分析建筑電氣設(shè)計中的消防設(shè)計

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)工程越來越多，建筑工程的施工質(zhì)量要求也越來越高，在建筑的設(shè)計階段中，電氣設(shè)計是設(shè)計的核心內(nèi)容之一，而電氣設(shè)計中的消防設(shè)計更是重中之重。本文對房屋建筑電氣設(shè)計中的消防設(shè)計進行簡單分析，希望可以在一定程度上幫助設(shè)計單位提升業(yè)務(wù)水平。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；建筑施工；電氣設(shè)計；消防設(shè)計；建筑消防；設(shè)計

一.引言。

傳統(tǒng)的建筑電氣設(shè)計包括供電設(shè)計和照明設(shè)計，經(jīng)過建筑建造的發(fā)展和業(yè)主對建筑功能的需求，傳統(tǒng)電氣設(shè)計無法滿足時代需要，因而出現(xiàn)了強電設(shè)計和弱電設(shè)計，在增加的項目中，供電、防雷和照明被劃分在強電類，其余部分如電視、電話、消防和建筑樓宇自控系統(tǒng)等項目被劃分在弱電類。在建筑的電氣設(shè)計中，消防設(shè)計的服務(wù)對象是業(yè)主，是為業(yè)主的使用功能需要而服務(wù)的，同時也是對建筑安全的保障措施。

二.建筑電氣設(shè)計內(nèi)容。

1.供電系統(tǒng)設(shè)計

（1）電力負荷的計算。

電力負荷是供電設(shè)計的依據(jù)參數(shù)。計算準確與否，對合理選擇設(shè)備、安全可靠與經(jīng)濟運行，均起著決定性的作用。

（2）低壓配電線路設(shè)計。

首先確定進戶線的方位，然后確定各區(qū)域總配電箱、分箱的位置，根據(jù)線路允許電壓降等因素確定干線的走向，管材型號和規(guī)格，導(dǎo)線截面等，繪制平面圖。

（3）電氣設(shè)備選擇。

電氣設(shè)備的選擇是涉及多種因素，首先要考慮的是產(chǎn)品性能質(zhì)量。電氣產(chǎn)品的選用必須符合國家有關(guān)規(guī)范。其次才是經(jīng)濟性，要根據(jù)業(yè)主功能要求、經(jīng)濟情況做出選擇。隨著人們環(huán)境保護意識的日益增加，選擇環(huán)保產(chǎn)品、節(jié)能產(chǎn)品也是新的時尚，這就不僅僅是錢的問題了。

（4）繼電控制與保護。

沒有十全十美的系統(tǒng)，沒有100%可靠的設(shè)備，對于各種突發(fā)的意外情況，對關(guān)鍵點進行保護，是電力系統(tǒng)工程師的職責(zé)之一。

2.照明設(shè)計。

電氣照明設(shè)計包括設(shè)計說明、光源選擇、照度計算、燈具造型、燈具布置、安裝方式、眩光控制、調(diào)光控制、線路截面、敷設(shè)方法和設(shè)備材料表等。照明設(shè)計和建筑裝修有著非常密切的關(guān)系，應(yīng)與建筑師密切配合，以期達到使用功能和建筑效果的統(tǒng)一。綠色照明是指在設(shè)計中廣泛采用新的材料、技術(shù)、方法，達到節(jié)能、高效及環(huán)保的要求。

3.防雷、消防設(shè)計。

（1）安全用電 。

防雷、消防都是為安全而設(shè)計的，人的生命安全是我們在運行電力系統(tǒng)中所必須首先考慮的問題。電是雙刃劍，安全使用才能帶來方便和效益，我們應(yīng)該牢記：安全第一。

（2）防雷

雷擊是一個概率事件，設(shè)置接閃器等防雷裝置增大了落雷的概率，但可以有效地控制雷擊災(zāi)害。傳統(tǒng)的防雷方法是采用避雷針、避雷帶等，近年來用過的有消雷器和放射式避雷針，但在國內(nèi)理論界基本是否定的，而提前放電和抗雷器等避雷方法理論界還在爭論之中。

