前言:近年来高层建筑电缆竖井火灾频发,对老百姓的生活生命安全造成了不可挽回的损失。因受电缆通道环境影响,这类火灾存在扑救困难、易复燃、扑救时间长、损失大等特点,高层建筑电缆竖井火灾处置问题引起人们高度重视。近年来的多起“火烧连营”事故表明,电缆竖井及通道防火措施落实依然不彻底、不全面。电缆一旦发生火灾,会影响通道结构安全和临近电缆延燃,可能造成断面丧失的严重后果,且修复工期长、耗费巨大。
本文针对高层建筑竖井进行消防防护,从消防专业技术的角度进行探析,以期为诸多存在类似隐患亟需改进的应用场景,提供有意义的技术支撑。
一、编制技术方案需要遵循的基本依据
《国家电网公司电缆敷设典型设计技术导则》
二、指导思想及原则
指导思想:“预防为主、防消结合”。
原则:产品选型力求科学、可靠,突出产品的先进性、智能化。在不同的应用场景,增设或替换不同的适用产品,使整个无人值守的竖井消防系统成为有机整体联动联防,避免某一个类型产品反向主导整个消防体系。
三、高层电缆竖井现状
随着我国城乡居民住宅类建筑向着集中化、立体化、结构复杂化等方向发展的同时,因楼宇强弱电通道缺失消防安全防护或防护不到位,形成了大量的火灾隐患,历年来全国范围内也因此酿成了诸多社会影响恶劣的电气火灾,造成了无法挽回的人员伤亡和财产损失,据国家公安部消防局权威统计,全国2022年火灾中电气火灾占比30.9%,其中竖井火灾因“烟囱效应”,火势蔓延快、燃烧迅速,在极短的时间内就可以吞噬整栋高楼。电缆竖井火灾主要起因:短路、接触不良、老化、超负载、劣质电缆、电缆受损等。因此,高层小区电缆竖井的防火封堵及消防措施变得至关重要。
四、近年火为案例
2015 年 7 月 11 日 23 时 30 分许,武汉汉阳紫荆嘉苑小区电缆井失火。事故造成 7 死 12 伤。武汉市政府应急办通报称,遇难者死 亡原因系居民吸入大量浓烟和电缆燃烧产生的有毒气体。
2023 年 5 月 7 日中午,山西吕梁临县一 高层住宅电缆井内电线着火,经消防救援队伍紧急疏散救援,5 人送医后抢救无效死亡。
2023 年5月8 日晚,吕梁汾阳市一高层住宅电缆井内电表箱着火,经消防救援队伍紧急疏散救援,3人送医后抢救无效死亡,20人受伤送医救治。因建筑内的电缆井、管道井等部位起火引发的亡人事故时有发生。
五、原因分析
六、高层电缆竖井适用消防产品对比
根据上述情况,为了高层建筑竖井提供气溶胶灭火装置高效消防的设备,在易发生消防安全隐患的区域,进行预置,为单个、多个高层建筑提供了一套具备无人值守,且完全自动探测的高效灭火系统,同时确保一旦发生火灾,可迅速将火灾扑来在萌芽状态。
七、造型产品
由于高层建筑电缆竖井数量巨大,不论从技术匹配性,不是安装难易,特别是价格上考虑,选择气溶胶这类产品,应该更符合实际需求。
热气溶胶以负催化、破坏燃烧反应链等原理灭火。由引发器(热敏线)、发生剂和发生装置、反馈原件、冷却外壳等部件组成,当火灾发生时,环境温度达到170℃或有明火 点燃热敏线,热敏线燃烧激活灭火装置内的气溶胶发生剂,气溶胶发生剂通过氧化还原反应释放的热量使化学冷却剂分解,实现气溶胶发生剂和冷却剂共同参与灭火。它属于全淹没系统,在控制火源的情况下逐步全淹没式灭火,适用扑救生产、贮存柴油、重油、润滑油等丙类可燃液体的火灾和可燃固体物质表面火灾。气溶胶是以固态形式存放的,且自身又不具有挥发性,所以不会存在泄露问题等问题,具有较长的保存年限,对保护区的设施也能便于时时监控。S型气溶胶,不仅具有较好的灭火效能,而且有较高的洁净度,气溶
胶喷洒后的残留物对于电子设备的影响较少。
S型气溶胶灭火机理
S型热气溶胶的灭火机理主要体现在两方面:一方面是吸热分解的降温作用,另一方面是气相、固相的化学抑制作用,相互之间协同发挥。除此之外气溶胶灭火剂产物中的气相成分也起到了一定的辅助作用。
(1)吸热分解的降温灭火作用
热气溶胶灭火剂的降温作用主要依靠的是金属氧化物和碳酸盐的吸热分解。任何火灾在较短的时间内放出的热量是有限的,如果在较短的时间内气溶胶中的固体颗粒能够吸收火源所放出的一部分热量,那么火焰的温度就会降低,辐射到燃烧表面和用于将已经气化的可燃烧分子裂解成自由基的热量就会减少,燃烧反应就会得到一定程度的抑制。
(2)气相化学抑制作用
在热的作用下,热气溶胶灭火剂分解的气化金属离子如Sr、K、Mg或失去电子的阳离子以蒸汽的形式存在,与燃烧中的活性基团H•、•OH和O•发生多次链反应,下面以Sr为例 :
Sr+2•OH→Sr(OH)2 Sr+O•→SrO Sr(OH)2+2H•→Sr+2H2O
