也談民用建筑電氣消防設計

穆景光 （山東同圓設計集團有限公司， 山東 濟南 250101）

1 消防標準和規(guī)范

民用建筑電氣消防設計是一項政策性很強、技術上復雜、同時涉及消防法規(guī)、涉及人身和財產(chǎn)安全的工作，因此我們設計人員應熟練掌握與消防有關的國家現(xiàn)行標準、規(guī)范和法律。現(xiàn)在使用的有《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116，《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版），《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006，建筑電氣行業(yè)規(guī)范《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008以及各種類型的單體建筑設計規(guī)范中的消防內容等。

2 消防、非消防用電設備供電電源線路混接問題

消防系統(tǒng)配電裝置，應設置在建筑物的電源進線處或配變電所處，其應急電源配電裝置宜與主電源配電裝置分開設置；當分開設置有困難，需要與主電源并列布置時，其分界處應設防火隔斷。

但在個別施工圖設計中，仍有消防、非消防用電設備供電線路混接問題。

現(xiàn)象一：在建筑物變電所或總配電室電氣設計中，沒有在變電所或總配電室內的低壓母線后將消防負荷自成獨立系統(tǒng)，低壓母線所供電的同一臺低壓配

電屏配出的回路既有消防負荷，也有非消防負荷。為確保消防人員和其他人員的人身安全，消防負荷應為獨立系統(tǒng)，當建筑物內附設有變電所時應由變電所自成系統(tǒng)，當建筑物為低壓進線時，應自進線處開始自成系統(tǒng)。

現(xiàn)象二：在消火栓泵、噴淋泵的雙電源供電回路中，接入生活水泵非消防用電設備，使消防用電設備供電回路變?yōu)榉菍Ｓ霉╇娀芈?。在建筑物泵房設計時，設備專業(yè)常常將消防水泵、生活水泵設在同一個泵房中，且有的生活水泵用電為一、二級負荷，有些電氣施工圖就將消防和生活水泵接在同一個雙電源供電回路中，但生活水泵畢竟不是消防用電設備。還有一種做法，認為消防泵雙電源供電回路中接有生活水泵用電負荷，當發(fā)生火災時，由消防控制室切除生活水泵用電負荷后，仍為專用供電回路。這種做法不但增加了火災時消防控制室的工作程序，而且按此邏輯根本不存在專用供電回路的問題，即其他用電負荷都可接到消防用電設備供電回路上，只要火災時能切除這些負荷就可以了。豈不知供電回路上所帶負荷越多，出現(xiàn)故障的可能性越大。再就是平時消防泵不運行，如為專用回路，電纜不發(fā)熱；如接入生活水泵，電纜一直帶電運行發(fā)熱，長此以往也降低了電纜的使用壽命，降低了供電的可靠性。由此可見，生活水泵的接入降低了消防用電設備供電回路的可靠性，這是不符合上述設計規(guī)范要求的。同樣的表現(xiàn)還有部分施工圖消防控制室和安防機房合用同一個房間，且消防和安防設備的供電很多種情況下均為一、二級負荷，負荷也不算大，就把二者接在同一個雙電源供電回路中，同樣降低了供電的可靠性。

現(xiàn)象三：將一般空調通風設備接入消防用電設備供電回路中。例如，消防控制室（或消防電梯機房）雙電源配電系統(tǒng)中，常有空調通風用電負荷，空調通風設備并非火災報警控制器或消防電梯正常工作必備條件，所以不屬于消防用電設備，也是不符合上述設計規(guī)范要求的。

現(xiàn)象四：對于相當數(shù)量的施工圖設計中，對于消防用電配電設備均未有設置明顯標志的要求。在施工圖設計系統(tǒng)圖備注或材料表中，對消防用電設備配電的配電盤、箱、柜，其面板上應要求盤廠標注“消防”或“消防用電”等紅色字樣的明顯標志（盤廠很容易忽視這一點），以防止發(fā)生火災時，手動切除非消防電源時發(fā)生誤操作，而影響消防用電設備供電的可靠性。

對于消防負荷應為獨立系統(tǒng)這一要求，部分行業(yè)規(guī)范的相關要求也有值得商榷的地方，《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008中的13.9.11規(guī)定：“當12～18層普通住宅的消防電梯兼作客梯且兩類電梯共用前室時，可由一組消防雙電源供電……”很明顯，這條規(guī)定與國家防火規(guī)范的要求相悖。

