建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計問題探討探究

羅尚華

加強建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計工作，可以有效防止安全事故的發(fā)生，對提高建筑的安全水平有積極作用。建筑電氣消防工程供電線路的復(fù)雜度不斷提高，供電設(shè)計難度也越來越大。為了確保建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計水平，需要對建筑電氣消防供電系統(tǒng)的設(shè)計要求進行分析。了解當前建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)置存在的具體問題，從多個層次出發(fā)提出建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)化策略，為類似工程供電設(shè)計提供參考。

在建筑工程行業(yè)發(fā)展過程中，需要重視各種建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計。消防用電設(shè)備的供電系統(tǒng)是保證建筑安全水平的重要環(huán)節(jié)。在電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要根據(jù)建筑電氣消防系統(tǒng)的設(shè)計要求，提高供電系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，將火災(zāi)損失降到最低。

一、建筑電氣消防供電系統(tǒng)要求

在建筑電氣消防供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要嚴格按照相應(yīng)的要求保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1. 盡可能提高供電電源的可靠性

目前，建筑樓層不斷增加，高層公共建筑規(guī)模也越來越大，人員比較密集，電氣設(shè)備的供電可靠性會直接影響建筑的安全水平，對建筑內(nèi)部人員的人身安全產(chǎn)生影響。一旦發(fā)生火災(zāi)，需要確保電氣消防設(shè)備能夠及時報警，并采取應(yīng)急滅火措施，有效疏散人群，對火災(zāi)蔓延進行嚴格控制。在建筑電氣消防供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要根據(jù)建筑工程的具體應(yīng)用功能確定電力負荷等級，保障高層民用建筑用電設(shè)施供電穩(wěn)定可靠。

2. 加強供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。

在建筑電氣消防供電系統(tǒng)設(shè)計時，需要根據(jù)電氣消防設(shè)備的用電需求對供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行科學布置，防止在火災(zāi)發(fā)生時火勢沿著電氣線路蔓延，導(dǎo)致火災(zāi)區(qū)域擴大，威脅消防人員安全。在配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，要根據(jù)火災(zāi)的具體情況保證消防設(shè)施供電穩(wěn)定的同時，有選擇性地切斷非消防電源。

3. 對消防供電系統(tǒng)進行簡化處理

為了方便切換電源，在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，要確保正常工作電源與應(yīng)急電源的供配電系統(tǒng)相互獨立，使電力系統(tǒng)與照明系統(tǒng)分開供電。這樣消防設(shè)備系統(tǒng)和照明系統(tǒng)都可以正常工作。一旦發(fā)生火災(zāi)事故，正常工作電源無法運行時，可以及時切換應(yīng)急電源。配電系統(tǒng)消防用電等負荷系統(tǒng)在火災(zāi)影響下需要保證應(yīng)急電源系統(tǒng)能夠連續(xù)供電。除此之外，還要確保兩回路能夠有效切換供電，這樣才能進一步保證火災(zāi)發(fā)生時，救災(zāi)工作順利進行。

二、建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計問題

1. 照明電路設(shè)計

照明電路設(shè)計作為建筑電氣消防設(shè)備供電設(shè)計過程中必須關(guān)注的重要環(huán)節(jié)，必須采取合理措施提升照明電路設(shè)計的有效性。在火災(zāi)事故發(fā)生時，現(xiàn)有的建筑電氣消防設(shè)備中照明設(shè)備會開啟照明電源，但是在該電源開啟時，普通照明系統(tǒng)會被切斷。在人員疏散過程中，雖然利用應(yīng)急照明可以為人們提供照明光源，但是火災(zāi)發(fā)生后，建筑內(nèi)部情況具有極強的未知性，會帶給人員恐懼感。因此，在緊急情況下，人們?nèi)匀涣晳T沿用熟悉路線逃生，在建筑環(huán)境內(nèi)部普通照明覆蓋的固定線路更加被人熟知。一旦關(guān)閉普通照明，利用應(yīng)急照明提供光源時，會影響人流疏散效率，可能會出現(xiàn)人群混亂甚至出現(xiàn)踩踏事故。因此，在人群疏散時，需要確保應(yīng)急照明的同時，提供普通照明，緩解疏散人群的恐懼感和緊張情緒，確保人群疏散順利進行。

2. 雙電末端自切問題

一般情況下，在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，消防設(shè)備的用電獨立性相對較強，可以有效防止在火災(zāi)發(fā)生時建筑用電中斷而對消防設(shè)備的使用安全產(chǎn)生負面影響。因此，在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計時，需要重視雙電末端自切設(shè)計。但是在實際設(shè)計中很多建筑電氣消防設(shè)備使用的供電設(shè)計與這一要求并不符合。我國城市化建設(shè)水平不斷上升，高層建筑和超高層建筑數(shù)量也越來越多，建筑電氣消防設(shè)備的供電需求出現(xiàn)了一些變化。供電設(shè)計的復(fù)雜度越來越高，難度也在逐漸上升，為了保證建筑用電安全，需要通過雙電源末端切換形式完成供電系統(tǒng)設(shè)計。但是在實際設(shè)計過程中，并沒有對常用電源與備用電源進行科學安排和規(guī)劃，導(dǎo)致常用電源發(fā)生故障時，無法自動切換到備用電源，影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3. 線路敷設(shè)問題

