淺談限流式保護(hù)器在建筑地下車庫防火中的應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速地發(fā)展，人們生活水平有了大幅度的提升，私家車成為人們?nèi)粘３鲂械闹匾ぞ?。隨著私家車車輛的增加，地下車庫的應(yīng)用也不斷增多。因此要做好地下車庫設(shè)計(jì)，特別是要重視地下車庫防火設(shè)計(jì)，提高地下車庫防火安全。該文從建筑地下車庫火災(zāi)危險(xiǎn)性入手，分析了地下車庫防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并進(jìn)一步對(duì)提高建筑地下車庫防火安全提出了具體的建議。

【關(guān)鍵詞】建筑 ；地下車庫 ；火災(zāi) ；防火設(shè)計(jì) ；防火安全

當(dāng)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(shù)量的增加，對(duì)地下車庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高的要求。在地下車庫防火設(shè)計(jì)過程中，影響其設(shè)計(jì)的因素較多，因此要基于實(shí)際情況入手，針對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行分析，全 面提高建筑地下車庫防水設(shè)計(jì)水平，以此來有效地提升車庫防范火災(zāi)的整體能力。

1.1 火勢(shì)蔓延快

地下車庫孔口面積較少，排煙散熱性較差，一旦發(fā)生火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致熱煙聚積，散熱緩慢，內(nèi)部空間溫度會(huì)出現(xiàn)聚升的現(xiàn)象，室內(nèi)空氣體積也會(huì)變大，容易發(fā)生轟燃現(xiàn)象。在地下車庫火災(zāi)發(fā)生初期，通道內(nèi)風(fēng)流和煙氣會(huì)朝著原來的擴(kuò)散方向流動(dòng)，火勢(shì)擴(kuò)大時(shí)，洞室內(nèi)空氣成分會(huì)發(fā)生變化，溫度增加，形成附加的火風(fēng)壓，導(dǎo)致原來的風(fēng)流方向發(fā)生改變，原有風(fēng)壓增加，部分已經(jīng)到達(dá)出口的煙霧會(huì)折返回洞室內(nèi)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)跳躍式火點(diǎn)，導(dǎo)致火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)散。

1.2 通風(fēng)排煙難

地下車庫不同于地面建筑，火災(zāi)發(fā)生時(shí)排煙散熱只能通過地面連接的出入口或是采光天窗，通風(fēng)條件較差。而且地下車庫發(fā)生火災(zāi)后，物質(zhì)燃燒時(shí)得不到充足的空氣，隨燃時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)有較大的煙霧及有毒氣體產(chǎn)生。而且這些煙霧和有毒氣體無法有效從地下車庫空間內(nèi)排除，其充斥于整個(gè)地下空間，會(huì)對(duì)人員的生命造成嚴(yán)重威脅。

1.3 疏散困難

地下車庫不存在窗戶和陽臺(tái)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)只能從安全出口疏散。火災(zāi)發(fā)生時(shí)正常電源被切斷，在濃煙狀態(tài)下事故照明和疏散標(biāo)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(duì)逃離方向進(jìn)行辨識(shí)，疏散難度較大。而且地下車庫通?？v深較大，格局復(fù)雜，緊急疏散時(shí)引發(fā)的慌亂會(huì)導(dǎo)致疏散時(shí)間延長(zhǎng)，增加危險(xiǎn)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(zāi)發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的高溫有毒氣體和濃煙的流動(dòng)狀態(tài)具有復(fù)雜性和隨機(jī)性，因此地下車庫內(nèi)部能見度會(huì)急劇下降，無法對(duì)起火點(diǎn)和火災(zāi)規(guī)模進(jìn)行準(zhǔn)確確定。一旦消防人員進(jìn)入口缺乏完善的排煙設(shè)施，則會(huì)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(nèi)通信系統(tǒng)干擾和屏蔽也會(huì)影響救援難度。

2.1 了解地下車庫防火分區(qū)問題

相較于地面建筑而言，建筑地下車庫火災(zāi)發(fā)生的危險(xiǎn)性較高，而且火災(zāi)發(fā)生概率較大，因此需要在地下車庫建設(shè)時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)要求來進(jìn)行防火墻設(shè)計(jì)和設(shè)置，使其形成若干個(gè)單獨(dú)的防火區(qū)域，進(jìn)一步提高車庫的防火功能。但在當(dāng)前部分地下車庫建設(shè)過程中，部分開發(fā)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(qū)不符，而且在實(shí)際使用過程中如果地下車庫防火卷簾維護(hù)保養(yǎng)不到位，一旦發(fā)生火災(zāi)，無法有效地發(fā)揮出防火卷簾的作用，無法對(duì)火勢(shì)進(jìn)行隔離，則會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)迅速蔓延。因此在地下車庫防火設(shè)計(jì)時(shí)，需要了解地下車輛防火分區(qū)問題，確保防火設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，有效提高地下車庫的防水能力。

2.2 做好疏散標(biāo)識(shí)標(biāo)志設(shè)計(jì)

