大型商業綜合體消防電氣設計若干問題的討論

陳浩

（上海建工設計研究總院有限公司）

1 引言

所謂商業綜合體，是將城市中商業、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會議、文娛等城市生活空間的三項以上功能進行組合，并在各部分間建立一種相互依存、相互裨益的能動關系，從而形成一個多功能、高效率、復雜而統一的綜合體。隨著城市經濟發展的需要，此類建筑越來越多，面臨的電氣火災隱患也逐漸暴露出來。某項目為南京環球貿易廣場（后更名為南京國金中心），建筑面積409601.18 ㎡，地下3 層，地上8 層裙房，并有三幢高層主體建筑，其中一號樓為超高層甲級辦公樓59 層290m；二號樓為超高層辦公樓39 層198m；三號樓為酒店29 層169m，是集商業、娛樂、餐飲為一體的商業綜合體建筑，至今已完成一期二期工程的消防驗收工作，同時也見證了近年來設計行業隨著時代的技術發展。

2 大型商業綜合體電氣消防設計概述

現代化的城市建設，除了高樓大廈的美觀與實用之外，還應做好建筑工程中的相關消防配套措施。消防的重點在于防，將安全隱患消滅于萌芽狀態，消是最后不得已才采取的手段。本工程可以采用應急照明系統、電力系統、火災自動報警系統、可燃氣體探測報警系統、電氣火災監控系統等等手段對于火情的各個時間段做出警示提醒，使管理人員能以最快的速度控制火情，消除隱患，保障人民的生命財產安全。

3 大型商業綜合體電氣消防設計需引起注意的幾個方面

3.1 應急照明系統

為了保證本項目火情發生時，人員不恐慌，應設置火災應急照明，包括備用照明、疏散照明。備用照明主要是供消防風機房、消防泵房、高低壓配電房、發電機房及消控中心等重要消防設備機房照明，我主要采用有消防認證的LED熒光燈為消防救援人員保駕護航。疏散照明則是為了確保有火情時，人們能夠迅速的從疏散通道撤離，保證人員安全的重要手段。

在設計應急照明系統時，有幾項要點：

①對于各個場所的照度及燈具的電源性質是否滿足規范要求，不僅要考慮燈具設置的間距要求，還應按照最佳的疏散路線指引人員撤離。

②應根據實際的建筑特點及建筑專業提供的疏散路線，相應的考慮采用什么樣的疏散照明系統。塔樓處由于疏散路線較短且只有兩部樓梯以供疏散，采用傳統的疏散照明系統。當高層發生火情時，強啟照度滿足疏散要求的應急照明，疏散指示指引人們向各個避難層疏散。裙房及地下室則有疏散路線較長，安全出口位置發生火災變數較多的情況，采用智能應急照明系統，疏散路線與塔樓下來的樓梯獨立分開，有效的提高疏散出口的利用率，很好的分散了人員疏散的擁擠度。

③還應根據各個場所設置的照明燈具類型進行合理設計，對于塔樓的疏散樓梯以平時上下為主要作用，考慮以聲控為主，消防時強制點亮，而對于裙房有娛樂購物等需要的場所采用平時不亮的消防照明，不妨礙普通照明的燈光效果。

3.2 消防供電系統

要說照明是電氣消防系統的眼睛，供電系統可以說是電氣消防系統的血液供給，其可靠性及合理性的重要性不言而喻。

3.2.1 供電系統的配電方式

在設計供電系統時應根據建筑類型的劃分確定供電電源的性質。本項目的變配電所電源、值班照明、警衛照明、應急照明、疏散照明、火災自動報警系統、消防類水泵、消防電梯、消防類風機、防火卷簾等消防設備的電源應定為一級負荷中特別重要負荷，并采用專用供電回路，其配電級數不超過三級配電。在本項目中，由市政提供3 組10kV 電源供電(每組為兩路10kV 電源)。每組兩路10kV 電源同時供電，當任何一路工作電源失壓時，另一路電源通過母聯開關能夠100%承擔所有一、二級負荷；為確保消防用電，設置了四套自動柴油發電機作為應急電源并按四個業態分類供電。低壓配電采用放射式、樹干式相結合的供電方式，在每個防火分區設一組消防主備用配電箱，其電源引自變配電房的低壓柜內普通母線段和消防應急母線段。消防設備配電箱均采用該防火分區末端雙電源切換的配電方式。

