文/申峰 楊志剛，.身份證號：4009850008； .身份證號：40598503658

論木結(jié)構(gòu)建筑的電氣防火設(shè)計(jì)

文/申峰1楊志剛2，1.身份證號：410102198502210018； 2.身份證號：410521198503116518

木結(jié)構(gòu)建筑在我國具有悠久的歷史，至今在我國的農(nóng)村地區(qū)，特別是少數(shù)民族聚居區(qū)仍占有較大的份額，但通常都存在較大的火災(zāi)隱患。本文主要對木結(jié)構(gòu)建筑的電氣防火設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要的分析。

木結(jié)構(gòu)；建筑；電氣防火

1 木結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

木結(jié)構(gòu)建筑是指以木材為主建造的建筑。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)具有框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，如“墻倒屋不塌”，柔性的連接方式使其具有較好的彈性和一定程度的自我恢復(fù)能力。據(jù)報(bào)道，在“5·12”汶川大地震中，雖然許多文物建筑的墻體均受到不同程度的損壞，但其主體結(jié)構(gòu)仍未倒塌，就是這種柔性框架結(jié)構(gòu)抗震能力優(yōu)異的最好詮釋。使用木材建造房屋，具有如下諸多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)輕、抗沉降、施工工期短、防震性能高、更多的使用面積、耐久性長、隔音性能佳、防潮性能好、舒適性能優(yōu)、外觀設(shè)計(jì)多樣化。木結(jié)構(gòu)房屋在室內(nèi)保溫上擁有絕對的節(jié)能優(yōu)勢。木材的纖維結(jié)構(gòu)及墻體內(nèi)填充的保溫材料使木結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能比混凝土及輕鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越很多。有資料顯示，木材的隔熱值比標(biāo)準(zhǔn)混凝土高16倍，而鋼的冷熱傳導(dǎo)速率是木材的400倍，比磚混結(jié)構(gòu)房屋節(jié)能約75%。因此，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)房屋是能源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生態(tài)文明型、安全、健康、舒適、綠色、人性化的建筑物?，F(xiàn)代科技更使得木結(jié)構(gòu)房屋完全具有防白蟻、防潮濕、防地震、防火等各項(xiàng)功能要求。只要建筑方法正確，再輔之以適當(dāng)?shù)木S護(hù)手段，在使用和維護(hù)得當(dāng)?shù)那疤嵯?，木結(jié)構(gòu)中的木材是穩(wěn)定、壽命長、耐久性強(qiáng)的主結(jié)構(gòu)材料，木結(jié)構(gòu)房屋的壽命可以達(dá)到五十年甚至上百年。通常的木結(jié)構(gòu)建筑都存在很大的火災(zāi)隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)，很難撲救。特別是古建筑火災(zāi)，損失之大往往是難以估計(jì)的。為此，本文擬從對木結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)和對木結(jié)構(gòu)火災(zāi)的撲救兩方面入手論述木結(jié)構(gòu)建筑的防火技術(shù)要點(diǎn)，以期減少該類火災(zāi)事故發(fā)生的頻率和損失。

2 木建的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由電氣火災(zāi)監(jiān)控器、剩余電流式/測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成。探測器通過監(jiān)測線路上的漏電電流和溫度，來預(yù)防由短路、過載等產(chǎn)生的火災(zāi)隱患。

2.2 系統(tǒng)形式的確定

木結(jié)構(gòu)建筑的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)可依據(jù)GB50016-2014第10.2.7條劃定的建筑范圍，為非消防負(fù)荷設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

系統(tǒng)形式可根據(jù)木建的規(guī)模、FAS形式及后期管理方式，選擇獨(dú)立式/非獨(dú)立式探測方案。一般木建的建筑規(guī)模較小，很少設(shè)有消防控制室，如果電氣火災(zāi)探測器設(shè)置數(shù)量不超過8個(gè)時(shí)，可采用獨(dú)立式探測器，并直接接人FAS系統(tǒng)或值班室顯示裝置即可。如采用非獨(dú)立式方案，電氣火災(zāi)的報(bào)警信息及故障信息應(yīng)在報(bào)警控制器或顯示裝置上顯示，但不應(yīng)影響正常供電系統(tǒng)工作。

