高層建筑消防供配電設(shè)計(jì)探討

摘要：本文針對當(dāng)前我國高層建筑的常見的消防供配電的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析，對于高層消防供配電設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了探討，并就此提出了相關(guān)解決辦法，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑 供配電 消防電源 方案

1 消防供配電設(shè)計(jì)對于高層建筑的重要性

由于我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，造成了城鎮(zhèn)土地資源的緊張和短缺，這就促使了高層建筑有了很好地發(fā)展空間，并且有效地緩解了土地資源方面的緊張局面。由此可見，高層建筑還會在以后很長時(shí)間內(nèi)得到更大的發(fā)展。高層消防供配電設(shè)計(jì)的是否科學(xué)，直接影響到人身財(cái)產(chǎn)安全?？茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)方案可以有效地避免因火災(zāi)造成的無謂損失，故此，高層建筑的供配電設(shè)計(jì)具有舉足輕重的意義。

2 高層建筑消防配電

2.1 高層建筑中常見的消防配電方案 當(dāng)前，在高層建筑中最為常見的消防供配電方式有如下四種形式：放射式、樹干式、鏈?zhǔn)?、混合式。①放射式配電的主要?yōu)點(diǎn)是：如果某一線路發(fā)生故障，其他線路不會受到影響。此外，放射式供電方式的設(shè)備相對集中，管理方便，有很強(qiáng)的供電可靠性。其缺點(diǎn)是：對于有色金屬的消耗量很大，出線多、開關(guān)設(shè)備多，無論是前期投資和后期運(yùn)行費(fèi)用都相對較高，而且該配電方式較適用于容量大的單臺設(shè)備。②樹干式配電的特點(diǎn)是：干線發(fā)生故障影響范圍大。如能配有備用干線，并能實(shí)現(xiàn)有效切換，就可以很好地提高供電的可靠性。該方式較適合于分布均勻的范圍內(nèi)。③鏈?zhǔn)焦╇姷奶攸c(diǎn)：該方式和樹干式較為相似，供電可靠性方面比樹干式更低，一旦其中一臺設(shè)備發(fā)生故障，會直接影響到后面的設(shè)備。④混合式配電主要是指放射式與樹干式這兩種配電方式。混合式配電屬于我國當(dāng)前高層建筑中較常見的配電方式。

2.2 高層建筑中較為常見的配電問題 ①部分消防設(shè)備未采用專用消防電源。尤其是消防控制室與消防泵往往采用的是一般負(fù)荷線路作為電源。一旦發(fā)生火災(zāi)，高層建筑的主要電源被切斷，會直接導(dǎo)致消防設(shè)備的癱瘓，其產(chǎn)生的損失將不可衡量。②消防水泵等互為備用的消防設(shè)備如在末端集中的兩電源互投，未采用不同設(shè)備都要從消防配電室進(jìn)行放射式供電。有的直接從配電室引出主線，之后，在末端進(jìn)行并聯(lián)。如果發(fā)生主線故障，會直接導(dǎo)致互備用的設(shè)備都會同時(shí)失去電源，無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)期工作效果。③不符合規(guī)定要求，消防聯(lián)動設(shè)備的配電采用共用方式。未按規(guī)定末端的配電箱設(shè)置兩路自動切換裝置。有的雖然設(shè)置該裝置，但該裝置的質(zhì)量較差，可靠性不高。如遇火災(zāi)，無法保證備用電源及時(shí)自動切換，直接造成供電的中斷。更有甚者，裝置采用手動切換方式，火災(zāi)放生后，需要消防人員到場后，才能進(jìn)行人工電源的切換。如果發(fā)生火災(zāi)，該裝置會直接造成時(shí)間上的延誤，進(jìn)而造成巨大損失。

