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技術文章

淺談限流式保護器在建筑地下車庫防火中的應用

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淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】隨著當前社會經濟快速地發展,人們生活水平有了大幅度的提升,私家車成為人們日常出行的重要工具。隨著私家車車輛的增加,地下車庫的應用也不斷增多。因此要做好地下車庫設計,特別是要重視地下車庫防火設計,提高地下車庫防火安全。該文從建筑地下車庫火災危險性入手,分析了地下車庫防火設計要點,并進一步對提高建筑地下車庫防火安全提出了具體的建議。
【關鍵詞】建筑 ;地下車庫 ;火災 ;防火設計 ;防火安全
0前言
當前地下車庫成為緩解停車難的主要手段,但隨著地下車庫數量的增加,對地下車庫設計標準也提出了更高的要求。在地下車庫防火設計過程中,影響其設計的因素較多,因此要基于實際情況入手,針對各項設計指標進行分析,全 面提高建筑地下車庫防水設計水平,以此來有效地提升車庫防范火災的整體能力。
1 建筑地下車庫火災危險性
1.1 火勢蔓延快
地下車庫孔口面積較少,排煙散熱性較差,一旦發生火災會導致熱煙聚積,散熱緩慢,內部空間溫度會出現聚升的現象,室內空氣體積也會變大,容易發生轟燃現象。在地下車庫火災發生初期,通道內風流和煙氣會朝著原來的擴散方向流動,火勢擴大時,洞室內空氣成分會發生變化,溫度增加,形成附加的火風壓,導致原來的風流方向發生改變,原有風壓增加,部分已經到達出口的煙霧會折返回洞室內,嚴重時還會出現跳躍式火點,導致火勢進一步擴散。
1.2 通風排煙難
地下車庫不同于地面建筑,火災發生時排煙散熱只能通過地面連接的出入口或是采光天窗,通風條件較差。而且地下車庫發生火災后,物質燃燒時得不到充足的空氣,隨燃時間過長,會有較大的煙霧及有毒氣體產生。而且這些煙霧和有毒氣體無法有效從地下車庫空間內排除,其充斥于整個地下空間,會對人員的生命造成嚴重威脅。
1.3 疏散困難
地下車庫不存在窗戶和陽臺,發生火災時只能從安全出口疏散?;馂陌l生時正常電源被切斷,在濃煙狀態下事故照明和疏散標志指示燈所起的作用十分有限,能見度較低,部分人員甚至無法對逃離方向進行辨識,疏散難度較大。而且地下車庫通??v深較大,格局復雜,緊急疏散時引發的慌亂會導致疏散時間延長,增加危險性。另外,由于人員疏散方向與煙氣蔓延方向一致,因此在人員疏散過程中無法擺脫煙氣影響。
1.4 滅火救援難
地下車庫火災發生時,產生的高溫有毒氣體和濃煙的流動狀態具有復雜性和隨機性,因此地下車庫內部能見度會急劇下降,無法對起火點和火災規模進行準確確定。一旦消防人員進入口缺乏完善的排煙設施,則會成為煙和熱的排出口,增加消除人員撲救的難度。另外,地下車庫內通信系統干擾和屏蔽也會影響救援難度。
2 建筑地下車庫防火設計要點
2.1 了解地下車庫防火分區問題
相較于地面建筑而言,建筑地下車庫火災發生的危險性較高,而且火災發生概率較大,因此需要在地下車庫建設時嚴格按照相關要求來進行防火墻設計和設置,使其形成若干個單獨的防火區域,進一步提高車庫的防火功能。但在當前部分地下車庫建設過程中,部分開發商通常是利用防火卷簾來代替防火墻,這不僅與要求的劃分防火分區不符,而且在實際使用過程中如果地下車庫防火卷簾維護保養不到位,一旦發生火災,無法有效地發揮出防火卷簾的作用,無法對火勢進行隔離,則會導致火勢迅速蔓延。因此在地下車庫防火設計時,需要了解地下車輛防火分區問題,確保防火設計的合理性和科學性,有效提高地下車庫的防水能力。
2.2 做好疏散標識標志設計
在當前部分建筑物地下車庫疏散標識標志設計時存在不合理的問題,通常將人員疏散和車輛疏散標示相混淆,這樣當火災發生時,無法有序開展人員和車輛的疏散工作,從而影響具體的疏散效果,容易造成嚴重的生命財產損失。這就需要在具體設計地下車庫防火設施時,分開設置人員和車輛疏散出口,同時與地下車庫總體布局相結合,保證人員和車輛疏散出口設置的合理性,并以此為依據合理設計疏散標志,這樣發生火災時人員能夠及時、快速地撤離。
