基于建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求的消防配電設(shè)計(jì)研究

吳晨晨

摘要：市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑樓層的持續(xù)加高，使社會(huì)各界愈加重視建筑樓房的消防設(shè)計(jì)。特別是配電設(shè)計(jì)，其直接影響著火災(zāi)發(fā)生率。若配電設(shè)計(jì)不完善，建筑整體的應(yīng)用性能將大幅降低，并對(duì)建筑使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅。因此，我國(guó)建筑樓房設(shè)計(jì)師在開展建筑消防設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求逐步優(yōu)化和完善消防配電設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：建筑電氣;消防設(shè)計(jì);配電設(shè)計(jì)

城市化進(jìn)程的加快，帶動(dòng)了公眾居住需求的提升，并有力地推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)高層化。而樓層越高，建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求越高，相應(yīng)的配電設(shè)計(jì)要求也隨之提高。對(duì)此，我國(guó)出臺(tái)了《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等一系列配電設(shè)計(jì)規(guī)程與規(guī)范，高度強(qiáng)調(diào)建筑消防配電設(shè)計(jì)要與給排水設(shè)計(jì)、暖通設(shè)計(jì)相互配合，以最大限度降低因配電設(shè)計(jì)不到位而引發(fā)火災(zāi)的概率，確保建筑安全可靠。

一、建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求

（一）消防設(shè)備配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

引入并應(yīng)用消防設(shè)備時(shí)，需明確其具體的用電等級(jí)，再依據(jù)用電等級(jí)設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)。若需要應(yīng)用雙回路配電，則引入自動(dòng)切換箱，以便保證設(shè)備末端的自動(dòng)切換，充分滿足建筑消防設(shè)備的配電要求;計(jì)算消防設(shè)備的負(fù)荷時(shí)，需先了解和掌握防火區(qū)域的具體特征，明確火災(zāi)可能影響的范圍，再計(jì)算、統(tǒng)計(jì)防火區(qū)域所能承受的最大消防負(fù)荷。據(jù)此，設(shè)計(jì)、引入并應(yīng)用建筑配電系統(tǒng)，確保消防設(shè)備的電源設(shè)計(jì)能充分滿足消防設(shè)備的電力供應(yīng)需求，使消防設(shè)備及其所在系統(tǒng)能穩(wěn)定安全地運(yùn)行。

（二）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的配電設(shè)計(jì)要求

我國(guó)建筑消防應(yīng)用規(guī)范明確指出，建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑消防電氣系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注重設(shè)計(jì)和安排火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。同時(shí)，應(yīng)將火災(zāi)報(bào)警裝置與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來，以便實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、控制消防電力設(shè)備，切實(shí)加強(qiáng)建筑消防領(lǐng)域的配電管理。

（三）消防聯(lián)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)要求

我國(guó)建筑消防設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)調(diào)，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑消防聯(lián)動(dòng)，確保建筑電力系統(tǒng)能依照特定控制邏輯，及時(shí)向被控制的各項(xiàng)消防設(shè)備發(fā)出聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)，進(jìn)而使消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、防煙設(shè)備能快速聯(lián)動(dòng)以降低火災(zāi)可能性。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)在聯(lián)動(dòng)控制基礎(chǔ)上，加強(qiáng)手動(dòng)控制裝置的設(shè)計(jì)，切實(shí)強(qiáng)化消防操作便利性。

二、建筑消防配電設(shè)計(jì)方式

（一）放射式設(shè)計(jì)路線

目前，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)師在安排建筑電氣系統(tǒng)的配電設(shè)計(jì)時(shí)，大多偏好采用放射式設(shè)計(jì)。究其原因，主要是放射式配電設(shè)計(jì)具有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是放射式設(shè)計(jì)模式下，某條線路突發(fā)故障，其他路線仍保持平穩(wěn)運(yùn)行;二是放射式設(shè)計(jì)模式下的配電設(shè)計(jì)具有集中性，管理難度低，配電穩(wěn)定性相對(duì)偏強(qiáng)。然而，此種配電設(shè)計(jì)并不完美。相較于其他配電設(shè)計(jì)路線，放射式配電設(shè)計(jì)下的電線損耗、開關(guān)損耗相對(duì)較多，需求的有色金屬也偏多，以致配電設(shè)計(jì)整體耗能偏高。