（3）防火

隨著建筑物的日趨復(fù)雜化，功能的多樣化，防火問題變得越來越重要。由于電氣原因引起的火災(zāi)也在不斷上升之中。建筑防火設(shè)計包括所有的設(shè)備專業(yè)，水要有噴淋、消防泵，暖通要有防排煙，電氣的火災(zāi)探測器、通信和聯(lián)動控制系統(tǒng)更是必不可少的。建筑電氣的消防包含消防供電（包括：消防電源、消防配電、消防線路和電器裝置等）、火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散指示標志、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。

4.信息系統(tǒng)設(shè)計。

（1）電視。

為了使用戶收看優(yōu)質(zhì)的電視節(jié)目，公共建筑一般都設(shè)置共用天線電視接收系統(tǒng)CATV和有線電視系統(tǒng)CCTV。它們都是有線分配網(wǎng)絡(luò)，除收看電視節(jié)目外，還可以在前端配合一定的設(shè)備。進行分配系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)合理確定電視機輸入端的電平范圍。

（2）電話。

電話設(shè)計包括電話設(shè)備的容量、站址的選定、供電方式、線路敷設(shè)方式、分配方式、主要設(shè)備的選擇、接地要求等。

（3）網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的出現(xiàn)是隨著信息工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)在建筑物中的新事物。信息時代的到來，使我們的生存成了比特的組合。

三.建筑電氣設(shè)計中的消防設(shè)計。

1.供電電源。

建筑供電主要是解決建筑物內(nèi)用電設(shè)備的電源問題。包括變配電所的設(shè)置，線路計算，設(shè)備選擇等。

（1）.供電電源及電壓的選擇

供電設(shè)計：包括供電電源的電壓、來源、距離和可靠程度，目前供電系統(tǒng)和遠景發(fā)展情況；用電負荷的性質(zhì)、總設(shè)備容量和計算負荷；變配電所的數(shù)量、容量、位置和主接線；無功功率的補償容量和補償前后的功率因數(shù)；備用容量和備用電源供電的方式；繼電保護的配置、整定和計量儀表的配置。

為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個獨立電源。具體數(shù)量應(yīng)視當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時使用，互為備用。此外，還必須裝設(shè)應(yīng)急柴油發(fā)電機組，并要求在15s內(nèi)走道恢復(fù)供電，保證應(yīng)急照明、消防設(shè)備、電腦電源等用電。國內(nèi)高層建筑大都采用10kV等級，對用電量大而且有條件的，建議采用35kV深入負荷中心供電。

（2）.選擇供電系統(tǒng)中的斷路器。

斷路器是指控制電流通斷的設(shè)備，主要用于對線路及設(shè)備的保護，當電路中出現(xiàn)過載、短路、欠壓等故障時，能迅速切斷電源，保護線路、負載及相關(guān)設(shè)備的安全。

斷路器的一般在選用時要遵循以下原則：

第一、根據(jù)用途選擇斷路器的型式及極數(shù)；

根據(jù)最大工作電流選擇斷路器的額定電流；根據(jù)需要選擇脫扣器的類型、附件的種類和規(guī)格。具體要求是：

①斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓；

②斷路器的額定短路通斷能力≥線路計算負載電流；

③斷路器的額定短路通斷能力≥線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流（一般按有效值計算）；

④線路末端單相對地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時（或短延時）脫扣整定電流；

⑤斷路器欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓；

⑥斷路器的分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓；

⑦電動傳動機構(gòu)的額定工作電壓等于控制電源電壓；

⑧斷路器用于照明電路時，電磁脫扣器的瞬時整定電流一般取負載電流的6倍。

第二、采用斷路器作為配電變壓器低壓側(cè)總開關(guān)時，其分斷能力應(yīng)大于變壓器低壓側(cè)的短路電流值，脫扣器的額定電流不應(yīng)小于變壓器的額定電流，短路保護的整定電流一般為變壓器額定電流的6-10倍；過載保護的的整定電流等于變壓器的額定電流。

