【论文关键词】高层建筑 消防系统 设计

　　【论文摘要】诸多火灾事例足见防排烟在高层建筑消防安全中的重要地位，科学地进行防排烟设计、施工、管理尤为重要。本人结合工作实践，谈谈当前高层建筑消防系统中存在的一些问题与建议，以期引起设计、施工、管理和使用人员的重视。

　　1.引言

　　高层建筑指十层及十层以上的建筑（包括首层设置商业服务网点的建筑）。高层建筑具有中上层部位视线开阔，采光通风良好；建筑挺拔，建筑立面造型与色彩一般时尚、富于时代感和都市感；高容积率，节约土地资源等优点，因此在城市建设中，高层建筑呈逐年增多的趋势。但高层建筑存在防火要求高、火灾扑救难等问题，解决好这些问题必须从建筑设计与施工的阶段、从消防系统的设计阶段就开始着手考虑。正确处理建筑设计中的消防问题，直接关系到人民的生命财产安全。

　　2.高层建筑消防系统设计存在的常见问题

　　当前，由于部分设计、施工人员对国家规范标准理解不够透彻、全面，导致在疏散走道、疏散楼梯间、前室、合用前室、避难层等人员疏散场所的消防设计、施工上存在一些缺陷，导致工程在设计、施工中存在一些明显的火灾隐患。具体例如：

　　2.1消防加压泵的选型问题

　　消防加压泵的选型必须满足流量和扬程的需要，经计算，消防流量为20L/s，消防泵所需扬程为105m。水泵选型时，很难选到符合设计要求的水泵，设计选择的水泵扬程超过所需的压力，为解决压力过大的问题，设计提出切削水泵叶轮，从而满足扬程的需要。

　　2.2消防泵管道的泄压装置

　　消防泵运转初期，由于市政管道压力经常不稳定，而且扬程又偏大，会造成管网压力非常大，因此需要在消防泵出水管上设置泄压阀，当管网压力超过设定工作压力（30）时，泄压阀自动打开放水泄压，以防管网超压。随着消防用水量的增加，管网压力逐渐下降，当下降到泄压阀的压力设定点时，泄压阀自动关闭。

　　2.3双阀双出口消火栓的采用及消火栓间距

　　当高层建筑在我国较普遍兴建的初期，伴随着产生了单阀双出口消火栓。虽然在栓口上设置了闷盖，实际用起来还是存在很多弊端。但在当时都视为“宝贝“，争相采用，还有人大力推广，这是可以理解的。时至今日早已产出双阀双出口消火栓，完全克服了单阀双出口消火栓之弊端。全国各大设计院也有采用。几年来南京市部分建筑在经过市级以上机关审查时，他们也同意使用及建议某些场合改为双阀双出口消火栓。如18层及以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650m2高层塔式住宅，当无走道或走道长度小于5m，且保证同层任何部位有两股水柱同时到达时，可在消防电梯前室设带消防卷盘双阀双出口消火栓和一根消防竖管。

　　3.消防系统的设计的建议与对策

　　3.1总平面布局要合理

　　现代建筑十分讲究街道或小区环境设计，小桥、流水、假山、绿化等园林设计被大量使用，但有些景观设计如果处理不当就会给高层建筑的消防车道、云梯车登高等造成不良影响。我们认为在规划街道或小区总平面布局时，高层建筑的长边应尽量沿街道或小区的边缘布置，充分利用临近的市政道路，这样消防车有时不进入小区内部，就可以很方便地进行火灾扑救和人员营救，而小区内最低可只设计一条消防车道（此消防车道应能够承载消防车的压力），从而大大节约了土建成本，可谓一举两得。在建筑间距上，应以满足防火间距为优先，确有困难时，也应将相邻墙设计为无窗、无阳台的防火墙。

　　3.2消防水池

　　由于《高规》对不设消防水池的条件规定得比较严格，以南京市为例，基本上所有高层建筑均设有消防水池，以至于全市布有大大小小的消防水池，这样做既占用了大量的建筑面积（平均每座水池占用100多平方米的面积），增加了投资，也因长期不用，造成水污染。

　　针对高层建筑防火措施较完备和火灾不易蔓延，以及建筑同时发生火灾的概率低等特点，采用以下几种解决方法：一是增强整体规划意识，临近的需要建设消防水池的建筑，共同建造一个共用的消防水池，其余几家共同出资，由水池所在的建筑统一管理；二是修建水池的条件确实不允许时，可论证考虑在建筑物的合理位置均匀布置室外消火栓及水泵接合器，适当加大屋顶水箱的贮水量，发生火灾时大功率消防车从消火栓取水，利用水泵接合器加压供水；三是在建筑中心位置设消防加压泵房，从市政管网直接取水（适用于市政管网允许消防水泵直接从管网抽水）；四是综合设计利用建筑小区设计的喷泉、游泳池等室外蓄水池，通过一定的过滤措施，在发生火灾时用作消防用水。