3.2.2 各級配電線路保護開關的選型

對于突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路，即消防專用設備的過載保護只報警，不跳閘。對于非消防電源的切斷則采取以下措施：①對于放射式供電回路分勵脫扣器在變電所低壓柜內設置；②對于樹干式回路分勵脫扣器在樓層箱內設置。

3.2.3 電纜的選擇

電纜選擇分為電纜類型和截面的選擇。電纜截面的選擇應考慮電纜的載流量大于等于負載容量的計算電流整定值。電纜的類型則可以參考14D801[3]圖集的第63 頁有關規定選擇耐火等級及燃燒性能等級，在南京國金中心項目中，筆者在消防設備的供電干線上均采用了礦物絕緣電纜的措施，消防設備的配電線路采用了無煙低鹵的電纜。

3.3 火災自動報警系統

有了眼睛、血液和四肢，智能的消防系統就缺大腦控制了，火災自動報警系統就很好的完成了這一重要使命。

大腦控制更加體現了人員管理的考慮，不僅是對于消防設備的控制，更是對業主方管理提出要求。要想設計好火災自動報警系統應考慮好以下幾個問題：應根據建筑格局的特點確認報警形式，本項目采用集中報警形式，應業態分布和管理需要，分為T1 辦公、T2 辦公、T3 酒店及商業裙房，消防控制中心設置于裙房一層。消防控制中心的報警控制設備由火災報警控制主機，各分區消防設備的聯動控制臺，消防控制室圖形顯示裝置，消防專用電話總機，消防應急廣播設備，消防電源監控器組成，并預留遠程監控接口。控制室內設用于火災報警的外線電話。三幢塔樓則按避難區設置相對應的區域分機，并在B2 層的BMS 機房內設置地下室區域內的區域分機。消防主機與各區域機之間，區域機與區域機之間采用光纖連接。消防主機能顯示所有火災報警信號和聯動狀態信號，并能控制所有重要的消防設備。各區域機能顯示和傳輸狀態信息，但不能互相控制。

有了大腦控制，自然還需要神經網絡去感知、去探測火情，由火災探測器、手動火災報警按鈕、火災聲光警報器、消防應急廣播、消防專用電話、消防控制室圖形顯示裝置、火災報警控制器、消防聯動控制器等組成。除了應嚴格按照最新的GB50116-2013[2]中對于這些設備布置點位的要求以外，還應根據地方有關部門的意見做出調整，如T1 塔樓加強設計，機電用房和服務用房（洗手間、茶水間、儲物室）加設聲光報警裝置，燃氣鍋爐房和廚房等除設置感溫探測器外還設置燃氣泄漏探測器，儲油間采用火焰探測器，除臥式和浮頂油罐外的其他油罐宜采用火焰探測器。本項目有高達30m 的T1 大堂以及商業區的共享空間，根據GB50116-2013[2]中12.4.3 的規定布置點位設置紅外雙鑒探測組件。此系統作為獨立系統，通過現場的控制主機接入火災報警系統，消防控制室手動控制。

為了縮小火情的影響范圍，必然還需要通過聯動控制系統對火情進行干預，采用兩個獨立的報警觸發裝置報警信號或一只探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號的“與”邏輯組合作為聯動觸發信號。需聯動控制的系統有以下幾種。