2.3 做好防煙樓梯間、消防電梯間前室及合用前室的防排煙設計
在實際地下車庫防火設計工作中,設計人員需要對建筑物實際情況進行了解,并針對建筑塔樓樓梯間、消防電梯 間前室及合用前室等部位是否自然通風進行了解,當無法自然通風時,則要求設計人員要進行機械壓送風系統的設計,更好地發揮其防排煙的目的。另外還要根據具體的防火規范規定, 通過利用裙房可開啟的外窗進行自然排煙,當裙房部分不具備自然排煙條件時,宜在前室或是使用前室設置局部機械排煙設施,實現防煙排煙的目的,提高建筑樓梯間、消防電梯間前室及合用前室的防排煙效果。
2.4 合理調整送風系統的送風量
通過合理對送風系統的送風量進行調整,可以進一步增強建筑地下室的防火功能。根據相關規范要求,送風系統設計送 風量應以排煙量的 50% 作為低標準。同時設計人員還需要對排風量與有害氣體散發量及散發時的濃度進行計算,科學調整送風系統送風量,更好地發揮送風系統在地下車庫中的作用,將有害氣體及時排出,進一步降低火災發生機率。
3 提高建筑地下車庫防火安全的建議
3.1 嚴格按地下車庫防火標準驗收
在建筑地下車庫建成后,在具體驗收時,要嚴格按照相關法律法規及防火標準進行驗收,并針對剛建成的建筑地下車庫防火安全方面進行審查,一旦發現問題則責令及時進行返工處理,確保地下車庫防水標準能夠與具體的要求相符,進一步提高地下車庫防火能力。
3.2 有效落實車庫消防安全管理
為了進一步提高地下車庫的防火安全,則需要在實際工作中做好地下車庫消防安全管理工作,針對地下車庫的各個方面進行有效管控,及時發現地下車庫中存在的不安全因素,并通過對消防設施和設備進行合理設置,進一步提高地下車庫的防火性能。另外,在實際針對地下車庫消防安全管理工作中,還需要選擇能力強及經驗豐富的管理人員,并制定完善的消防安全管理制度,規范管理人員的行為,確保消防安全管理工作能夠落實到實處,保證建筑地下車庫的防火安全。
3.3 提高居民安全意識
為了能夠進一步保證建筑地下車庫的防火安全,還要積極引導廣大居民的參與和支持。在實際工作中需要加強對居民地下車庫防火安全知識的宣傳和教育,提高居民安全意識,進一步豐富居民防火和滅火知識,使其積極地參與到建筑地下車庫防火工作中來,有效防范地下車庫火災的發生。
4限流式保護器在住宅電氣防火的應用
4.1限流式保護器的功能及應用方案
4.1.1 限流式保護器的設計
電氣防火限流式保護器可有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大,以及使用壽命短等當弊端,發生短路故障時,能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護,從而能顯著減少電氣火災事故,保障使用場所人員和財產的安全。
安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態開關,不同于傳統家用的空氣開關(微斷)。我們知道,傳統空氣開關的斷開是一種機械運動過程,分斷時間需要幾十毫秒(一般30~50ms),帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產生。而固態開關的斷開則是依靠半導體內部的載流子運動實現,分斷時間微秒級,速度快,無電弧產生。
如圖1所示,當發生短路故障時,傳統空氣開關在電流升至C點時才能動作,且無法瞬時切斷電流,而固態開關則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時間關系圖
從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt,可以很容易看出,傳統空氣開關與固態開關在短路時所釋放的能量差別可以達到數千倍之多。因此當裝配限流式保護器的回路發生短路故障時,就可以避免電弧的產生,從而有效降低了電氣火災。
4.1.2 ASCP200-1功能特點

