限流式保护器在古建筑消防安全中的应用

安科瑞 华楠

【摘要】我国古建筑众多且具有自身的消防安全特性。本文结合当前古建筑消防安全形势从消防管理、防火设计及火灾扑救三个方面对我国古建筑消防安全问题进行系统的阐述并提出相关对策。

【关键词】古建筑；消防安全；电气防火；限流式保护器；

引言

        古建筑泛指始建时间较长远的存在于地面上的各个历史时期的建(构)筑物普遍具有较高的历史价值和文物价值。古建筑代表了古代社会政治经济、文化艺术、宗教信仰等是民族的宝贵财富同时也是不可再生的珍贵历史文化遗产。

        我国古建筑多系砖木结构火灾是它的大危害。因此加强古建筑的消防安全工作刻不容缓而把现代科学技术应用到古建筑的消防工作中保证消防安全已成为公安消防部门的重要工作之一。

一、当前古建筑消防安全形势

        （一）古建筑消防管理现状

        文化部、公安部在1984年颁布的《古建筑消防管理规则》中规定，文物古建筑的消防安全工作由文物古建筑的管理和使用单位共同负责。然而，由于历史原因，当前各地文物古建筑的管理单位和使用单位对其应共同承担的消防安全责任互相推诿，消防部门作为监督机构，只能在两家单位之间调停。此外，由于古建筑火灾隐患较多，整改需要较大的资金投入，这在自身没有收入，仅靠上级拨款的文物古建筑单位根本无法实现，只有在开发旅游项目，有充足收入的文物古建筑单位勉强能够实现。

        （二）古建筑的防火设计问题

        古建筑物由于其历史文明价值的特殊保护意义及其存在(包括材料、结构、环境等)特殊的变因，要完整的经由理论体系体现在规范准则中，相当困难。例如，按照现行的《建筑设计防火规范》的要求，文物保护单位的砖木或木结构建筑应设自动喷水灭火设备，而这在古建筑实际施工当中却存在许多技术性的困难：一是消防用水与文物古建筑普遍缺乏水源的矛盾；二是消防供水管网与文物古建筑的建筑风格存在互不相容的冲突，按照修旧如旧的原则，消防供水管网的设置处于两难的境地：按照规范设计，暴露出来的喷淋头破坏了古建筑的整体风格，而照顾了古建筑的建筑风格，往往又存在喷淋系统不能发挥或不能完全发挥作用的状况。

        事实上，这只是古建筑众多防火设计问题中的冰山一角，还有诸如耐火等级低、火灾荷载大、防火间距小、无消防通道等问题亟待解决。

        （三）古建筑火灾的扑救问题

        我国许多古建筑多用松杉、柏、香樟等含油质木材，加上终年香火熏烤，木材为干燥，一旦发生火灾，蔓延迅速，火势猛烈，五分钟内火灾就会从初期阶段发展到燃烧阶段，这从一定程度上了人员疏散难度。不仅如此，大多数古建筑没有训练有素的专职人员或义务消防队，也没有配备必要的消防设施，局部建筑还缺少消防水源，且部分建筑形体高大，设有门槛、台阶，周围道路狭窄，消防车无法通行，这些都给古建筑火灾扑救带来了大的难度。

二、古建筑消防安全管理对策

        (一)转变观念，明确责任，强化意识

        其一，无论是古建筑的管理单位还是使用单位，都应该从根本上转变思想观念，本着为后人保护好文化遗产的历史责任感，明确各自消防安全责任，做到“互相监督、互相启发、互相促进”。其二，提高管理干部和职工群众的防火意识，加强消防教育，千方百计使全员消防意识到位。其三，拓宽、搞活消防宣传和教育的方式方法，使更多的人接受消防教育，早日使消防意识深入到每个人的心中。

        (二)改进方法，创新理念，提高效率

        古建筑的防火管理与其它类型的建筑不同，有着其为特殊的性质。因此，我们不能照搬普通建筑的管理模式，应该转变传统的管理理念，将一些新方法、新技术应用到古建筑的管理上来，提高管理效率。