1）防排煙系統

消防風機旁的防火閥因火情動作后應把信號報給消控中心，同時停止此回路風機。當某一排煙分區內火災探測器報警后，消防控制中心開啟該區域內的排煙閥（防火），啟動該區域的排煙風機，同時排煙閥及排煙風機的動作信號返回消防控制中心。對機械開啟的排煙口、手動聯動開啟排煙風機、動作信號返回消防控制中心。消防控制中心能手動、自動啟停排煙風機、消防補風機和正壓送風機。

2）防火卷簾

防火卷簾應根據是不是疏散通道口使用的功能布置點位。如果是疏散通道上的防火卷簾，防火分區內任兩只獨立的感煙探測器動作后，卷簾自動下降至距地1.8m，感溫探測器動作后，卷簾再次自動下降到底，如果不是疏散通道上的防火卷簾，則防火卷簾一次下降到底。

3）消火栓滅火系統

消火栓滅火系統由消火栓系統出水主干管上設置的低壓壓力開關、高位消防水箱出水管上設置的報警閥壓力開關等信號作為觸發信號，直接控制啟動消火栓泵，聯動控制不受消防聯動控制器處于自動或手動狀態影響。消火栓按鈕的動作信號作為報警信號及啟動消火栓泵的聯動觸發信號，由消防聯動控制器控制消火栓泵啟動。消火栓轉輸泵由水箱水位控制起停。消防控制中心能手動/自動控制轉輸泵的啟/停，同時顯示工作和故障狀態；消防水池及消防水箱設置液位信號，低水位報警信號返回消防控制中心。

4）自動噴淋滅火系統

自動噴淋滅火系統接收水流指示器、檢修閥閥位、濕式報警壓力開關及濕式報警閥閥位的報警信號。由濕式報警閥壓力開關的動作信號作為觸發信號，直接啟動噴淋泵。聯動控制不受消防聯動控制器處于自動或手動影響。穩壓泵就壓力開關控制(三位)，即壓力維持在一定的范圍內，極高或極低時均停泵。噴灑泵啟動后由系統聯鎖停泵，極低壓力也可作為啟動噴灑泵的條件之一。穩壓系統的3 個壓力信號返回消防控制中心，噴淋轉輸泵由水箱水位控制起停。

消防控制中心能手動、自動控制消防轉輸泵的啟或停，同時顯示工作和故障狀態。根據現有的CCCF 認證的產品設計，控制柜還應加設機械應急啟泵 功能。

5）氣體、泡沫滅火系統與干粉滅火系統

本項目中在高低壓配電房、發電機房采用氣體滅火系統，在地下室的機械停車位處設置泡沫滅火系統。氣體滅火系統、泡沫滅火系統分別由專用的氣體滅火控制器、泡沫滅火控制器控制，其啟動及噴放各階段的聯動控制及系統的反饋信號，反饋至消防聯動控制器。以同一防護區域內設置兩只獨立的火災探測器報警信號，一只火災探測器與一只手動火災報警的按鈕。報警信號或防護區外的緊急啟動信號作為系統的聯動觸發信號。氣體滅火控制器不直接連接火災探測器，其聯動觸發信號由火災報警控制器提供。聯動控制信號應有：①關閉防護區域的送排風機及送風閥門；②停止通風和空氣調節系統及關閉設置在該防護區域的電動防火閥；③聯動控制關閉防護區域的防火門；④啟動滅火裝置，可設定不大于30s 的延遲噴射時間。

應南京地方消防局的要求，T1 塔樓的加強措施為：在核心筒電氣間及井道加設干粉滅火系統；保護區內探測器選用編碼型感煙、感溫火災探測器混合設計安裝；每個主要入口設置聲光報警器、干粉噴灑指示燈、緊急啟停按鈕；各滅火單元的滅火裝置通過相應的輸入輸出模塊實行分區啟動控制。系統報警延時后，各保護區通過相應區域的模塊輸出DC24V 直流電，供滅火裝置啟動。