第三、初步選定斷路器的類型和等級后，還要與上、下級開關(guān)的保護特性進行配合，以免越級跳閘，擴大事故范圍。

2.配電線路。

首先確定進戶線的方位，然后確定各區(qū)域總配電箱、分箱的位置，根據(jù)線路允許電壓降等因素確定干線的走向，管材型號和規(guī)格，導(dǎo)線截面等，繪制平面圖。

低壓配電系統(tǒng)的各級開關(guān)，一般采用低壓斷路器。設(shè)計時注意選擇性，保護等級不宜超過三級。重要負荷要求兩路供電、末端切換，如消防電梯，要求在電梯機房設(shè)置切換裝置、互為備用。配電設(shè)計包括配電系統(tǒng)的接線、主要設(shè)備選擇、導(dǎo)線及敷設(shè)方式的選擇、低壓系統(tǒng)接地方式選擇等。

目前，許多建筑的消防配電線路采用穿塑料管（PVC）保護，并從吊頂內(nèi)走線。高層建筑的消防用電設(shè)計，必須保證消防設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)，因此消防用電的配線，也必須保證當其受到火災(zāi)影響時，不至造成停電。解決這一問題比較有效的辦法，是使用耐熱性絕緣導(dǎo)線，并埋設(shè)于混凝土構(gòu)件內(nèi)?！懊褚?guī)”第24.8.5條規(guī)定：消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播等線路，應(yīng)穿金屬管保護，并暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，其保護層厚度不應(yīng)小于30mm。當必須明敷時，應(yīng)在金屬管上采取防火措施（一般采用涂防火涂料的辦法，外涂三遍，或者防火涂料層厚度在0.5―2mm之間）。在布線上“民規(guī)” 與“報警規(guī)范”的 要求基本一致，只是“報警規(guī)范”在線路暗敷時可采用穿金屬管或經(jīng)阻燃的硬質(zhì)塑料管保護，本條之所以沒有包括火災(zāi)探測器線路，是因為探測器線路只是在火災(zāi)初起階段起作用，而條文中規(guī)定的消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播線路，在火災(zāi)發(fā)生后一段時間內(nèi)還需起作用，在這段時間內(nèi)，必須保證這些線路的安全使用。

在配電線路設(shè)計中，要注重對電纜和電線進行合理選擇。規(guī)范未規(guī)定選什么電纜，工程中一般采用銅芯線。常用的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（YJV、ZR-YJV、NH-YJV）等普通電纜，火災(zāi)中放出大量有毒煙氣，故電纜的低煙無鹵化是發(fā)展方向。普通電纜、阻燃電纜、阻燃隔氧層電纜及耐火電纜在明敷及穿鋼管并施防火涂料保護時，其持續(xù)供電時間均未達到30min。這對于消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施等供電時間較長的消防設(shè)備供電是不利的。因此，設(shè)計是對一些重要建筑或場所內(nèi)的供電線路或某些重要供電線路宜采用礦物絕緣銅護套電纜。

3.聯(lián)動控制系統(tǒng)。

主機在消防控制室接收現(xiàn)場各種設(shè)備如：感煙與感溫探測器、手動火災(zāi)報警按鈕、消火栓按 鈕、水流指示器以及濕式報警閥壓力開關(guān)等傳來的報警（或動作）信號，經(jīng)報警控制器處理后，去集中聯(lián)動控制相應(yīng)的現(xiàn)場被動型設(shè)備，如：啟動消火栓泵、噴淋泵及停止有關(guān)部位的空調(diào)送風(fēng)機，關(guān)閉電動防火閥，打開排煙送風(fēng)閥并聯(lián)動排煙風(fēng)機及正壓送風(fēng)機，關(guān)閉有關(guān)部位的防火卷簾，控制電梯全部停于首層等，并接收這些設(shè)備動作后的回答信號，開起無需回答信號的現(xiàn)場被動型設(shè)備，如火災(zāi)應(yīng)急廣播、編址音響器并聯(lián)鎖關(guān)閉大樓空調(diào)機，切斷有關(guān)部位的非消防電源，消防 控制室除能接收上述各報警（聯(lián)動）信號外，還能接收消火栓泵、噴淋泵、穩(wěn)壓泵、正壓送風(fēng)機、排煙風(fēng)機以及消防電梯等的運行信號及各水池和水箱的水位信號，并能手動直接控制消防水泵與防煙排煙風(fēng)機等的開起及停止。