2.3 解決高層建筑供配電問題的方案 ①在高層建筑內(nèi)，要實(shí)現(xiàn)工作電源與應(yīng)急電源的獨(dú)立性。保證各自電源的系統(tǒng)性。實(shí)現(xiàn)了分開供電后都要配有正常的工作電源和應(yīng)急配電的系統(tǒng)。同時(shí)，要確保消防的一類負(fù)荷在遇到火災(zāi)后，及時(shí)由應(yīng)急電源進(jìn)行持續(xù)供電，還要保證系統(tǒng)內(nèi)的二類負(fù)荷實(shí)現(xiàn)快速的切換與供電。②供電方式的選擇：對高層建筑消防配電設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，需要在用電量大或者消防用電設(shè)備集中處（消防控制室，消防水泵），從配電室開始就需采用放射式供電，還要保證主用設(shè)備與備用設(shè)備保持供電線路上的各自獨(dú)立。③如果實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)各設(shè)備的配電共用，需在末端配電箱設(shè)置兩路自動切換裝置，且需安裝高質(zhì)量電源自動切換裝置。如果必須安裝手動式切換裝置，需將其設(shè)置于設(shè)備配電箱內(nèi)。如遇緊急情況，便于消防員第一時(shí)間內(nèi)找到，并及時(shí)進(jìn)行切換。

3 高層建筑的消防電氣配線存在的問題以及解決方法

3.1 高層建筑的消防電氣線路導(dǎo)線在選擇上缺乏安全依據(jù) 現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)對于相仿配電線路的耐溫與時(shí)間限度上規(guī)范不明確。這就直接造成了施工單位為了降低成本，增加收益而直接購買普通導(dǎo)線。這大大降低了導(dǎo)線的防火性能，更有甚者直接購買劣質(zhì)或者假冒產(chǎn)品。

3.2 忽視了消防電氣配線的防火涂料有效期 當(dāng)前，防火漆是對消防配線的主要保護(hù)方式，而很多防火涂料的有效期很短，通常只有幾年。我國的相關(guān)規(guī)范沒有對這方面進(jìn)行規(guī)定。這直接導(dǎo)致了相關(guān)部門與廠家對此重視不夠，大大增加了火災(zāi)發(fā)生的危險(xiǎn)系數(shù)。

3.3 消防電氣線路系統(tǒng)所選用產(chǎn)品不符合相關(guān)要求 盡管在設(shè)計(jì)源頭做好規(guī)范，仍無法避免少量假冒偽劣的導(dǎo)線或者開關(guān)設(shè)備的流入。這種未能達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品極大的提高了火災(zāi)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)對上述問題的總結(jié)與分析，我們看出根源是相關(guān)規(guī)范的不健全和不完善。這就需要我們逐步完善相關(guān)規(guī)范，對于消防配線在耐溫與時(shí)間限度等方面提出嚴(yán)格規(guī)定。同時(shí)，高層建筑的投資者必須提高認(rèn)識，不要因?yàn)橄琅渚€的投資相對較小而忽視管理。如因配線引發(fā)火災(zāi)事故，所造成的損失將不可估量。同時(shí)還需做好相應(yīng)線路的日常保養(yǎng)工作。

4 高層建筑的消防電源配置——對消防電源要求要進(jìn)行規(guī)范

4.1 較為常用的消防電源 ①雙電源高壓單母線不分段的供電。雙電源高壓單母線不分段的供電方式。主要采用兩回路高壓電源的同時(shí)供電，運(yùn)行時(shí)保證一備一用。采用這種方式可以直接減少中間聯(lián)絡(luò)柜和一個電壓互感器柜，其優(yōu)點(diǎn)是：減少了基建投資，直接減小了高壓配電室的建筑面積。缺點(diǎn)是：該方式需要兩路都保證100%的負(fù)荷用電，如母線發(fā)生故障，會直接造成整個系統(tǒng)停電。因其供電的可靠性較低，通常不建議在高層建筑內(nèi)使用。②雙電源高壓單母線的分段供電。雙電源高壓單母線的供電方式同樣采用兩回路高壓電源的同時(shí)供電，做到相互間的備用。優(yōu)點(diǎn)是：該方式供電可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)消防用電設(shè)備兩個電源在最末一級切換的規(guī)定。這種接線方式是目前較為常用的方式。③此外還有三電源高壓單母線分段供電，因該方式使用較少，不做過多闡述。