在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要對供電線路敷設(shè)進行嚴格控制。火災(zāi)發(fā)生時，如果線路敷設(shè)出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致火勢隨著線路不斷蔓延。因此，需要重視線路敷設(shè)問題控制。在建筑電氣豎井完成線路敷設(shè)施工時，需要根據(jù)不同線路的類別分槽敷設(shè)，按照隔離敷設(shè)方法進行施工，確保其滿足安全距離要求。一般情況下，消防配電線路與其他配電線路敷設(shè)在同一豎井內(nèi)進行安裝時，需要將線槽在豎井兩側(cè)進行布置，同時要利用礦物絕緣類不燃性電纜進行施工。出電氣豎井之后一般會在墻體內(nèi)完成線路暗敷或者利用金屬線槽金屬線管進行明敷。消防回路的線槽以及金屬線管明敷完成后還要進行防火漆外涂。在建筑施工過程中禁止將線路暴露在自然環(huán)境中，禁止利用PVC的塑料管線在吊頂內(nèi)明敷線路。暗敷配電線路的安全水平相對較高，能夠有效防止火災(zāi)對電線電纜線路造成損壞。并且發(fā)生火災(zāi)后，暗敷線路也可以通過隔離火和線路，防止火災(zāi)蔓延。消防線路獨立敷設(shè)見圖1。

圖1 消防線路隔離敷設(shè)

一般情況下，在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，裝修設(shè)計監(jiān)管難度比較大，可能會利用塑料導(dǎo)管代金屬導(dǎo)管進行敷設(shè)。大多數(shù)裝修設(shè)計并未利用無鹵低煙阻燃線纜進行施工。一旦發(fā)生接地或者短路故障，塑料導(dǎo)管和導(dǎo)線可能會被燃燒出現(xiàn)損壞并釋放大量有毒氣體，損壞在吊頂內(nèi)敷設(shè)的消防報警系統(tǒng)等，導(dǎo)致其無法發(fā)揮預(yù)防火災(zāi)的作用。

4. 供電回路問題

在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中采用的回路形式必須按照我國的消防標準進行施工。目前，電氣消防設(shè)備專用的供電規(guī)范中明確要求消防用電的設(shè)備必須利用專用廠家生產(chǎn)的供電回路，同時要將其作為配電設(shè)備在正面有明顯標志。在建筑物中消防用電設(shè)備也要嚴格按照專用供電回路進行施工。但是在實際施工中對消防用電設(shè)備的供電回路應(yīng)用仍然存在一些問題。一些建筑電氣消防設(shè)備的供電回路違規(guī)采用非專用回路。在電氣消防用電配電設(shè)備施工圖檢查過程中發(fā)現(xiàn)，一些建筑雖然按照防火分區(qū)完成了電路設(shè)置，并且也為消防設(shè)備配置了應(yīng)急電源。但是一些公共建筑在施工過程中，并不能完全按照相應(yīng)的規(guī)定進行設(shè)置，也沒有開展防火分區(qū)工作，并未設(shè)置對應(yīng)的應(yīng)急電源。還有一些建筑在施工過程中為了節(jié)省成本，將應(yīng)急照明與普通照明合二為一。這些都會導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生后的安全隱患增加，影響消防應(yīng)急照明供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。消防設(shè)備供電回路設(shè)計見圖2。

圖2 消防設(shè)備供電回路保護設(shè)計

此外，在一些建筑物中將普通非消防負荷接入消防用電設(shè)備供電回路中，例如一些建筑物直接將走廊的照明系統(tǒng)、生活水泵等非消防設(shè)用電設(shè)備接入消防用電設(shè)備供電回路。還有一些建筑物在施工過程中將消防控制室雙電源配電箱系統(tǒng)按照普通配電箱系統(tǒng)進行設(shè)計。還有一些建筑物的消防電源系統(tǒng)未經(jīng)過批準擅自接入建筑物樓層空調(diào)系統(tǒng)。這不僅會導(dǎo)致非消防設(shè)施用電負荷增加，而且民用設(shè)備的標準與消防供電設(shè)計的必備設(shè)施存在一定差異，一旦發(fā)生火災(zāi)可能無法發(fā)揮作用，直接威脅人們的生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟財產(chǎn)安全。在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須嚴格按照我國的相關(guān)規(guī)定完成供電回路設(shè)計，盡可能確保消防用電設(shè)備供電可靠穩(wěn)定。

三、供電設(shè)計優(yōu)化策略

1. 負荷保護設(shè)計

在建筑電氣消防設(shè)備設(shè)計過程中，超負荷用電現(xiàn)象比較嚴重，供電設(shè)計人員必須對建筑電氣消防設(shè)備的負荷保護進行有效設(shè)計。主要按照消防設(shè)備類型開展負荷保護設(shè)計，一般可以采取以下措施：