6）電梯控制系統

消防時，由消防聯動控制器發出聯動信號強制所有的電梯停于首層或電梯轉換層，消防電梯則待機等候消防人員使用。電梯運行狀態信息和停于首層或轉換層的反饋信號，可傳送給消防控制室顯示，消防電梯轎廂內設置能直接與消控室通話的消防電話。對于超高層來說，大量電梯機房較為集中在最高一層的變電所，導致消防電梯和客梯如何迫降的考慮，應根據電梯的迫降沖擊電流作為基本考量。實踐中應根據用電負荷情況考慮配電斷路器的整定值，并設置分時逐臺迫降電梯的方案。

7）啟動火災應急照明和切除非消防電源

消防聯動控制器可切斷火災區域及相關區域的非消防電源，火災應急照明此處不再敷述。

8）火災警報裝置及緊急廣播

火災報警系統可同時啟動和停止所有火災聲光報警器工作，本項目采用消防專用應急廣播，在消防控制室分別設置數字式應急廣播主機，在每層豎井內設置相應的廣播配線箱。消防廣播系統的聯動控制信號由消防控制中心的消防聯動控制器發出，確認火災后，同時向全樓進行廣播。報警裝置與廣播采用分時控制：先鳴警報8s ～20s，間隔2s ～3s 后再播放應急廣播10s ～30s；再間隔2s ～3s 依此循環進行，直至疏散結束。

9）可燃氣體泄漏報警與聯動控制

可燃氣體探測報警系統為獨立組成，報警信號通過可燃氣體報警控制器接入火災自動報警系統。本項目主要用于裙房廚房，在可燃體泄漏報警器動作后啟動事故排風機切斷可燃氣體管道上的總閥門。感溫探測器動作后切斷排風機電源。可燃氣體泄漏報警信號及切斷可燃氣體管道的閥門信號報至消控中心。

3.4 防火門監控系統

應根據建筑疏散方向上重要的防火門設置防火門監控系統。消防時，以同一防護區域內兩只獨立的火災探測器報警信號、一只火災探測器與一只手動火災報警的報警按鈕的報警信號或防護區外的緊急啟動信號。作為系統的聯動觸發信號由火災報警控制器或消防聯動控制器發出，將常開防火門聯動關閉，常閉防火門按防火分區打開，引導人們有序撤離。防火門監控模塊應時時向消控中心報告防火門的啟閉狀態，確保火災時防火門能夠有效的發揮防火分隔的 作用。

3.5 電氣火災探測系統

由于本項目整個供電系統相當復雜、龐大，照明用電需求很大，因此電氣火災危險性很高。該場所的消防安全，應設置電氣火災探測系統。GB50116-2013[2]中9.2 和9.3 規定，以供電線路泄漏電流大于500mA 為分界點，根據項目配電形式，筆者認為剩余電流探測器主要設置在第一級配電箱的出線端，以直放式干線為主。樹干式配電箱則設置在第二級配電箱內。測溫纜式感溫火災探測器原則設置在變電所內的高低壓電纜橋架內，接觸式敷設在電纜上。此兩種電氣火災探測器應將報警信息和故障信息傳入在消控中心內的監控主機。

3.6 消防電源監控系統

為了確保消防用電的可靠性，消防電源監控系統對消防用電設備的供電情況進行監控，只需要設置于消防電源控制箱的雙電源切換裝置上即可，所有的監控模塊通過網線連接，將報警信息和故障信息傳入在消控中心內的監控主機。

4 結語

隨著我國經濟水平和科技水平的不斷發展，消防設備的進一步優勝劣汰，我國的消防設計規范也在逐步明確及完善，這期間，必然會有不同設計思想的碰撞。消防對于建筑無小事，消防設計應根據建筑物的不同使用性質、重要程度、結構形式、耐火等級、分布情況及管理形式等等不同因素，因地制宜。在產品選擇及相關專業設計配合上考慮最合理、可靠、安全的消防系統設計方案。