3 應急照明的問題

應急照明的概念：因正常照明的電源失效而啟用的照明。應急照明包括疏散照明、安全照明和備用照明。

消防施工圖設計中，應急照明的設計占相當大的比重。有些施工圖常常將備用照明和疏散照明由同一分支回路引出，這樣就很不合理。備用照明是為工作人員在火災發(fā)生時繼續(xù)工作而設置的照明，當工作人員撤離后才熄滅，故其使用時間相對要長些；而疏散照明是為供人員疏散而設置在疏散路線上的各種指示標志和照明，故其相對需要時間短些，一般為30min，但要求啟動快，允許停電時間短。二者要求不一樣，不應引自同一分支回路。

嚴禁在應急照明電源輸出回路中連接插座，因為在應急照明回路連接插座，會增加出現(xiàn)故障的可能性，從而降低供電的可靠性。

疏散照明的出口標志燈和指向標志燈宜用蓄電池電源。安全照明的電源應和該場所的電力線路分別接自不同變壓器或不同饋電干線。備用照明電源宜接自電力網(wǎng)有效地獨立于正常照明電源的線路或應急照明發(fā)電機組。用蓄電池作為疏散標志的電源，能保證其可靠性。安全照明要求轉換時間快，應采用電力網(wǎng)線或蓄電池，而不應接自發(fā)電機組。接自電力網(wǎng)時，應和需要安全照明地點的電力設備分開。備用照明通常需要較長的持續(xù)工作時間，其電源接自電力網(wǎng)或發(fā)電機組為宜。

當建筑物消防用電負荷為一級，且采用交流電源供電時，宜由主電源和應急電源提供雙電源，并以樹干式或放射式供電。應按防火分區(qū)設置末端雙電源自動切換箱，提供該分區(qū)內的備用照明和疏散照明電源。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，宜由雙電源中的應急電源提供專用回路采用樹干式供電，并按防火分區(qū)設置應急照明配電箱。

當建筑物消防用電負荷為二級，且采用交流電源供電時，宜采用雙回線路樹干式供電，并按防火分區(qū)設置末端雙電源自動切換箱。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，可由單回線路樹干式供電，并按防火分區(qū)設置應急照明配電箱。

對于不同性質的建筑物，或同一建筑物不同場所，應急照明燈具的控制是不一樣的。電氣施工圖必須要明確各種場所燈具的常態(tài)，其次是控制點。有的由現(xiàn)場面板開關來控制，有的在配電箱內集控，有消防聯(lián)動的在火災時還應保證應急照明燈具強制點亮。施工圖為了將控制原理交待清楚，應將設計意圖用接線圖的形式表示出來，并備注上控制原理說明，防止施工單位在施工時接錯線，達不到設計的意圖。

當采用蓄電池作為疏散照明燈具的備用電源時，在非點亮狀態(tài)下，不得中斷蓄電池的充電電源。充電線失去電源是燈具強制轉換由內部電源供電的信號，一旦耗盡蓄電池的電能，又不能及時充電，在發(fā)生火災時，燈具就亮不起來，這是不允許的。所以設計時應注明哪個是充電開關，并注明“嚴禁拉閘”。充電線的保護開關建議采用熔斷器來代替斷路器。

《民用建筑電氣設計規(guī)范》（JGJ16-2008）13.8.5中第二條規(guī)定：“除在假日、夜間無人工作而僅由值班或警衛(wèi)人員負責管理外，疏散照明平時宜處于點亮狀態(tài)?！痹谝恍┲匾墓步ㄖ氖枭⑼ǖ?、地下車庫及其他采光不足的消防疏散通道內，疏散照明平時宜處于點亮狀態(tài)。對于自帶蓄電池的燈具，一般采用三根線（含PE線）直接連接到燈具，到燈具時相線還要再連到充電接線端子，相線的保護開關不允許斷電。而對于在假日、夜間無人工作而僅由值班或警衛(wèi)人員負責管理的場所，應急照明平時可以不必點亮。對于配電箱集中控制自帶蓄電池的燈具，應采用四線（含PE線且充電線獨立開關保護）直接連接到燈具。這種方案適用于日常有人管理且管理比較到位的公共建筑；而對于一般的無人管理的場所，如出租的辦公樓、店面、住宅樓等，也可考慮設就地開關。此時可采用三線（含PE線），相線經(jīng)面板開關進燈，自帶蓄電池燈具的充電線引自開關前，避免充電線因面板開關而斷電，前提是相線的保護開關不許拉閘。

