建筑消防負荷供配電系統

張玉璽，張 銳

(1.國網山東梁山縣供電公司，山東 梁山 272600；2.國網山東濟寧供電公司，山東 濟寧 272000）

隨著我國經濟飛速發展，現代建筑越來越高，體量越來越大，消防負荷越來越大，供配電系統越來越復雜，消防隱患越來越多，火災損失越來越大，撲救火災難度越來越高，所以消防要求越來越嚴，在建筑消防負荷供配電系統的設計及竣工驗收時必須深刻理解并正確運用相關消防規定，以確保人民群眾生命財產安全和建筑本身的消防安全。

1 不同建筑的消防電源

1.1 建筑消防負荷分類

按照消防設備供電可靠性要求、中斷供電造成的損失或者影響程度分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。

一級負荷適用于一類建筑，要求有兩個獨立電源。一類建筑為高度大于54 m的住宅，高度大于50 m的公共建筑及高度大于24 m的重要公共建筑。

二級負荷適用于二類建筑、超過1500座的影劇院、超過3000座的體育館、任意層建筑面積超過3000 m2的商店、展覽建筑，省級以上的廣播電視、電信、金融、財貿建筑。

三級負荷適用于單多層建筑，應采用專用的單回線路供電。單多層建筑為除一類建筑、二類建筑以外的公共建筑。

1.2 典型方案

1.2.1 主電源

消防設備的供電不同于其他設備供電，消防電源在變壓器低壓出線端應設置單獨的主斷路器，不可與非消防負荷共用斷路器或母線，如果建筑為低壓電纜進線，則從進線隔離器下端將消防電源分開。這種設計方案是基于滿足消防負荷的高可靠性要求而確定的，即物理上與非消防電源分離，實際工程上也是最有效和必須遵循的隔離方案。

1.2.2 備用電源

消防電源除主供電源外，還應設消防備用電源，備用電源包括應急發電機組和應急蓄電池組。當應急發電機組容量及啟動時間滿足消防設備供電要求時，可以作為一路獨立的電源。實際工程中通常采用柴油發電機組作為一路獨立電源，因為柴油發電機組一般比架設一路獨立的電源更經濟實用，但是，缺點是要定期維護。

1.2.3 配電裝置及消防設施

消防負荷的配電裝置與非消防負荷的配電裝置應分列安裝，必須并列安裝時則分界處須設防火隔斷，以免非消防負荷配電裝置引燃消防負荷配電裝置。消防配電柜宜采用紅色柜體，以便運行檢修中給人醒目的提示。

2 油浸變壓器、開關室布置及防火要求

2.1 獨立布置

油浸變壓器、開關室宜單獨布置在獨立的不低于二級耐火等級的建筑內，與其他建筑的防火距離應滿足相應規程要求。近年來，由于土地資源寶貴，多采用箱式變電站，箱變與建筑物距離不應小于3 m。

2.2 貼臨布置

當油浸變壓器、開關室確需與民用建筑貼臨建造時，應采用防火墻與民用建筑分割，且不應與人員密集場所貼臨，并應不低于二級耐火等級。

2.3 建筑內布置

當油浸變壓器、開關室確需布置在民用建筑內時，不得布置在人員密集場所的上一層、下一層及貼臨，應設在一層或負一層靠外墻部位，變壓器室的門應直通室外或安全出口。與其他房間必須用不設洞口的耐火極限不低于2.0 h的防火隔墻和不低于1.5 h樓板隔開，必須設門窗時應采用甲級防火門窗。

2.4 消防設施

油浸變壓器、開關、高壓電容器室應設防止油品流散的設施，變壓器下設儲存全部油量的事故儲油池，其具體做法詳見相關規定。應設火災自動報警裝置和與變壓器容量及建筑規模相適應的滅火設施，在此不再贅述。

3 不同消防設備的配電要求

3.1 線路敷設方式

消防水泵、消防電梯、消防控制室須直接由配電室采用放射式供電，防排煙風機、防火卷簾、疏散照明等可采用放射式供電，當建筑重要性較高時也可采用樹干式供電。

3.2 兩路電源切換方式

消防水泵、消防電梯、消防控制室、防排煙風機的兩路低壓電源應在機房配電箱內自動切換，防火卷簾、疏散照明等其他消防設備的電源應在防火分區的配電間配電箱內自動切換。

當主消防水泵為電動機水泵，備用消防水泵為柴油機水泵且自動啟動時間等技術要求符合要求時，主消防水泵可以一路電源。實際工程中這種方式較多采用，經濟可靠，但要求運行人員定期維護。