在當(dāng)前部分建筑物地下車庫疏散標(biāo)識(shí)標(biāo)志設(shè)計(jì)時(shí)存在不合理的問題，通常將人員疏散和車輛疏散標(biāo)示相混淆，這樣當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，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(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。這就需要在具體設(shè)計(jì)地下車庫防火設(shè)施時(shí)，分開設(shè)置人員和車輛疏散出口，同時(shí)與地下車庫總體布局相結(jié)合，保證人員和車輛疏散出口設(shè)置的合理性，并以此為依據(jù)合理設(shè)計(jì)疏散標(biāo)志，這樣發(fā)生火災(zāi)時(shí)人員能夠及時(shí)、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(shè)計(jì)

在實(shí)際地下車庫防火設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑物實(shí)際情況進(jìn)行了解，并針對(duì)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(fēng)進(jìn)行了解，當(dāng)無法自然通風(fēng)時(shí)，則要求設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行機(jī)械壓送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，更好地發(fā)揮其防排煙的目的。另外還要根據(jù)具體的防火規(guī)范規(guī)定， 通過利用裙房可開啟的外窗進(jìn)行自然排煙，當(dāng)裙房部分不具備自然排煙條件時(shí)，宜在前室或是使用前室設(shè)置局部機(jī)械排煙設(shè)施，實(shí)現(xiàn)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(diào)整送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量

通過合理對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，可以進(jìn)一步增強(qiáng)建筑地下室的防火功能。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)送 風(fēng)量應(yīng)以排煙量的 50% 作為低標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)排風(fēng)量與有害氣體散發(fā)量及散發(fā)時(shí)的濃度進(jìn)行計(jì)算，科學(xué)調(diào)整送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量，更好地發(fā)揮送風(fēng)系統(tǒng)在地下車庫中的作用，將有害氣體及時(shí)排出，進(jìn)一步降低火災(zāi)發(fā)生機(jī)率。

3.1 嚴(yán)格按地下車庫防火標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收

在建筑地下車庫建成后，在具體驗(yàn)收時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)及防火標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，并針對(duì)剛建成的建筑地下車庫防火安全方面進(jìn)行審查，一旦發(fā)現(xiàn)問題則責(zé)令及時(shí)進(jìn)行返工處理，確保地下車庫防水標(biāo)準(zhǔn)能夠與具體的要求相符，進(jìn)一步提高地下車庫防火能力。

3.2 有效落實(shí)車庫消防安全管理

為了進(jìn)一步提高地下車庫的防火安全，則需要在實(shí)際工作中做好地下車庫消防安全管理工作，針對(duì)地下車庫的各個(gè)方面進(jìn)行有效管控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下車庫中存在的不安全因素，并通過對(duì)消防設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行合理設(shè)置，進(jìn)一步提高地下車庫的防火性能。另外，在實(shí)際針對(duì)地下車庫消防安全管理工作中，還需要選擇能力強(qiáng)及經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員，并制定完善的消防安全管理制度，規(guī)范管理人員的行為，確保消防安全管理工作能夠落實(shí)到實(shí)處，保證建筑地下車庫的防火安全。

3.3 提高居民安全意識(shí)

為了能夠進(jìn)一步保證建筑地下車庫的防火安全，還要積極引導(dǎo)廣大居民的參與和支持。在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)居民地下車庫防火安全知識(shí)的宣傳和教育，提高居民安全意識(shí)，進(jìn)一步豐富居民防火和滅火知識(shí)，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(zāi)的發(fā)生。

4.1限流式保護(hù)器的功能及應(yīng)用方案

4.1.1 限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

電氣防火限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級(jí)，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動(dòng)作，且無法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)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(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。

4.1.2 ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下:

A）短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；

B）過載保護(hù)功能，線路持續(xù)過載時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

C）表內(nèi)超溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

D）過/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過壓時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

E）電纜溫度監(jiān)測(cè)功能，被測(cè)線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

F）漏電流監(jiān)測(cè)功能，線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺(tái)，或第三方監(jiān)控軟件或平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.1.3 ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4.1.4 應(yīng)用方案圖示

ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)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(xiàng)

在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前一級(jí)的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為保障限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)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(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場(chǎng)所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確?？煽窟B接，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，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(zhǎng)按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

當(dāng)保護(hù)器因超溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е?，可通過加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來后，再長(zhǎng)按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。

地下車庫作為地下建筑工程，對(duì)于其位置的特殊性，一旦發(fā)生火災(zāi)撲救難度較大，也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此需要重視建筑地下車庫防火設(shè)計(jì)，充分利用先進(jìn)的防火設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，提高地下車庫防火設(shè)計(jì)水平，使其與實(shí)際防火要求相符。特別是針對(duì)于新建、改建及擴(kuò)建的地下車庫，更需要根據(jù)國(guó)家消防技術(shù)規(guī)范要求來強(qiáng)化防火設(shè)計(jì)，并積極采取有效的措施做好防火和滅火工作，及時(shí)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。

[1] 孫磊 . 地下車庫防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺析 [J]. 房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2016（29）：20.

[2] 陳英杰，朱勇軍，郭榮春，等 . 地下車庫通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討 [J]. 建筑節(jié)能，2014，（11）：24-26.

[3] 廖深福,建筑地下車庫防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)與防火安全.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版