4 消防用電設備配電回路過負載保護問題

《民用建筑電氣設計規(guī)范》（JGJ16-2006）第7.6.4條規(guī)定：“……對于突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路，該線路的過負荷保護應作用于信號而不應切斷電路?！?/p>

《低壓配電設計規(guī)范》（GB50054-95）第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過負載造成的損失更大的線路，其過負載保護應作用于信號而不應作用于切斷電源。”

《通用用電設備配電設計規(guī)范》（GB50055-93）第2.4.6條也明確規(guī)定：“……斷電導致?lián)p失比過載更大時，不宜裝設過載保護，或使過載保護動作于信號?！?/p>

上述設計規(guī)范的有關條款均被列為國家《工程建設標準強制性條文》和住建部《施工圖設計文件審查要點》。

對于運行中不允許斷電的配電回路，短時間過負載不會立即引起災害。為了保證重要設備供電的可靠性，可以用犧牲導線的一些使用壽命來換取不中斷供電的目的。這就是上述設計條款的實質。消火栓泵、噴淋泵、防排煙風機等消防用電設備配電回路，就應嚴格執(zhí)行上述設計條款的要求。

塑殼斷路器（MCCB，以下簡稱斷路器）的脫扣器類型分兩大類：第一類為可調式脫扣器；第二類為固定式脫扣器。固定式脫扣器脫扣方式及脫扣器附件代號如表1所示。

1） 民用建筑施工圖低壓配電系統(tǒng)圖中，對消防用電設備的配電回路斷路器，選擇具有復式脫扣器且過負載保護作用于切斷電源的斷路器(例如選擇斷路器脫扣器附件代號為300、320、330、340 等，見表1)，均不 符 合GB50054-95第4.3.5條、GB50055-93第2.4.6條和JGJ16-2006第7.6.4規(guī)定。

對消防用電設備配電回路設計可以采用以下兩種方法：

a.選用無過負載保護而僅有短路保護功能的瞬時脫扣器。即固定式脫扣器附件代號為200的斷路器。例如DZ20-*/3200。

瞬時脫扣器整定電流Ir3:在固定式脫扣器中，配電型為Ir3=5Ir1=5In或Ir3=10 Ir1=10In兩種；電動機保護型為Ir3=12 Ir1=12In；在可調式脫扣器中，Ir3（4 ～16）Ir1可調。

在固定式脫扣器中Ir1= In；在可調式脫扣器中，Ir1=（0.4 ～1）In可調。式中：In為斷路器額定電流（A）；Ir1為斷路器長延時脫扣器整定電流（A），是指該斷路器的過載保護脫扣器 整定的電流值。

b.選用具有過負載保護但不切斷電源而過負載保護僅動作于信號的斷路器。對可調式脫扣器而言，首先應設定預報警動作電流Iro（A）,它是指斷路器負載電流超出預先設定的電流Iro時，預報警裝置發(fā)出報警指示信號。一般Iro=（0.5～1）Ir1，設定可調。

對固定式脫扣器斷路而言，雖然選用復式脫扣器，但其過負載保護動作于信號而不切斷電源，就應該選擇脫扣器附件代號為308的斷路器，例如DZ20-*/3308。

在民用建筑電氣施工圖中，經(jīng)?？吹綄τ谟邢篮头窍纼深愲娞莸呐潆娤到y(tǒng)圖，設計人先設計好非消防電梯系統(tǒng)圖，然后再設計消防電梯系統(tǒng)圖時只是把非消防電梯系統(tǒng)圖的線纜由一般的改為阻燃的或耐火的，而沒有同時把配電斷路器按上述兩種方法進行調整，這樣的設計違反了國家《工程建設標準強制性條文》。

表1 固定式脫扣器脫扣方式及脫扣器附件代號表

2） 消火栓泵、防排煙風機等控制箱系統(tǒng)圖中，常出現(xiàn)將一般用電設備的一、二次回路套用于消防用電設備的情況?？刂葡涓骰芈窡崂^電器均具有常開輔助觸點（NO）和常閉輔助觸點（NC）各一對，常閉輔助觸點（NC）串接于其控制回路中用于過負荷保護，對一般用電設備過負載保護是正確的。而對消防用電設備而言，熱繼電器常閉輔助觸點（NC）不允許串接于其控制回路中。