（二）樹干式設(shè)計(jì)路線

樹干式設(shè)計(jì)的主要特征是配電干線一旦發(fā)生故障，其他關(guān)聯(lián)線路會(huì)相應(yīng)受到影響。但相比放射式設(shè)計(jì)，樹干式設(shè)計(jì)的配電穩(wěn)定性更強(qiáng)。若干線匹配得當(dāng)，配電自動(dòng)切換的速度與準(zhǔn)確性將明顯提高。

（三）鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)路線

雖然鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)基本相似于樹干式設(shè)計(jì)，但其配電可靠性相對(duì)偏低。例如，某設(shè)備故障或者電路故障時(shí)，整個(gè)鏈條上的其他設(shè)備線路會(huì)同步發(fā)生故障，以至于電力系統(tǒng)整體癱瘓。

（四）混合式設(shè)計(jì)路線

混合式設(shè)計(jì)是放射式設(shè)計(jì)、樹干式設(shè)計(jì)、鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)相互結(jié)合形成的建筑消防配電設(shè)計(jì)路線。此路線擁有以上三種配電設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用穩(wěn)定性與安全性相對(duì)偏強(qiáng)。目前，我國(guó)建筑消防領(lǐng)域主要采用此種配電設(shè)計(jì)路線以開展消防建設(shè)。

三、基于建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求的消防配電設(shè)計(jì)問題

（一）電源監(jiān)控設(shè)備缺位

正常情況下，建筑消防監(jiān)控員可直接通過部署在建筑各角落的電源監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制各類消防設(shè)備，及時(shí)避免設(shè)備故障或其他問題引發(fā)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。但目前，大部分建筑工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，都未引入并安排裝配電源監(jiān)控設(shè)備，以致消防監(jiān)控員無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)消防設(shè)備故障問題，找準(zhǔn)火災(zāi)源頭，快速控制火災(zāi)，促使火災(zāi)帶來的生命財(cái)產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)越來越嚴(yán)重。

（二）供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不健全

目前，大部分建筑的消防配電設(shè)計(jì)都存在或大或小的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。具體來看：一是兩路供電方式易出現(xiàn)電源相位電壓差風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致消防電力設(shè)備無法穩(wěn)定運(yùn)行。雖然部分建筑工程師嘗試安排手動(dòng)發(fā)電機(jī)以保障供電，但這種供電方式仍會(huì)引發(fā)其他風(fēng)險(xiǎn)。二是高壓回路設(shè)計(jì)不合理。我國(guó)建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)指出，引入并應(yīng)用一級(jí)負(fù)荷電氣系統(tǒng)時(shí)，需為之配備高壓電源，再應(yīng)用獨(dú)立供電方式。但實(shí)際上，許多建筑工程師在采用這類電氣系統(tǒng)時(shí)，都偏好使用手動(dòng)式的聯(lián)鎖投入設(shè)計(jì)，導(dǎo)致建筑整體的消防配電系統(tǒng)難以高效運(yùn)行。

（三）未選擇恰當(dāng)?shù)墓╇娫O(shè)備

不少建筑工程師在設(shè)計(jì)消防電氣系統(tǒng)時(shí)，都偏好引用復(fù)式斷路器、復(fù)式脫扣器等以保障供電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。但實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)電路過載問題，以致消防設(shè)施無法正常運(yùn)行。此時(shí)，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，相關(guān)人員將無法立即啟用消防設(shè)備以遏制火勢(shì)，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

四、基于建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求的消防配電設(shè)計(jì)策略

（一）優(yōu)化改進(jìn)電源監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)

