住宅為主的商住樓開發越來越普遍。高層住宅樓的設計和審查已成為電氣設計人員的日常工作。本文主要對高層住宅應急照明控制、應急照明供電及火災自動報警系統設置的設計做粗淺的討論。
一、高層住宅應急照明控制的設計
《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)規定:“高層住宅的應急照明不需設置節能自熄開關”,而《住宅建筑規范》卻以強制性條文的形式規定“住宅的公共部位應采用節能控制措施”。并存的規范間有這樣大的反差,似乎存在矛盾。但筆者認為這恰恰是節能和環保觀念成為主流意識的真實反映。在設計和審查時,設計方案當然應符合強制性標準的規定。即:住宅公共部位的應急照明采用節能控制措施。
高層住宅公共部分的應急照明要達到既適用于節能控制,又能適用于火災發生時夜間應急照明,筆者以為設計時應:①在燈具旁設置就地節能自熄開關,配以火災時由火災自動報警系統聯動控制將應急照明自動點亮措施。有些設計人員認為采用聲光控制延時開關或人體自動感應開關,就已經已具有火災疏散時自動點亮的功能,不需由火災自動報警系統聯動。但是這種作法在有關規范和技術措施中均無據可查,是否可行尚無定論。②對于有天然光采光的場所,給照明系統設置定時或光控設備。這種方式的特點是:白天應急照明關閉,當發生火災時,依靠天然采光窗作排煙和人員疏散;夜間應急照明常亮,保證火災發生在夜間時人員的安全疏散。
譬如,對于十層或十一層(含復十二層)的小高層住宅樓,根據《高層民用建筑設計防火規范》,這類建筑不設封閉樓梯間,并且樓梯間靠外墻,能直接天然采光和自然通風,這種防火設計符合前述規范精神。若采用在該建筑的應急照明系統中設置定時或光控設備作為節能控制措施,可以避免設置節能自熄開關控制時,因未設置火災自動報警系統而無處取得聯動控制信號的尷尬,這種方案也符合《住宅設計規范》的指導精神,但缺點是會在夜間很少人通行的公共部位造成“長明燈”,浪費電能,節能效果差。也可以采用在各層設置應急照明手動啟動按鈕,并在旁邊設置蓄光型的醒目標志“應急照明手動啟動按鈕,發現火災時請立即按下”,作為應急照明的自動點亮措施。這種手動啟動按鈕可以采用消防栓破玻按鈕(AC220V)設置在各層電梯廳的出入口處。
二、 應急照明的供電問題
在實際工作中,應急照明的電源和供電系統是設計和審查工作中爭議較多的一個問題?!督ㄖ彰髟O計標準》規定應急照明的電源可采用下列方式之一:①接自電力網有效地獨立于正常照明電源的線路;②蓄電池組,包括燈內自帶蓄電池﹑集中設置或分區集中設置的蓄電池裝置;③應急發電機組;④以上任意兩種方式的組合。
概括起來講,筆者認為對應急照明電源的基本要求應該有兩個,不管采用上述何種供電方式都必須能夠滿足:一是電源的供電可靠性問題;二是應急電源的轉換時間和連續供電時間問題。參照執行的行業標準有《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-2008量化的規定:火災疏散應急照明電源的轉換時間應≤15s。
對于單棟的高層建筑物來說,直接引接城市低壓電網的電源作為應急照明的電源是一個很理想的方案,無論在供電可靠性和電源轉換時間等方面都可以滿足規范的要求,并具有很好的性價比。但對于高層住宅樓群而言,常采用的是第2、3種方式的應急電源。
1、采用蓄電池組供電
采用蓄電池組做為應急照明電源可分為燈內自帶蓄電池和集中設置(或分區集中設置)蓄電池裝置這兩種方式。燈內自帶蓄電池方式對于配線線路的敷設要求低,但對于后期的維護管理要求高。實際工程中,這些分散設置的應急燈完好率低,萬一發生火災時將造成無應急照明的狀況,影響人員快速安全地疏散,勢必造成嚴重的后果。集中設置蓄電池裝置的應急照明系統的可靠性較高,設計時應盡可能采用集中供電方式。雖然集中設置蓄電池組(當層數較多時,應急照明的蓄電池組宜采用分區集中設置的方式)的供電方案可能價格較貴一些,但事關住戶生命安全的重大問題,安全設施多投入一些是必須的。
設計時采用集中供電方式應注意兩個非常關鍵的問題:一是對配電線路的要求很高,應采取防火防機械損傷等措施保護配電線路,即要求“暗敷設時,應穿管并應敷設在不燃燒體結構內且保護層厚度不應小于30mm”。二是雖然應急照明的燈具由集中設置的蓄電池組供電,燈具不須自帶蓄電池,但燈具仍應符合應急照明燈具的要求,即設計圖紙必須明確要求“應設玻璃或其它不燃燒材料制作的保護罩”。這一點是設計中比較容易疏漏,但對集中供電的應急照明系統卻至關重要。因為若采用可燃材料制作的應急燈具,當火災燒毀某個燈具時,勢必也燒毀燈頭內的應急照明線路,這將導致整個應急照明支路中斷供電。另外,設計選型還應注意標明蓄電池的連續供電時間。
2、采用應急柴油發電機組供電