ASCP200-1型電氣防火限流式保護器是單相限流式保護器,較大額定電流為63A。主要功能如下:
A)短路保護功能,線路發生短路故障時,能在150微秒內實現快速限流保護;
B)過載保護功能,線路持續過載時,保護器限流保護;
C)表內超溫保護功能,保護器內部器件工作溫度過高時,保護器限流保護;
D)過/欠壓保護功能,線路欠壓或過壓時,保護器告警或限流保護(可設);
E)電纜溫度監測功能,被測線纜溫度超過報警設定值時,保護器告警或限流保護(可設);
F)漏電流監測功能,線路漏電超過報警設定值時,保護器告警或限流保護(可設);
G)通訊功能,保護器配置1路RS485接口,1路2G無線通訊,可以將數據發送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺,或第三方監控軟件或平臺,從而實現遠程監控。
4.1.3 ASCP200-1技術參數

4.1.4 應用方案圖示
ASCP200-1型電氣防火限流式保護器建議安裝在入戶開關下端,額定電流值根據入戶開關的具體規格進行設置,典型應用示意圖如圖2所示:

圖2 ASCP200-1家用防火解決方案安裝示意圖
4.1.5 使用注意事項
在選用限流式保護器時,限流式保護器的設定的額定電流應該與其前一級的斷路器的額定電流保持一致。例如,當限流式保護器輸入端斷路器的額定電流為32A時,應將限流式保護器的額定電流設置為32A。為保障限流式保護器的正常使用,嚴禁將其使用于與其前端斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。
ASCP200系列采用限流式保護器采用壁掛式安裝,可以掛墻安裝,也可以安裝在箱體內,應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質,并注意環境溫度和通風散熱。
為確??煽窟B接,接線時應按接線圖進行,同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱,也避免因接觸不良而導致保護器工作不正常,線頭應采用合適大小的U形冷壓頭壓接后,再插入保護器相應端子上并將螺釘擰緊壓實。
保護器內部帶有交流電,嚴禁非人士擅自打開產品外殼。保護器在使用期間,若被保護線路發生短路或過載故障而被限流保護時,保護器仍處于帶電狀態,不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路,并排除故障后,長按保護器的復位按鍵約2秒鐘,使保護器恢復正常運行時。
當保護器因超溫而發生限流保護時,則可能是因為負載電流過大,環境溫度過高或通風散熱不良等原因導致,可通過加強通風等措施,等保護器溫度降下來后,再長按復位鍵,使保護器復位,恢復正常運行。
5結語
地下車庫作為地下建筑工程,對于其位置的特殊性,一旦發生火災撲救難度較大,也會導致嚴重的經濟損失和人員傷亡。因此需要重視建筑地下車庫防火設計,充分利用先進的防火設計理念和技術,提高地下車庫防火設計水平,使其與實際防火要求相符。特別是針對于新建、改建及擴建的地下車庫,更需要根據國家消防技術規范要求來強化防火設計,并積極采取有效的措施做好防火和滅火工作,及時消除常見的地下車庫消防安全隱患,保證地下車庫使用的安全。


參考文獻

[1] 孫磊 . 地下車庫防火設計要點淺析 [J]. 房地產導刊,2016(29):20.
[2] 陳英杰,朱勇軍,郭榮春,等 . 地下車庫通風與防排煙系統設計的探討 [J]. 建筑節能,2014,(11):24-26.
[3] 廖深福,建筑地下車庫防火設計要點與防火安全.
[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版


作者簡介:淮亞利,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事電氣防火限流式保護器的研發與應用。


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