排風機設(shè)計要點。建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后煙霧含量比較多，而煙霧除了會對逃生人員的能見度產(chǎn)生影響之外，也會對逃生人員的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，需要重視排風機的設(shè)計工作。在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化過程中，排風機主要包含單速與雙速排風機。在設(shè)計時要根據(jù)具體的管轄范圍完成負荷保護調(diào)整。其中單速排風機可以發(fā)揮報警作用；而雙速排風機除了發(fā)揮報警作用之外，還要及時切斷電源信號，防止火災(zāi)損毀電源線路。

硬件設(shè)施設(shè)計。一般情況下，硬件設(shè)置主要以送風機、防火門、壓風機以及防火卷簾等為主。在這些硬件設(shè)施設(shè)計過程中需要確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，可以有效阻擋火勢，為建筑內(nèi)人員疏散提供時間。

備用設(shè)備設(shè)置。在過負荷保護過程中，需要對消防水泵等備用設(shè)施進行有效設(shè)置。在主設(shè)施和備用設(shè)施的過負荷保護要確保在相同時間段內(nèi)，根據(jù)實際情況切斷報警電源。這一類設(shè)施要確保長時間的穩(wěn)定運行狀態(tài)。因此，在實際設(shè)計時可以利用輪流轉(zhuǎn)換方式進行設(shè)計。

消防電梯設(shè)置。一般情況下，消防電梯有過負荷保護功能，需要及時切斷電源和保護信號。一旦發(fā)生火災(zāi)，可以發(fā)揮報警信號功能。

2. 供電線路保護設(shè)置

在供電線路保護設(shè)置過程中，需要嚴格按照我國相關(guān)規(guī)定對消防用電設(shè)備配電回路省略過負載保護設(shè)計。這直接影響火災(zāi)的撲救效率，過負載保護設(shè)計的應(yīng)用可能會導(dǎo)致滅火時突然斷電造成更大損失。因此，在供電設(shè)計優(yōu)化過程中需要重視防火設(shè)施線路設(shè)計。按照安全用電的原則在防火線路上安裝切斷電路的過負荷保護電器，例如在消防水泵供電線路上安裝過負荷保護器，在正常供電時可以限制用電量。但是在電氣消防設(shè)備設(shè)計過程中，如果仍然利用這一種做法，在消防設(shè)備應(yīng)用過程中，如果超出負荷會出現(xiàn)斷電問題，直接影響滅火效果。因此，在供電線路設(shè)計時，要確保消防水泵的供電線路即使在滅火時超過負荷也要保證供電的穩(wěn)定性。否則一旦斷電消防水泵會失去功能，直接影響滅火效率。在供電線路保護設(shè)計過程中，要關(guān)注過負載保護設(shè)計確保其發(fā)揮性報警信號功能。在我國很多配電設(shè)計規(guī)范中都有所要求，例如在通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范中要求斷電產(chǎn)生的損失超過過負載時，不能設(shè)置過負載保護或者使用過負載保護動作。

3. 聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計

（1）消防水泵開關(guān)控制設(shè)計。在消防水泵開關(guān)控制設(shè)計過程中，可以利用建筑物的消防栓開關(guān)開啟消防泵，也可以利用消防控制室手動開關(guān)消防水泵，還可以通過總線編碼對消防泵等運行狀態(tài)進行控制。消防泵和備用開關(guān)狀態(tài)都要輸入模塊進行監(jiān)控。

（2）火災(zāi)自動噴水裝置控制。一旦發(fā)生火災(zāi)，玻璃球噴頭會被熔破，而水直接由破裂的噴頭噴出。隨著水的噴出和管網(wǎng)壓力降低，水流指示器和濕式報警閥等開關(guān)會自動開打開，延時20秒后可以傳達報警信號。總控制室在獲取信號后可以及時發(fā)出指令，開啟火災(zāi)自動噴水裝置，并及時發(fā)出火災(zāi)警報。這樣能夠有效控制火災(zāi)蔓延，減少損失。

（3）火災(zāi)排煙控制系統(tǒng)。在火災(zāi)控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)控制中心可以自動報警。主要通過智能輸入/輸出模塊對相關(guān)信號輸出進行控制。信號可以接通發(fā)生火災(zāi)的層和相鄰上下兩層的排煙系統(tǒng)開關(guān)，操作開關(guān)并將排煙風機和送風機開啟，可以停止這一范圍內(nèi)空調(diào)風機以及非消防用電電源，關(guān)閉空調(diào)防火閥，同時將信號傳送到消防控制室，達到排煙目的。

總而言之，在建筑電氣消防設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須重視消防負荷設(shè)計要點，尤其是對消防水泵、消防風機等設(shè)備進行配電設(shè)計時，要嚴格按照我國的相關(guān)標準和要求，保證供電系統(tǒng)的安全性以及持續(xù)性。設(shè)計人員還要根據(jù)不同建筑物的具體功能對電氣消防設(shè)備的供電系統(tǒng)進行科學設(shè)計，提高消防設(shè)備的用電安全，在最大程度上降低火災(zāi)發(fā)生后產(chǎn)生的經(jīng)濟財產(chǎn)損失和生命財產(chǎn)損失。