對消防用電設備而言，如果控制箱一次配電回路斷路器選用過負載保護，動作于信號而不切斷電源、脫扣器附件代號為308的斷路器，例如DZ20-*/3308，在一次配電回路中不應再設置熱斷電器，因為與斷路器的過負載信號功能重復。

對選用僅有短路保護功能的瞬時電磁脫扣器的斷路器（既脫扣器附件代號為200的斷路器，例如DZ20-*/3200）的一次配電回路中，應設置熱繼電器并使其常開輔助觸點（NO）接入過載信號回路中，一次配電回路中一旦出現(xiàn)過負載，NO觸點閉合，接通過載信號回路，實現(xiàn)過載報警。

因此對于消防用電設備的二次回路的設計，一定要和普通用電設備區(qū)別開來，如設置熱繼電器，只能按過載只作用于信號來設計。選用標準圖的，也要選消防設備的配電標準圖，否則就違反了國家《工程建設標準強制性條文》。

3） 微型斷路器（MCB）不應用于消防用電設備的配電回路保護。

防排煙風機、消防電梯等均為十分重要的消防用電設備。其電動機功率基本在數(shù)kW到10～20kW的范圍之內。由于電機功率不大，在很多電氣施工圖的設計中，常見防排煙風機控制箱系統(tǒng)圖中，風機配電回路采用微型斷路器作保護的問題。例如使用C65N或S260等型號微型斷路器。

就目前而言，各種型號的微型斷路器的性能，均為固定式復式脫扣器（熱磁脫扣器），過載保護和短路保護均切斷電源。微型斷路器目前尚無過載時只報警而不切斷電源的產(chǎn)品。因此微型斷路器作為消防用電設備的配電回路保護，不符合GB50054-95第4.3.5條、GB50055-93第2.4.6條和JGJ16-2006第7.6.4規(guī)定。所以目前微型斷路器是不能用作消防用電設備配電回路保護的。

5 導線選擇及敷設問題

消防線路的導線選擇及其敷設，應滿足火災時連續(xù)供電或傳輸信號的需要。所有消防線路，應為銅芯導線或電纜。

對于火災自動報警系統(tǒng)的傳輸線路和50V以下供電的控制線路，應采用耐壓不低于交流300/500V的多股絕緣電線或電纜。采用交流220/380V供電或控制的交流用電設備線路，應采用耐壓不低于交流450/750V的電線或電纜。

火災自動報警系統(tǒng)的傳輸線路線型采用普通銅芯絕緣導線或電纜即可，而不必選用耐熱或耐火型（總線制的系統(tǒng)有控制要求的除外）。這是因為火災自動報警系統(tǒng)的傳輸線路主要是為早期報警使用，在火災初期陰燃階段是以煙霧為主的，不會出現(xiàn)火焰。探測器早期進行報警就完成了使命，等到火災發(fā)展到燃燒階段時，火災自動報警系統(tǒng)傳輸線路就失去了作用。此時若有線路損壞，火災報警控制器因有火警記憶功能，也不影響其火警部位顯示。

火災自動報警系統(tǒng)傳輸線路的線芯截面選擇還要滿足一定的機械強度的要求，線芯最小截面不應小于：穿管敷設的絕緣電線1.00mm2；線槽內敷設的絕緣電線0.75 mm2；多芯電纜0.50 mm2。

火災自動報警系統(tǒng)根據(jù)建筑物的高度、重要性，其保護對象分為特級、一級和二級。保護對象為特級的建筑物的消防設備的供電應采用礦物絕緣電纜，保護對象為一、二級時，應采用有機絕緣耐火類電纜。消防設備的控制線路，如果其線路敷設符合防火要求，則可使用普通型電線電纜。如KVV電纜等，這是因為其控制設備設置在相應的控制箱內，控制線路不存在過負荷等現(xiàn)象。采取了相應保護措施后，在其設備運行的時間里，能確保其正常工作，許多控制原理中，也確保了當消防設備啟動運行后，不因其外部控制線路的開斷而停止運行。往往消防設備在火災初期時必須啟動運行，而火災初期往往其所處環(huán)境并不太惡劣。

6 施工圖設計中常出現(xiàn)的問題分析

1）根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-98第6.2.1條之規(guī)定：“消防控制室的門應向疏散方向開啟，且入口處應設置明顯的標志。”