　　3.3火灾报警系统

　　目前大部分的一类高层建筑设置了火灾自动报警系统，这主要是出于对控制消防电梯和防排烟系统的考虑，探测器大多采用感烟型，设置在电梯厅、走道、楼梯等公共部位，但实际效果并不理想。因为烟气要从户内穿过密闭性能良好的分户门到达探测器，需要相当长的时间，起不到早期发现火灾的作用。我们认为有条件的高层建筑可考虑把烟感探测器设在建筑内厨房、客厅等易早期探测到火灾发生的部位，效果会很好。所以高层建筑的火灾报警系统设计应从早期发现火灾，合理地配置。火灾报警系统还可结合楼宇智能化设计通盘考虑，把火灾探测器、手动报警按钮等传感器件纳入智能化系统之中，统一设置，统一管理。

　　3.4地下室排水

　　消防泵房、变配电站、柴油发电机房常常设于高层建筑的地下室，如果地下室积水甚至被淹，灭火将从何谈起？所以地下室排水与消防电梯井底之排水某种意义上说同等重要。事实上如何及时排出造成地下室水患之水往往不为设计者重视。消防电梯井底排水设施设计中仍旧存在很多问题：（1）电梯下到地下室，又在电梯基坑下设集水坑（初设中常见），这是不行的，结构上不好处理，施工也困难，更主要的是潜水泵及压力排水管从哪里进入集水坑？除非加大集水坑面积，使之大于电梯井，但带来不必要的结构困难、施工困难、投资大等。建设电梯不要下到最下一层，至多下到半层。（2）集水坑容积不够、排水量不满足规范要求。（3）多数设计没考虑备用泵，个别设计考虑了备用泵，然而排水泵之电源却是普通电源，一旦发生火灾，普通电源都是要切断的，无论有无备用泵，排水将成为一句空话，此条应务必引起重视。

　　我们主张，消防电梯井底排水及地下室其他部位，至少有一处的排水集水坑及排水泵应满足GB50045-95，6.3.3.11之要求，另外必须设备用泵，宜为一用一备，自动切换，集水坑高、低水位自动控制水泵之启、闭。必须是消防电源，建议采用QW型无堵塞潜水排污泵，一用一备时压力排水管宜为两条独立的排水管。

　　4.结束语

　　本文对高层建筑消防设计系统中存在问题与解决对策，是本人在近几年的工作中经常遇到一些多发性的问题，与大家的看法或许有不一致之处，仅供参考和探讨。本文还可以进一步探讨的问题有：高位水箱中消防储量、消防储水池的设置及容积、双阀双出口消火栓的采用及消火栓间距、地下室排水问题等内容。

　　参考文献：

　　1.蒋永琨.高层建筑消防设计手册.同济大学出版社.2001年

　　2.陈方肃等.高层建筑给水排水设计手册.湖南科学技术出版社.1998

　　1在建筑电气节能设计当中存在的弊端

　　在现代社会生活中，人们对电能的需求量逐渐增加，盲目用电现象逐渐增多。高层建筑电气设计师为满足人们生活需要并结合以往设计经验，很容易忽视电气节能在高层建筑中的重要意义，导致电能耗损现象越来越严重。我国大部分居民以及相关的设计单位都没有认识到我国现阶段的能源短缺状态，有些地区甚至出现用电紧缺、在用电高峰期采取限量拉闸的情况。因此相关部门应进行相关改革，充分了解各个地区、企业、居民等的用电情况，并注重高层建筑节能设计环节，提出有效的解决措施以保证电能的使用率。

　　2设计原则分析

　　由于减少电量耗损可有效降低成本，提高企业的经济效益，保证企业在激烈的市场竞争中占据有利地位，因此高层建筑节能设计应引起相关设计人员的重视[1]，现就对其设计原则进行分析。2.1能够满足建筑功能。高层建筑电气节能设计首先应该满足环境中照明的各项要求，同时还应该满足新风量以及人们对环境温度的要求；保证各路运输通道可正常使用并满足个别特殊工艺的施工要求。例如娱乐场所配备的照明装置、音响等设备的用电，展示厅中各种照明灯具以及电力用电。2.2充分参考经济效益。要结合实际情况选择节能方式，不能为减少损耗投入过高的资金而增加运行费用。保证相关节能设备在增加成本、投入使用后可在短期之内有效回收投入资金，使得企业经济效益最大化。2.3降低能量过度消耗。减少耗损应注重节约不必要的能量消耗，而不是对正常用电进行限制。相关设计人员应找出致使高层建筑能源消耗过大的主要原因并圈定出一定范围，再采取相关有效措施节能。如变压器的功率耗损、传输线路的有功耗损均是高层建筑中不必要的能源损耗，而大量的照明设施应采用节能产品及技术减少这些设施对电能的消耗。同时高层建筑电气节能设计人员应始终贯彻科学有效、技术先进、实用性强的原则，以保证电气设计的质量。