3.3 配電箱或控制箱安裝要求

消防設備的配電箱或控制箱宜安裝在配電室、消防設備機房、配電小間或者電氣豎井內，當必須在其他場所時，箱體要采取防火措施，并滿足火災時消防設備持續運行時間的要求。

4 消防配電線路的保護配置

4.1 短路保護

消防配電線路須設短路保護。一旦發生短路即跳閘，因為供電線路短路是最嚴重的故障，不跳就會引起更大范圍的停電。

4.2 過負荷保護

消防配電線路不宜設過負荷保護，如果設，須僅作用于報警，不得作用于跳閘。這是基于當電機等設備發生銹蝕時，啟動過程可能過負荷，但是，啟動過程完成后便會正常。也就是盡一切可能保證消防設備的供電。

4.3 剩余電流動作保護、過欠壓保護

基于消防設備的供電的可靠性，規范規定消防配電線路不應設置剩余電流動作保護、過欠壓保護。

5 消防配電電纜的選型及敷設

一般應采用銅芯電纜（氨壓縮機房對銅有腐蝕，須采用鋁芯電纜），設計時一定要考慮火災時溫度升高，電阻增的因素。即當溫度達到800～900℃時，導線電阻增加3～4倍，在火災溫度下校驗載流量、電壓降、機械強度等。基于消防設備的可靠性考慮，電壓不大于50 V的控制線路，應采用電壓等級不低于300/500 V的絕緣銅芯導線或電纜；交流220/380 V的供電或控制線路，應采用不低于450/750 V的絕緣銅芯導線或電纜。

5.1 消防電纜分類

5.1.1 礦物絕緣電纜

礦物絕緣電纜即無機耐火電纜，國際上稱之為MI電纜，該電纜采用氧化鎂做絕緣層，銅管為護套，其耐火能力最高，價格最貴，火災時可正常供電。

5.1.2 有機耐火電纜

有機耐火電纜采用耐800℃高溫的云母帶做耐火材料，外部用聚氯乙烯或者交聯聚乙烯做絕緣，一般有機耐火電纜并不阻燃，需要阻燃時采用阻燃絕緣材料即可。有機耐火電纜加入隔氧層后，可以在950℃以下正常供電。

耐火電纜主要用于火災時仍應正常運行的電路，如消防水泵、消防電梯、火災自動報警系統的電源等電路。

5.1.3 阻燃電纜

阻燃電纜是指在規定條件下燃燒，能使火焰蔓延在限定范圍內，在撤去火焰后電纜可以自行熄滅。阻燃電纜分一般阻燃電纜、低煙低鹵阻燃電纜、無鹵阻燃電纜3類。根據建筑屬性按照以下原則選用：經常沒人的場所可用一般阻燃；經常有人停留的場所所應用低煙低鹵阻燃電纜；人員密集場所須用無鹵阻燃電纜。

除直接埋入地下的線纜以外，消防線纜不得采用普通線纜。

5.2 消防電纜敷設

5.2.1 不同電纜敷設方式

礦物絕緣電纜可直接明敷。有機耐火電纜、阻燃電纜明敷時須穿金屬管或金屬線槽，所穿金屬管或封閉金屬線槽要涂防火涂料保護；在電纜井內單獨敷設時可以直接敷設，如果電纜井內有普通電纜，必須與普通電纜分列敷設，并且須穿金屬管、金屬線槽或者選用礦物絕緣電纜；暗敷時應敷設在不燃燒材料內，保護層厚度不小于30 mm。

5.2.2 易爆及重要場所敷設位置

電氣線路在易爆場所的敷設應滿足：當易爆氣體密度大于空氣時，線路應敷設在頂部或埋入地下。架空敷設時應用電纜橋架，電纜溝敷設時應填充細沙并設置排水措施。當易爆氣體密度小于空氣時，線路應敷設在底部或在電纜溝內敷設。

消防控制室、消防電梯井內禁止無關電線、電纜、管路通過，以確保該重點位置的消防安全，及不引起電磁場干擾消防控制室內消防設備。

5.2.3 電纜的防火封堵

水平配電線路不宜跨越防火分區，確需跨越時應采取防止火災延燃的措施。在電纜穿過防火墻、樓板、建筑外墻、電纜井及重要房間的防火隔墻、配電柜等時應采用防火材料進行封堵，封堵材料的耐火極限應不小于封堵處墻或樓板等構件的耐火極限。

6 結束語

建筑消防供配電和一般供配電的要求不一樣，在設計、施工中要高度重視，加強消防相關規范的學習。火災發生時，肯定要在第一時間進行撲救，由于水是最常用的滅火劑，也是導電體，所以，在啟動自動噴淋、消防栓等滅火設施之前要斷開非消防設備的電源，以確保救援人員及供電系統的安全。但是，消防電源必須在整個火災撲救過程中可靠供電。這就要求在建筑供配電工程設計、驗收及安全檢查時嚴格執行消防相關規程，確保火災時整個滅火過程中消防設備的供電可靠，實現建筑的火災滅火救援工作快速有效。