4. 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

對消火栓系統(tǒng)而言，根據(jù)“高規(guī)”的要求，在每個室內(nèi)消火栓處應(yīng)設(shè)置直接啟動消防水泵的按鈕。根據(jù)“報警規(guī)范”的要求，在消防控制室處也應(yīng)能手動控制消火栓泵的啟、停。這兩部規(guī)范從各自不同角度提出要求。消防控制室與消火栓動作按鈕啟動關(guān)系與消火栓泵的啟動形式有關(guān)。消火栓泵的啟動方式一般分為兩種：第一種啟動方式是在總線制聯(lián)控方式下，消火栓動作按鈕的起動?？赏ㄟ^設(shè)在消火栓旁的聯(lián)動接口模塊將其要求的啟動信號送至消防控制室控制臺，再從此處輸出使消火栓啟動的開關(guān)量觸點。第二種起動方式，是直接將消火栓動作按鈕的開關(guān)量觸點輸出到消火栓泵啟動箱。前一種方式接線省，但需在總線制下，對消火栓聯(lián)動模塊進行地址編碼編來達到監(jiān)控大量消火栓的目的。后一種啟動方式簡單可靠，但還需要把消火栓動作信號返回給消防控制室。此外，在消防泵房還有一個控制箱，直接控制消防泵的啟停，這樣消火栓泵的啟動就有三處地方可控制。通常情況下，消防泵房電源控制柜上的手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)置于自動位置，在消防控制室和消火栓處均能控制消防泵的啟停，就是一旦自動控制失靈，工作人員可在水泵房將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動位置，直接起動消防泵，且就地維修也很方便。但是，這樣一來，將會帶來負面影響。在水泵房設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)，容易引起人為的操作失誤，因為一般情況下泵房是無人值班的，萬一工作人員或其他人員將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動位置，而消防中心未能及時發(fā)現(xiàn)，就會出現(xiàn)消防控制中心和消火栓按鈕均無法啟動消防泵的重大隱患。因此，在實際設(shè)計中，消防控制室的手動起停按鈕可不經(jīng)過泵房設(shè)置的轉(zhuǎn)換開關(guān)，而直接啟動消防泵，既能解決直接起動問題，又便于消防中心統(tǒng)一監(jiān)控。

5.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)由觸發(fā)器件（探測器、手動報警按鈕）、火災(zāi)報警控制器、火災(zāi)警報裝置、各種聯(lián)動控制、火災(zāi)應(yīng)急廣播、消防通訊等組成。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的作用是：能自動（手動）發(fā)現(xiàn)火情并及時報警，控制各種消防設(shè)施（消防泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機、防火卷簾、消防電梯、火災(zāi)應(yīng)急照明等），控制火情的發(fā)展，指揮人員安全疏散。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的系統(tǒng)形式由以下內(nèi)容構(gòu)成：

（1）區(qū)域報警系統(tǒng)。

①一個報警區(qū)域宜設(shè)置一臺區(qū)域火災(zāi)報警控制器或一臺火災(zāi)報警控制器，系統(tǒng)中區(qū)域火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器不應(yīng)超過兩臺。

②區(qū)域火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器應(yīng)設(shè)置在有人值班的房間或場所。

③系統(tǒng)中可設(shè)置消防聯(lián)動控制設(shè)備。

④當用一臺區(qū)域火災(zāi)報警控制器或一臺火災(zāi)報警控制器警戒多個樓層時，應(yīng)在每個樓層的樓梯口或消防電梯前室等明顯部位，設(shè)置識別著火層的燈光顯示裝置。