相當一部分施工圖對第一部分開門的疏散方向執(zhí)行得很到位，一般會提醒建筑專業(yè)注意開門方向；但對第二部分設置明顯的標志的要求往往就忽視了，或根本就不知道。消防控制室是火災撲救時的信息和指揮中心，為了便于消防人員撲救時聯(lián)系工作，消防控制室的門上應設置明顯的標志。如果消防控制室設在建筑物的首層，消防控制室門的上方應設標志牌或標志燈，地下的消防控制室門上的標志必須是帶燈光的裝置，且該裝置的電源應從消防電源上接入，以保證標志燈電源的可靠。

2）根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-98第6.3.1.8條之規(guī)定：“消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，……。”

有關部位是指著火的那個防火分區(qū)或樓層，一旦著火應切斷本防火分區(qū)或樓層的非消防電源，減少斷電帶來不必要的驚慌。有的施工圖對本條規(guī)范執(zhí)行得很不到位，比如在對于很多公共建筑非消防電源的切斷的設計上，對于樓層用電采用分區(qū)樹干式配電的，是在低壓配電室切斷干線電源。這樣一層著火，全樓停電，擴大了切非的范圍，很不合理。正確的設計應為在樓層配電箱處設聯(lián)動模塊，在火災確認后只停著火層的電源。

3）根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045（2005年版）第9.1.2條之規(guī)定：“高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯等的供電，應在最末一級配電箱處設置自動切換裝置……”

設備專業(yè)在設計消防水泵房時，對于消防栓泵和噴淋泵一般按一用一備來配置；電氣專業(yè)一般在消防泵房設雙電源自動切換箱，自動切換箱配出兩回路電源，一路引至消防栓泵控制箱，一路引至噴淋泵控制箱。這樣的設計其實沒有真正做到在最末一級配電裝置處設雙電源自動切換。建議在雙電源自動切換箱配出四回路電源，每個泵由單獨的回路供電。當然，控制箱可以為獨立式也可以為隔離間隔式。

4）根據(jù)《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB50055-93第2.6.4條之規(guī)定：“……遠方控制電動機，應有就地控制和解除遠方控制的措施……”

對于屋面有防排煙風機的施工圖設計中，有的電氣施工圖在建筑物最上一層電氣豎井內設雙電源自動切換箱兼設備控制箱，從控制箱直接引配電電纜至屋面防排煙風機，而在防排煙風機旁沒有設置現(xiàn)場控制和解除遠方控制的設置。這樣是很危險的，特別是在設備檢修時，工作人員不能直接看到控制裝置，很容易造成誤操作，產(chǎn)生事故。

5）根據(jù)《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》GB50303-2002第15.1.2條之規(guī)定：“不同回路、不同電壓等級和交流與直流的電線，不應穿于同一導管內?！睉獙⑾离娫捑€、應急廣播線單獨穿管，其他線路也宜按不同用途、不同去向酌情分別穿管敷設。

對于火災報警線路共管敷設的問題在大量施工圖中也存在，常見將消防電話、應急廣播與報警控制總線、DC24V電源線、手動控制線等共管敷設。

在火災自動報警系統(tǒng)的設計中，有些施工圖設計得不夠完善，常見的有將濕式報警閥前的供水控制閥、水流指示器前的信號閥門的關閉信號漏接至消防控制室。檢修人員在檢修濕式報警閥和水流指示器后面的管道時，常常會把二者前面的閥門關掉，如果檢修后忘記復位，在火災時噴淋系統(tǒng)就不能起作用。相反，如果把控制閥接入消防控制室，對于閥門的開關狀態(tài)，消防控制室能夠一目了然。

6）在汽車庫的設計中，常見有將施工圖中汽車庫坡道上的車行指示燈與人員安全出口疏散指示燈設計相同的情況。對于汽車庫出入口不能作為人員安全疏散出口的要求，規(guī)范已有明確規(guī)定。建筑專業(yè)已經(jīng)在車庫內每個防火分區(qū)單獨設置了不少于兩處的人員安全疏散出口，疏散指示燈應將人流引向以上安全疏散出口；至于車行指示燈，應按建筑專業(yè)的車流方向設置，且必須與人員安全出口疏散指示燈區(qū)分開。

[1] 中華人民共和國公安部. GB50116-98火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范[S]. 北京: 中國計劃出版社, 1998.

[2] 中華人民共和國公安部.GB 50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范（2005版）[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2005.

[3] 中華人民共和國公安部. GB 50016-2006建筑設計防火規(guī)范[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2006.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2008.

[5] 中國建筑科學研究院. GB50034-2004建筑照明設計標準[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2004.