2.3 探測器的選擇

剩余電流式探測器主要通過檢測電流的不平衡度來實(shí)現(xiàn)探測功能，其設(shè)置主要取決于:1)配電系統(tǒng)的接線形式;2)線路的漏電電流。剩余電流式探測器的接線形式僅適用于TN-C-S或TN-S系統(tǒng)。當(dāng)今，新建木建的配電系統(tǒng)多采用TN-C-S或TN-S，該探測器正適用。但許多木結(jié)構(gòu)古建筑電氣設(shè)施是早年設(shè)計(jì)的，其設(shè)計(jì)已達(dá)不到當(dāng)前要求。當(dāng)時(shí)對總等電位的設(shè)計(jì)并無要求，在后期改造中，需要對此類建筑的接線形式進(jìn)行重新布局，才能科學(xué)設(shè)置剩余電流式探測器。其次，考慮到每個(gè)供電系統(tǒng)都有自然漏流，在調(diào)試探測器的剩余電流n值時(shí)應(yīng)躲過自然漏流，防止誤動作。由于木建的自然漏流較小，可適當(dāng)調(diào)低自然漏流最大值與剩余電流最低值的區(qū)間，從而提高探測器的靈敏度。

測溫式探測器主要通過探測發(fā)熱部件的溫度變化來監(jiān)測火災(zāi)隱患。為了提高探測的靈敏度，可采用接觸式布置，其安裝部位可設(shè)在電纜接頭、端子、重點(diǎn)發(fā)熱部件等部位。如配電柜等是極易著火的部位，可將探測器布置在箱內(nèi)，并將信號傳至值班室。

3 雷擊火災(zāi)的電氣防火設(shè)計(jì)

從防火角度看，雷電導(dǎo)致火災(zāi)的根本原因主要是由于閃電感應(yīng)、電涌侵人等影響。閃電感應(yīng)是閃電放電時(shí)，在金屬導(dǎo)體產(chǎn)生的雷電靜電感應(yīng)和雷電電磁感應(yīng)，它可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電;而電涌侵入是由于雷電對電纜線路及金屬管道等作用，雷電波沿管線侵人屋內(nèi)的現(xiàn)象。木建的金屬物主要包括電纜進(jìn)線、設(shè)備管道、鋼窗、吊頂?shù)?，這些都為造成雷擊火災(zāi)提供了充足的物理?xiàng)l件。

為防止閃電對這些金屬物產(chǎn)生電氣影響，主要應(yīng):1)設(shè)置接閃裝置;2)對金屬物進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

接閃裝置主要包括接閃裝置、引下線和接地裝置，它能引導(dǎo)雷電流疏散至大地。對于木建來說，其基礎(chǔ)一般采用砌筑基礎(chǔ)、伐形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等形式，基礎(chǔ)內(nèi)沒有鋼筋或鋼筋的截面達(dá)不到接地體要求的，需單獨(dú)設(shè)置人工環(huán)形接地體。考慮到土壤的電阻率，接地裝置的沖擊接地電阻應(yīng)按GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行接地體長度的計(jì)算，一般采用2.5m管型/角鋼接地體即可。為了將雷電流散入大地而不產(chǎn)生過電壓，接地體的埋地深度不小于0.5m。

此外，木結(jié)構(gòu)建筑不像鋼混結(jié)構(gòu)有金屬框架，應(yīng)防止防雷裝置與金屬物的間隙過小而產(chǎn)生反擊，依據(jù)GB50057-2010，接閃裝置與金屬物或線路應(yīng)保證間距的算式如下:

Sa3≥0.04KcLx

式中:Sa3-空氣中的間隔距離，m；

Lx-引下線計(jì)算點(diǎn)到連接點(diǎn)的長度，m;

Kc-分流系數(shù)。

例如:接閃裝置與屋面材料之間，金屬門窗與引下線之間，電纜進(jìn)線、弱電線纜、金屬管道與接地體之間等都應(yīng)保證一定的電氣間隙，但是許多金屬物件并不是固定的，難以保證電氣間隙。為更有效地降低電位差和防止電氣反擊，設(shè)計(jì)將防雷裝置與電氣和電子系統(tǒng)做總等電位聯(lián)結(jié)，并共用接地裝置。該措施不僅讓整個(gè)建筑的金屬物形成一個(gè)等勢體，而且也無形地生成了一個(gè)電氣屏蔽區(qū)，再配合使用相應(yīng)等級的電涌保護(hù)器SPD，可極大衰減雷擊電磁場的強(qiáng)度并有效阻止雷擊電磁脈沖的侵入。

4 結(jié)語

木結(jié)構(gòu)建筑電氣防火設(shè)計(jì)應(yīng)在符合規(guī)范的前提下，遵循技術(shù)先進(jìn)性、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性的原則。因此提高木結(jié)構(gòu)建筑電氣防火設(shè)計(jì)的安全可靠性，盡量節(jié)省工程投資，在對木結(jié)構(gòu)建筑電氣防火設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行詳細(xì)周密的分析和精確的計(jì)算，選取最優(yōu)方案。

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