　　3设计要点

　　3.1设计配电系统与无功补偿装置。在设计配电系统时应结合相关的参考数据，如供电距离、电容量等多方面因素，保证变配电处在与负荷中心相对接近的位置，在节约一定程度资金的同时有效减少高层建筑的电量耗损。相关设计人员应根据实际情况对变压器的数量、容量进行科学选择在保证变压器运行正常的同时，可以使变压器灵活投切工作,将电能使用降低到最低限度。无功补偿装置应在运行过程中实行就地补偿，避免电容器自身还存有电量却自动进行二次充电导致的能源浪费现象。此外高层建筑的升降楼梯、扶梯在修建时不应该加设无功补偿装置，以避免电机无法承受过高电压导致的损坏，而在住宅区的高层建筑则可以采用补偿装置以降低能量损耗。3.2提升供配电系统的功率因数。提高供配电系统的功率因数是提高设备使用率的重要途径之一，最大限度达到减少功率损耗、实现高层建筑电气节能目的。提高供配电系统的功率因数应从以下几点着手:①提高用电设备自然功率因数，主要通过科学选择异步电机，对工艺流程进行调整并逐步对用电设备的运行方式进行改良、使用同步电机并使变压器轻载运行，选择电动机的经常负荷不低于额定容量的40%、变压器负荷率宜在75%~85%不低于60%等方式来实现自然功率因数的提高。②对无功功率进行人工补偿，在日常生活中人们较为普遍的采用并联电容器来实现对无功功率的补偿，相关设计人员应在设计过程中使用高低压柜集中补偿和分散补偿的方式实现就地补偿。对容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备就地单独补偿，并结合高层建筑的实际情况以及电气设备的使用情况设计。③在功率条件适当时，采用同步电动机以及选用带空载切除的间隙工作制设备等措施，以提高电动机的功率因数以及工作效率、以减少电动机在实际过程中的能量消耗。3.3线路电能损耗降低。在高层建筑能源耗损中，线路耗损占有较大比例，因此相关设计人员应重视线路耗损情况，并结合发热条件、机械长度、电压损失等对低压线路的横截面进行合理选择以减轻电路耗损状况，同时在选择线路导线时应选用电阻率较小的材质。相关人员在进行设计的过程中应控制好导线的长度，尽可能缩短导线长度在布线时注意避免线路回弯,减少线路在输送过程中的耗损。此外在整个设计过程中，设计人员应尽可能增加导线横截面积，在满足电压以及载流量的基础上减少电量耗损并减少火灾发生的概率，保证楼内居民可安全用电。3.4设计照明节能。首先，选择的照明光源应符合国家现行相关标准的规定。其次，设计人员可以结合照明方案的具体要求使用光通比例较高，反射系数较高以及配光性较为稳定的灯具,对高层建筑进行节能设计，并充分利用自然光减少灯具在日间的使用次数从而达到节约能源的目的。3.5设计空调系统空调系统的用电消耗情况在建筑总耗损中占有相当大的比例，因此对空调系统进行科学合理的节能设计可有效减少高层建筑电量耗损。设计人员可在保证人居环境舒适度的前提下，通过调整室内温度、湿度的取值范围来达到减少能源耗损的目的。①空调中制冷装置的能耗在空调系统总能耗中占有相当大的比重，是整个空调系统中电能消耗最高的设备。因此设计人员在设计空调时应注意选择高能效、容量小的机组设备。②空调冷冻水泵与冷却水泵也是消耗电能高的部件,设计人员可以通过提高水泵的工作效率来减少能源消耗。

　　4案例分析

　　本工程为建阳西区生态城，总共9栋单体及一个地下停车场，地上28层，地下2层，建筑高度89.15，属于一类高层，建筑面积约10万m2。建阳西区生态城是按绿色建筑的标准设计的。4.1供配电系统节能。根据建筑规划，在地下一层设置三个配电房及一个开闭所均接近负荷中心，线路路径合理，减少低压侧线路长度，降低线路损耗，至末端配电箱长度约100m。本工程选用的变压器为D,yn11接线。单相负荷尽可能均衡地分配在三相上，使三相负荷保持基本平衡，最大相负荷不超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不小于三相负荷平均值的85%。本工程在变配电所的低压侧设集中无功自动补偿装置，采用自动投切装置，要求在高峰负荷时高压侧功率因数不低于0.95。对预估谐波电流较严重的非线性负荷，无功功率补偿考虑谐波的影响，采取抑制谐波的措施。4.2电气照明节能。本工程照明设计公共场所采用以荧光灯为主的高光效光源。在满足眩光限制的条件下，优先选用灯具效率高的灯具以及开启式直接照明灯具，室内灯具效率不低于下表1的要求。设计在满足灯具最低允许安装高度的前提下，尽可能降低灯具的安装高度，节约电能。采用电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器。本工程在楼梯间、走道、门厅的照明，采用节能自熄开关，应急照明灯具有应急时自动点亮的措施。小区道路照明根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间，并用光控和时间控制相结合的智能控制方式，以求最大程度的节能。公寓及住宅各功能房须按表2中的照度标准进行设计。

　　由于高层建筑具有面积大、层数多、功能复杂等特点，为施工带来一定难度，同时高层建筑电气设计也是整个施工过程中的重要环节。高层建筑电气设计是否安全直接影响到楼内居民的生活质量，因此相关设计人员应将可持续发展理念贯彻至整个设计过程中，实现建筑整体有效节能。参考文献:[1]张文.高层建筑电气节能设计要点分析[J].科技创新与应用,2016(5):249.