⑤區(qū)域報警系統(tǒng)宜用于二級保護對象。

（2）集中報警系統(tǒng)。

①系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置一臺集中火災(zāi)報警控制器和兩臺及以上區(qū)域火災(zāi)報警控制器，或設(shè)置一臺集中火災(zāi)報警控制器和兩臺及以上區(qū)域顯示器。

②系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置消防聯(lián)動控制設(shè)備。

③集中火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器，應(yīng)能顯示火災(zāi)報警部位信號和控制信號，亦可進行聯(lián)動控制。

④集中火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器應(yīng)設(shè)置在有專人值班的消防控制室或值班室內(nèi)。

⑤集中報警系統(tǒng)宜用于一級和二級保護對象。

（3）控制中心報警系統(tǒng)。

①系統(tǒng)中至少應(yīng)設(shè)置一臺集中火災(zāi)報警控制器、一臺專用消防聯(lián)動控制設(shè)備和兩臺及以上區(qū)域火災(zāi)報警控制器；或至少設(shè)置一臺火災(zāi)報警控制器、一臺消防聯(lián)動控制設(shè)備和兩臺及以上區(qū)域顯示器。

②系統(tǒng)應(yīng)能集中顯示火災(zāi)報警部位信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號。

③控制中心報警系統(tǒng)宜用于特級和一級保護對象。

四.超高層公共建筑消防電氣設(shè)計存在的問題。

在我國的超高層公共建筑消防電氣設(shè)計中，還存在以下問題：

1.手動報警按鈕的設(shè)置存在問題。根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（gb50116- 98）第8.3.1條規(guī)定：每個防火分區(qū)應(yīng)至少設(shè)置一個手動火災(zāi)報警按鈕。從一個防火分區(qū)內(nèi)的任何位置到最鄰近的一個手動火災(zāi)報警按鈕的距離，不應(yīng)大于30m。手動火災(zāi)報警按鈕宜設(shè)置在公共活動場所的出入口處。在進行設(shè)計時，應(yīng)首先滿足報警按鈕“應(yīng)”設(shè)在公共活動場所的出入口處要求。其次才能遵循“30m”和“每個防火分區(qū)應(yīng)至少一個”的原則。

2.防火卷簾的控制問題。

電動防火卷簾門主要起隔離作用，一般的電動防火卷簾門內(nèi)外側(cè)各設(shè)一對煙感器、溫感器，除了控制箱（一個）可設(shè)在內(nèi)側(cè)或外側(cè)外，內(nèi)外側(cè)還應(yīng)各設(shè)一個手動啟停按鈕，距地1.4米左右明裝，而位于自動扶梯周圍的電動防火卷簾門，其煙感器、溫感器只設(shè)在外側(cè)。從電動防火卷簾門的工作方式來區(qū)分，可分為兩種：一為隔離式，一般設(shè)在防火分區(qū)邊界的出入口處，一旦探測器報警并確認火災(zāi)，防火卷簾門一步降到底，同時噴淋系統(tǒng)開始向起火區(qū)和卷簾門噴水。二為疏散式，一般疏散通道上，煙感器報警后經(jīng)確認（人工確認或兩個以上探測器報警）先降金屬卷簾至距地1.8米處，如火勢發(fā)展，溫度升高，則溫感器動作后防火卷簾門再降至地面。兩次動作之間的時間用于門內(nèi)人員逃離。無論哪種電動防火卷簾門，在超高層建筑中整個消防系統(tǒng)的一個組成部分，其動作不是獨立的。因此，電動防火卷簾門兩側(cè)從屬于卷簾門控制箱的煙感器、溫感器，均應(yīng)與火災(zāi)報警系統(tǒng)的探測器回路相接并在一個系統(tǒng)內(nèi)工作。

五.結(jié)束語

建筑電氣設(shè)計中的消防設(shè)計內(nèi)容繁雜，在設(shè)計中要嚴格執(zhí)行相關(guān)制度和設(shè)計規(guī)范，根據(jù)建筑實際情況，制定合理的電氣消防設(shè)計方案。