4.2 高層建筑配置柴油發(fā)電機(jī)組 消防設(shè)備供電應(yīng)按《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》—GB50052-95的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在該規(guī)范中，一級負(fù)荷特別是重要負(fù)荷的規(guī)定未涉及到消防負(fù)荷。只是規(guī)定系統(tǒng)需保證兩個電源?！案咭?guī)”明確規(guī)定一類高層建筑消防用電需符合一級負(fù)荷供電要求。并且保證在最末級配電箱位置設(shè)自動切換裝置，這樣才能很好地保證消防設(shè)施的供電可靠性。目前，通常在高層建筑消防負(fù)荷中，都未能配置柴油發(fā)電機(jī)組。實(shí)際工作中，通常直接從電網(wǎng)引接兩路10KV進(jìn)線電源供電，其本質(zhì)并不是兩個電源供電。停電可能是系統(tǒng)內(nèi)部或者電網(wǎng)故障造成的，由于電網(wǎng)在主網(wǎng)電壓上實(shí)現(xiàn)的是并網(wǎng)形式，所以取回幾路電源，其本質(zhì)都不是兩路電源。如果實(shí)現(xiàn)上述目的有非常大的難度。這就凸顯出柴油發(fā)電機(jī)組的優(yōu)勢。由于其投資小，使用靈活等特性，高層建筑供電設(shè)計(jì)宜采用該方式。endprint

5 高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

5.1 高層建筑中火災(zāi)報(bào)警探測器的設(shè)計(jì) 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的探測設(shè)備主要是探測器。探測器的主要工作原理是將高層建筑物內(nèi)所有范圍內(nèi)的火災(zāi)信號通過網(wǎng)絡(luò)快速報(bào)警控制器，進(jìn)而馬上發(fā)射出報(bào)警信號。當(dāng)前，感溫探測器、感煙探測器、感光探測器與可燃?xì)怏w探測器是當(dāng)前最為常見的幾類探測裝置。此外在選型與布設(shè)上，還需依據(jù)建筑物的實(shí)際高度、環(huán)境濕度以及其他具體情況進(jìn)行有目的的選擇。在設(shè)計(jì)工作中需注意如下方面。①要保證火災(zāi)報(bào)警探測器和控制器同屬一個生產(chǎn)廠家。②在產(chǎn)品選擇上還要首選質(zhì)量過硬的廠家，確保產(chǎn)品有質(zhì)量保證和產(chǎn)品的后續(xù)服務(wù)。這樣才能保證產(chǎn)品在使用上的穩(wěn)定性。③智能的探測器是當(dāng)前在消防電氣設(shè)計(jì)中較為常見的。該探測器可隨時(shí)依據(jù)環(huán)境進(jìn)行自我調(diào)整，可有效地保證自身的靈敏程度。同時(shí)，該探測器的工作情況能實(shí)時(shí)在計(jì)算機(jī)上得到顯示。

5.2 火災(zāi)報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 火災(zāi)報(bào)警控制器可以為探測器直接提供電源，同時(shí)及時(shí)接受探測器所傳遞出的傳遞信號。此后，把處理器部分的有效計(jì)算結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化和輸出。當(dāng)前，我國采用的報(bào)警器有：總線制與模擬量輸入的報(bào)警控制器為主。這樣的報(bào)警器具有施工布線方便簡潔、內(nèi)部結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)模塊化，以及能夠進(jìn)行故障的自我診斷，并能實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警的目的。相關(guān)的控制器在設(shè)計(jì)工作中需注意如下方面：①由于自動報(bào)警系統(tǒng)比較復(fù)雜，其涉及到的探測器、報(bào)警按鈕與聯(lián)動裝置以及報(bào)警顯示裝置的編碼紛繁復(fù)雜。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作中，需要依據(jù)實(shí)際情況靈活配置。②要科學(xué)的研究定位，在一發(fā)火災(zāi)部位設(shè)置探測器。這樣一旦發(fā)生火災(zāi)，智能報(bào)警系統(tǒng)就可以及時(shí)診斷，確定火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)，并能同步顯示與值班室顯示屏，便于工作人員及時(shí)查看定位。③電源是控制器運(yùn)行的能源，穩(wěn)定的供電電源必不可少。同時(shí)還必須備有電源模塊。一旦發(fā)生斷電現(xiàn)象，方便備用電源馬上進(jìn)行工作，可以有效地避免缺電造成的對火災(zāi)監(jiān)控不利的弊端。④控制器需要做到及時(shí)有效地對所有探測器進(jìn)行控制。這就要求相應(yīng)的編程要涉及到所有探測器，并做好對岸測點(diǎn)之間的相互邏輯控制。相應(yīng)的程序編寫完畢后，要做好使用前的調(diào)試工作，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行使用前的必要調(diào)整。如果需要，可以進(jìn)行相應(yīng)的火災(zāi)模擬，這樣可以很好地鑒定其是否具有很好地實(shí)用性。