        1．应用火灾风险评估技术。火灾风险评估技术是消防安全工程学的重要组成部分。它通过对待评对象的火灾风险状况进行分析，对客观存在的火灾风险与安全隐患加以识别，并做出适当评价，提出降低火灾风险的优方法与措施，以便寻求可接受火灾风险及小火灾代价。

        通过概略性分析、风险量分析和关键路径分析等方法制定防火安全管理措施，以概率性分析获得“质”的结果，以风险量分析法获得“量”的结论，再以关键路径的逻辑体现古建筑物发生火灾路径的可能来作为防火安全管理措施规划是简易、可行的方法。此方法在管理规划过程中，从点、线至面有一系统化的模式来解决火灾隐患。通过上述火灾风险分析之后，管理人员就能较为科学地制定防火安全管理措施，包括简易预防措施制订，巡查监视管理行为频率、灭火配置量调整、机动调配支援方式、灭火进出路径规划等。

        2．引入“深度防御”管理理念，提高防火可靠度。“深度防御”是一套先进安全管理的理念，缘于核电厂的高度安全要求，萃取其内涵，应用于古建筑防火安全的特殊需求，也是可结合于防火安全管理措施，提高可靠度的良方。

        “深度防御”管理理念认为，防火安全保护的距离及空间应具备深度性，其管理措施应具备措施方案的纵深性。凡由关键起火点依距离划出的空间范围应在防火安全管理措施方面建立必要的区域隔离。由面的范围可依古建筑各区域的用途特性，按概念性分析、风险量分析结果制订不同安全级别的防范区域，层层由外往内划分，再建立符合区域内的防火管制措施。

三、古建筑防火设计对策

        （一）选择合适的灭火设备

        鉴于古建筑的特殊性，技术人员对古建筑进行防火设计时应充分考虑在不破坏古建筑外观和使用特性的情况下，大限度发挥灭火设备的性能。以普通建筑广泛使用自动喷淋设备为例，其外露的喷头及管线不仅会严重影响古建筑的外观，而且自喷设备的安装过程本身也是对古建筑的破坏，因此不建议在古建筑内部加装自动喷水设备。火探管灭火系统是一种简单、自动的系统，专门设计安装供内部密闭空间、厨柜及机器等使用，是目前不使用电力的工业防护设备，常用于开关装置、垃圾箱、信箱、储存柜、无人机械室等，由于设备所占空间小，目前已使用于某些古建筑空间之中。

        (二)以阻燃处理替代防火分区设立

        在无法改变古建筑群防火分区、建筑结构的现状下，利用现代防火技术，从源头上控制火灾的发生，发挥主动防御的作用，对可燃建筑构件进行阻燃处理，对柱、梁、楼板等进行处理，在其表面涂刷或喷涂符合文物保护要求的透明防火涂料，形成一层保护性的阻火膜，提高整体耐火等级，降低木材表面的燃烧性能，阻止火势的蔓延。

        (三)改造电气线路

        古建筑群内部部分电气线路老化、绝缘破损，且敷设在古建筑木材上，其危险。首先，应对古建筑内所有的电气线路进行清理，对于已经老化、绝缘破损的线路进行更换，采用铜芯绝缘导线，并穿管保护;其次，安装熔断器，独立设置控制开关，禁止使用表面温度很高的大功率照明灯泡，电加热器、灯具等不得靠近可燃物，电气线路不能直接敷设在古建筑木材上;再次，所有电气线路、电气设备均应符合安全要求，安装过程均应严格执行电气安全技术规程。

四、古建筑火灾扑救对策

        （一）调集足够消防力量，解决水源问题

        根据城内古建筑与责任消防中队之间的距离，从火灾大面积、大难度和不利的情况出发，考虑责任消防中队现有灭火装备情况，作出出动力量计划。出动车辆以水罐消防车为宜。

        （二）坚持救人指导思想，疏散、抢救被困人员

        古建筑火灾蔓延快，很快就会形成大面积燃烧，严重威胁人员安全。在这种情况下，应采用边射水边救人的方法，组织大部分消防队员进行人员疏散，让小部分消防队员和义务消防队员控制火势。此外，在坡陡、路滑的地段需要控制疏散速度，以免滑倒，造成更大伤亡。