對于高層住宅樓內有大用電量消防設施,如:消防電梯,而需要引接應急柴油發電機組作備用電源的高層住宅樓,應急照明可納入消防配電系統。需要指出的是,應急照明系統中應急電源與正常電源的切換位置在不同的規范中有不同的規定,這也是設計和審查工作中有較多爭議的地方。譬如,《民用建筑電氣設計規范》規定:“對于火災應急照明……若采用分散供電,在各層(或最多不超過3~4層)應設置專用消防配電屏(箱)”,但該規范同時又規定:“消防用電設備的兩個電源宜在……火災應急照明配電箱處作自動切換”。綜合這兩條規定,就需要每隔3~4層設置應急照明配電箱,并且需要在每個應急照明配電箱中作雙電源自動切換。但實際上,高層住宅樓中,各層的應急照明負荷很小,有時一層可能只有幾個應急照明燈具,采用這種方式需要使用更多的耐火電纜和多個雙電源自動切換箱,造成不必要的投資浪費。因此,筆者建議可根據實際情況采用市電電源+自備電源(含發電機電源或蓄電池電源)的供電方式,在變電站設置的應急母線段配出專用供電干線回路,樹干式供電至各終端配電電箱。
三、火災自動報警系統設置的設計
《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95以100米為界限,100米以下不要求設置,對于100米以上的高層建筑規定了探測器的設置部位;《住宅建筑規范》以35層為界,但未明確探測器的設置部位;《火災自動報警系統設計規范》以建筑類別劃分保護對象的等級,并在附錄中對一級保護對象和二級保護對象的設置部位做了推薦性的說明。
工程設計中,高層住宅樓一般都設置火災自動報警系統以實現消防聯動控制。高層住宅樓消防聯動控制內容包括:火災確認后,相關區域的非消防電源應能自動切斷;應急照明應自動點亮;指定樓層的送風口應開啟;正壓送風機應啟動;消防電梯應降落到一層等。
筆者認為,對于規模較大的高層住宅小區,可以采用在各樓棟底層電梯廳設置區域火災報警控制器的方式。住宅樓內在消防電梯﹑防煙樓梯的前室及合用前室﹑電纜豎井等處設置火災探測器,所有探測器的輸出信號均進入區域火災報警控制器中,為樓內的消防設施提供消防聯動信號。該區域火災報警控制器應帶1~2個直接輸出控制按鈕以實現對正壓送風機的多線控制,并采用485總線與消防控制中心的報警控制器聯絡,便于小區消防控制中心的值班管理人員監控各棟樓消防設施的運行狀態。目前,該種小點數的區域火災報警控制器的價格降低了很多,有的品牌的產品幾千元就可以買到;甚至火災自動報警器廠還可以生產一些專門適用于高層住宅樓的小型火災報警控制器,以適應現階段高層住宅小區建設蓬勃發展的需要。當然,這種設計方案仍應按《火災自動報警系統設計規范》的要求,在消防電梯機房﹑消防電梯轎廂﹑正壓送風機房內設置消防電話分機,消防電話專線仍由小區消防控制中心的專用消防電話總機引接。
但有些設計人員認為正壓送風機是重要的消防設備,其多線聯動應在小區消防控制中心實現。但是筆者認為這種做法可靠性反而不高,因為多線聯動控制線與其它消防線路不同(如報警總線),長期處于不通電狀態,當線路有故障或接觸不良時,不易被發現。另一方面,當多線聯動控制線線路很長超過電纜的制造長度時,還會有中間接頭,使可靠性降低,電阻增大。因此在各棟住宅樓底層設置區域火災報警控制器進行多線直接聯動控制,是一個很便捷的方法。在上述國家標準圖集04DX003第24﹑31頁的高層住宅樓中,正壓送風機也是通過在各層消防電梯前室設置啟動按鈕直接手動控制的。如果正壓送風機采用多線聯動和總線聯動兩種方式相結合的控制方式,還可以在正壓送風機被人為啟動之前,實現與火災報警信號聯動的自動控制。
四、結語
高層住宅安全中消防設計理論上并不復雜,但是設計和審查工作中存在爭議的問題卻是不少。高層住宅建設關系到老百姓生命財產安全的切身利益,希望更多的專業人士能夠參與討論,以形成行業共識,提高設計及審查工作的效率;更希望有關部門能出臺更有針對性的設計措施,以滿足高層住宅消防安全的實際要求,為人們營造一個良好的、安全的居住環境。
參考文獻
[1]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95,2005版.
[2]《建筑照明設計標準》GB50034-2004,2004版.
[3]《住宅建筑規范》GB 50368—2005,2005版.
[4]《住宅設計規范》GB 50096-1999,2003版.
[5]《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-2008,2008版.
[6]《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-2008,2008版.