5.3 高層建筑火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì) 在整個火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)中，還包括對應(yīng)的聯(lián)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)。還需考慮到如下部位和系統(tǒng)：防火門與排煙閥以及送風(fēng)閥。電梯與空調(diào)的排煙風(fēng)機(jī)。消火栓系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng)以及干粉滅火等相應(yīng)系統(tǒng)。

報(bào)警系統(tǒng)中的聯(lián)動裝置在設(shè)計(jì)時(shí)工作開戰(zhàn)時(shí)，要考慮到如下幾個方面：①火災(zāi)發(fā)生后需要有充足的水源，這就需要設(shè)置兩臺消防水泵，并做到護(hù)衛(wèi)備用。此外還需有獨(dú)立的電源供電，這是實(shí)現(xiàn)電源質(zhì)量的重要保證。②為了實(shí)現(xiàn)消防按鈕連接線在意外情況下還能實(shí)現(xiàn)消防泵的正常使用，還需更多的利用其常開的觸點(diǎn)來有效提高相應(yīng)線路的可靠性。③高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)后，如果實(shí)現(xiàn)人員的及時(shí)疏散，必須做好相應(yīng)的防火門的啟閉。這就需要聯(lián)動系統(tǒng)采用二次控制，及時(shí)經(jīng)過相應(yīng)模塊將防火卷簾進(jìn)行快速自動下落，消防監(jiān)控室要及時(shí)掌握相關(guān)控制型號。

5.4 高層建筑的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng) 高層建筑自動火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)要做到顯示火災(zāi)探測器、消防按鈕、手動報(bào)警按鈕、水流指示器、濕式報(bào)警閥、安全信號閥等等相關(guān)設(shè)備的火災(zāi)報(bào)警以及故障報(bào)警。還要及時(shí)顯示重點(diǎn)保護(hù)部位以及疏散通道、消防設(shè)備等的所在位置。實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)電源的供電狀態(tài)。要在相應(yīng)部位（商鋪、疏散通道、住宅門廳、前室公共區(qū)域、風(fēng)機(jī)房、電氣豎井、電梯機(jī)房、物管用房和其他設(shè)備用房）設(shè)置感煙探測器。要在地下車庫部位設(shè)置感溫式探測器。在相應(yīng)部位（變配電所、以及柴油發(fā)電機(jī)房這些氣體滅火場所、用于疏散的防火卷簾門兩側(cè)）設(shè)感溫與感煙探測器。在商業(yè)廚房內(nèi)需要設(shè)置可燃?xì)怏w探測器。同時(shí)，以上所述區(qū)域范圍內(nèi)還需根據(jù)要求配備手動的火災(zāi)報(bào)警按鈕和消火栓的人工按鈕。

6 結(jié)束語

綜上說書，高層建筑是以后城市發(fā)展的主要方向。各種更為高大的建筑逐漸聳立于各個城市。這就不斷給高層的消防電氣、供配電等方面設(shè)計(jì)提出更多有待解決的問題。但伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。必將實(shí)現(xiàn)消防供配電設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展方向。并且系統(tǒng)的發(fā)展方向也是朝著智能、模塊與結(jié)構(gòu)三個方向不斷發(fā)展。所有這些技術(shù)上的進(jìn)步都為人們提供了更多的生命財(cái)產(chǎn)方面的安全保障。

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作者簡介：

葉麗娜（1981-），女，天津人，畢業(yè)于沈陽建筑工程學(xué)院，現(xiàn)任職馬建國際建筑設(shè)計(jì)顧問有限公司，工程師。endprint