        （三）按照“先控制，后消灭”的战术原则，尽快消灭火势

        现场指挥员应组织人员在建筑物周围察看飞火，防止火势向周围古树林或其它古建筑蔓延。当火场没有形成立体式燃烧时应实施内攻，侦察人员要迅速查明火场基本情况，让水枪手选择障碍少、烟雾小、视线好的进攻路线实施内攻，阻止火势蔓延。

        （四）控制射流，防止水渍损失，保护古建筑

        大多数古建筑内都有一定数量的名人字画、经书藏卷、泥塑佛像等珍贵文物，而这些文物大多怕火怕水。因此，扑救古建筑火灾时要控制好水枪射流，防止水渍损失，在文物集中的地方，尽可能使用干粉灭火剂，对能够疏散的文物要组织人员设法疏散保护。

五、安科瑞在古建筑消防安全中的应用及选型

        （一）产品介绍

        电气防火限流式保护器可以克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大以及使用寿命短等弊端发生短路故障时能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护从而能显著减少电气火灾事故保障使用场所人员和财产的安全。

        本次使用的是ASCP200-1型电气防火限流式保护器保护器是单相限流式保护器额定电流为63A。可广泛应用于学校、医院、商场、宾馆、娱乐场所、寺庙、文物建筑、会展、住宅、仓库、幼儿园、老年人建筑、集体宿舍、电动车充电站及租赁式商场商铺、批发市场、集贸市场、甲乙丙类危险品库房等各种用电场所末端干、支路的线路保护。本项目安装于住宅的进户开关处能够保障住宅末端用电安全。

（二）功能介绍

        产品具有短路保护、过载保护、表内超温保护、过欠压保护、配电线缆温度监测、漏电流监测功能、通讯等功能。

        短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流当线路发生短路故障时能在150微秒内实现快速限流保护并发出声光报警信号。

        过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时保护器启动限流保护并发出声光报警信号。

        表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时保护器实施超温限流保护并发出声光报警信号。

        过欠压保护功能。当保护器检测到线路电压欠压或过压时保护器发出声光报警信号可预先设置是否启动限流保护。

        配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过报警设定值时保护器发出声光报警信号可预先设置是否启动限流保护。

        漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过报警设定值时保护器发出声光报警信号可预先设置是否启动限流保护。

        通讯功能。保护器具有1路RS485接口1路2G无线通讯可以将数据发送到后台监控系统实现远程监控。监控后台可以是安科瑞Acrel-6000/B电气火灾监控主机也可以是安科瑞Acrel-6000安全用电管理云平台或第三方监控软件或平台。

        （三）技术参数

   

        （四）现场安装

        现场采用壁挂式的安装方式将保护器安装在安装箱中然后通过安装箱的开孔将保护器接入到配电线路中然后从保护器中年将出线引出到末端回路将与保护器配套的传感器安装在相应的位置完成 电气防火限流式保护器的安装现场安装图片如下：

六、结束语

        古建筑是全人类的财富，对其进行科学的防火保护是全民的责任。我们要以新的认识、新的理念和新的方法对古建筑进行科学的管理，在防火设计上一定要追求精益求精。此外，管理单位还应经常组织相应的灭火疏散演练，从大程度上减少人员伤亡可能性和消防部门的灭火难度。我们有责任、有义务保护好这些人类文化的遗产和瑰宝，使之代代相传，流芳百世。

        电气防火限流式保护器的使用可以减少因电线短路、电线过载等原因引起的电火花过大造成的电气火灾的发生在电线发生过载或者短路时及时断开后方负载回路将电火花的产生扼杀在摇篮之中不会产生电线过热绝缘层融化和短路点迸发电火花的情况使之无法引燃周边的易燃物减少火灾发生保障住宅用户的生命和财产安全。

【参考文献】

[1]汤希木．安全疏散性能化消防设计初探[J].消防科学与技术，2003，(1)．

[2]柳林.浅谈古建筑消防安全问题及对策[J].吉林工程技术师范学院学报,2012:73-75.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.