完善的電源監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用有利于顯著提高建筑防火災(zāi)能力，使消防監(jiān)控人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑內(nèi)部的火災(zāi)，并調(diào)動(dòng)各消防設(shè)備及時(shí)控制火情。所以，建筑工程師在依據(jù)建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求開展消防配電設(shè)計(jì)時(shí)，要實(shí)地考查建筑現(xiàn)狀，明確建筑火災(zāi)撲救要點(diǎn)，再依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等各類與消防配電設(shè)計(jì)有關(guān)的文件進(jìn)行建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合建筑工程特征，針對(duì)性設(shè)計(jì)并布設(shè)火災(zāi)探測(cè)器，實(shí)時(shí)監(jiān)控各樓層、樓梯間及緩臺(tái)等的火災(zāi)狀況;單獨(dú)規(guī)劃樓梯間的火災(zāi)探測(cè)器，并配置相應(yīng)的監(jiān)控器，以便火災(zāi)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)火情后，監(jiān)控人員能及時(shí)通過監(jiān)控系統(tǒng)了解狀況，再針對(duì)性調(diào)配資源快速施救。

（二）完善供電系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)

完善供電系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)，有利于提高建筑的消防安全保障水平。對(duì)此，在依據(jù)建筑電氣消防設(shè)計(jì)要求開展消防配電設(shè)計(jì)時(shí)，要做好下列工作：一是選擇合適的電氣線路材料和供電方式。通常而言，配電線路是否具備高質(zhì)量，極大程度地影響到消防系統(tǒng)的運(yùn)作穩(wěn)定性、安全性、可靠性。目前，最具優(yōu)勢(shì)的電氣線材是銅芯電纜、銅芯導(dǎo)線，其線路耐壓值超過了450V。二是加強(qiáng)配電系統(tǒng)的供電回路設(shè)計(jì)。建筑電氣消防設(shè)計(jì)規(guī)范指出，須引入并應(yīng)用專業(yè)化的供電回路以進(jìn)行消防配電設(shè)計(jì)，以便火災(zāi)出現(xiàn)后，相關(guān)人員能在第一時(shí)間快速關(guān)閉防火門、排煙、噴淋等各個(gè)設(shè)備裝置，充分確保建筑內(nèi)的生命財(cái)產(chǎn)安全。否則，非專業(yè)化供電回路會(huì)引發(fā)難以想象的嚴(yán)重后果。

（三）改進(jìn)配電線路及設(shè)備的敷設(shè)設(shè)計(jì)

建筑消防配電設(shè)計(jì)的優(yōu)化，離不開配電線路敷設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化的支持。對(duì)此，建筑工程設(shè)計(jì)師需做好兩大事項(xiàng)：一是根據(jù)工程現(xiàn)狀，針對(duì)性選擇明敷設(shè)計(jì)或暗敷設(shè)計(jì)。若使用明敷設(shè)計(jì)，則需設(shè)置密閉式防火金屬線槽，抑或是防火金屬套管，以保障線路穩(wěn)定安全運(yùn)作。同時(shí)，要做好防火封堵操作，避免樓板墻壁的各個(gè)孔洞透火;若選擇暗敷設(shè)計(jì)，則需引入套管保護(hù)，切實(shí)強(qiáng)化內(nèi)部防燃性。相較于明敷設(shè)計(jì)，暗敷設(shè)計(jì)更有利于提高成本控制水平。二是加強(qiáng)非消防電源切除控制，例如在設(shè)計(jì)強(qiáng)電系統(tǒng)圖時(shí)，清晰地標(biāo)注聯(lián)動(dòng)設(shè)備、聯(lián)動(dòng)管線等，以便相關(guān)人員在火災(zāi)出現(xiàn)后能迅速找準(zhǔn)電源切斷位置，避免火災(zāi)蔓延。三是理解三個(gè)不同等級(jí)的消防負(fù)荷，確保消防應(yīng)急照明系統(tǒng)配有相應(yīng)的蓄電池，以便對(duì)非消防負(fù)荷能及時(shí)得到快速切除，有效保障消防安全。

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