如此反复,燃烧中的活性基团被大量消耗,浓度不断降低,燃烧得以抑制。
(3)固相化学抑制作用
热气溶胶灭火剂中的固体微粒能够吸附链式反应中间体•OH、H•和O•,并且催化他们重新组成稳定的分子,从而使燃烧过程的分支链式反应中断,以K为例如下:
K2O(s)+2H(g)→2KOH(s) KOH(s)+OH(g)→KO(s)+H2O(g)
K2O(s)+O(g)→2KO(s) KO(s)+H(g)→KOH
在上述的灭火作用中,几种灭火机理相互作用,协同发挥,但是气体的传输作用和金属氧化物或碳酸盐的吸热降温作用都只是起到辅助效果,而主要的灭火效果还是依靠气、
固相的化学抑制作用。
产品技术参数:
表1气溶胶灭火药剂技术参数
性能特点:
1.体积小,重量轻。是相同灭火能力传统气溶胶装置体积的1/4,重量的1/3。这种小型、轻量化的设计使得它能在狭小保护空间应用。
2.喷放速度快且稳定。热敏线燃烧每米3秒,引发药剂3秒,气雾可以迅速淹没整个密闭柜子,迅速而大大提高灭火效率。
3.环境适用性好。本公司采用的新型气溶胶灭火装置,采用一种创新药剂封装技术和引发技术,使其使用温度从-50℃—90℃,而传统产品仅为-20℃-50℃。全系列产品通过CE的EMC电磁兼容性认证,使其可以使用在具有复杂电场、磁场环境中,而不会引起误动作。气体喷放产出速度均匀,喷射口限温技术可以避免造成气体压力过大损害设备,也不会气体压力过小导致灭火能力弱。
4.施工配套方便。直接热敏线启动,而其他的气体灭火,要求保护区的配套设施都需 要抗压防暴,且保护区需设置泄压口;装置日常贮存和使用无需管网和压力容器,能为用户节省一大笔费用。
5.安全无毒。药剂不含任何有毒影响,臭氧破坏率ODPZ值为0,温室效应潜能值为0,气溶胶悬浮于空中,放电后易于排放。
6.维护容易、经济长效。气溶胶产品内部制剂质量稳定,无需考虑压力容器定期检测和泄露问题,维护量很小,无残渣泄露,装置内部对药包有包膜防潮设计,寿命10年。
八、消防系统拓朴图
九、施工工艺及方法
气溶胶灭火装置注意事项
(1)灭火装置喷口正前方0.05m范围内严禁堆放设备、杂物及其他障碍物以确保灭火装置灭火效能。
(2)灭火装置不适宜安装在防护空间下风口位置。
(3)灭火装置不适宜安装在防护空间出口位置。
(4)热敏线应布置于易着火区域,热敏线布置时应按照电工作业标准操作。(5)装置有效期10年。超过有效期限后,由使用单位与供应商联系更换。
(6)安装时建议由专业人员安装。
(7)灭火装置在未喷放前应确保处于封闭状态,以保证性能可靠。
(8)开关柜内安装灭火装置,需停电安装。
电缆竖井防火封堵:
(1)施工流程
根据竖井寻找封堵支撑点→清理封堵部位→安装底层防火板(防火分离)→电缆四周包裹防火堵料(柔性有机堵料)→堆砌阻火包→安装顶层防火板(防火分离)→缝隙处填充防火堵料(柔性有机堵料)→涂刷电缆防火涂料→清理现场。
设计标准:根据实际合理布置封堵,建议6米安装1处。
图6-4-1 电缆竖井开工前
图6-4-2电缆竖井安装板材、阻火包、刷涂料
图6-4-3电缆竖井安装顶层防火板
(2)施工工艺要求
1)电缆表面均匀包裹防火堵料(柔性有机堵料),其绕包厚度不低于 20mm。
2)在封堵部位,利用竖井内预埋件或者竖井内支撑承托防火封堵部分。
3)底层防火板(防火分离)需固定于预埋件或者竖井内支撑上。
4)在竖井防火封堵两侧电缆表面均匀涂刷防火涂料厚度不小于1mm,长度不低于3000mm。一般需自上而下涂刷反复粉刷3至5次,每次涂刷后,应待涂膜表面干燥后再涂。
十、需要向甲方提供的相关文件
(1)灭火装置主要技术参数及其技术说明。
(2)应随机带有六套出厂型式认可检测报告。
(3)乙方提供的资料所使用的单位为国家法定单位制,即国际单位制,语言为中文。
(4)乙方资料应正确、一致、清晰完整,满足工程要求。均需提供电子版本。
(5)乙方资料的提交及时、充分,满足工程进度要求。合同签定后2周内应给出全部技术资料和交付进度清单,并经买方确认。
(6)对于其它没有列入合同技术资料清单,却是工程所必需的文件和资料,乙方有责任及时免费提供。
(7)乙方应及时提供与合同设备设计制造有关的资料。
(8)设备供货时提供下列资料:设备的开箱资料,应包括安装、运行、维护、修理说明书、部件清单资料、工厂试验报告、产品合格证等。除此以外,售后服务,包括技术服务与质保等也应该相应重视。
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