Optimization of Power Distribution System of Fire Fighting Equipment

Tao Yunfei

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Optimization of Power Distribution System of Fire Fighting Equipment

Tao Yunfei

AbstractOn the premise of meeting the national standard,the optimization analysis of the fire fighting electrical system is carried out,and the safe and economical design method is found out.And some improvement measures on some common unreasonable measures are put formard.

Keywordspower supply of fire fighting facilities, optimization， economical and reasonable

0概述

當(dāng)前消防電氣系統(tǒng)的各種新技術(shù)、新材料層出不窮(比如防火門監(jiān)控、消防電源監(jiān)控、電氣火災(zāi)監(jiān)控、智能疏散及應(yīng)急照明等系統(tǒng))，若設(shè)計人員將其全部照搬到各類工程中，必將使項目成本大幅增加、后期維護(hù)困難，造成不必要的浪費。

GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱“《建規(guī)》”)中1.0.5條明確規(guī)定：“建筑防火設(shè)計應(yīng)遵循國家的有關(guān)方針政策，針對建筑及其火災(zāi)特點，從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理”。

本文從規(guī)范要求出發(fā)，對設(shè)計中常見做法進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、降低造價的目的。

1如何理解規(guī)范中的“宜”

《建規(guī)》中對規(guī)范條文的描述按嚴(yán)格程度可分為“必須、應(yīng)、宜、可”四種，其中人們在“宜”條文的執(zhí)行程度上存在較大分歧，這是造成設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不一致的主要原因。

《建規(guī)》中對“宜”是這樣描述的：“表示稍有選擇，在條件許可時首先應(yīng)這么做的，正面詞采用‘宜’，反面詞采用‘不宜’”。

目前，許多設(shè)計人員從嚴(yán)要求，多數(shù)情況下對“宜”條款按“應(yīng)”處理，但開發(fā)商覺得規(guī)范既然沒有明確要求必須做，降低造價是可行的。

GB/T 1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》第3.8條款內(nèi)容為“規(guī)范性文件內(nèi)容的表達(dá)方式，一般采用要求、推薦或陳述等形式”，并注明條款的這些形式及其所用的措辭應(yīng)加以區(qū)分，例如，推薦用助動詞“宜”(見表1，摘自《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》附錄F中的表F.2推薦)，要求用助動詞“應(yīng)”。

表1中所示的助動詞應(yīng)被用于表示幾種可能性中特別適合的那一種，但不提及也不排除其他可能性，或表示某個行動步驟是首選的但未必是所要求的，或(以否定形式)表示不贊成但也不禁止某種可能性或行動步驟。

表1　關(guān)于“宜”的用法

從上文中可以理解規(guī)范中描述為“宜”的內(nèi)容是一種建議或推薦，且不排除其他可能性。至于《建規(guī)》附錄中 “表示稍有選擇，在條件許可時首先應(yīng)這么做”的說法，筆者理解為當(dāng)各種條件都具備時，應(yīng)這么做；當(dāng)條件不具備時，則不必這么做。

其實規(guī)范中大量的“宜”是跟造價有關(guān)系，是否這樣執(zhí)行可以由設(shè)計人員根據(jù)項目品質(zhì)、區(qū)域差別來選擇。但由于增加先進(jìn)的消防系統(tǒng)必然會增加造價成本，所以設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮建設(shè)方的承受能力，如果建設(shè)方希望做高標(biāo)準(zhǔn)的項目，那么設(shè)計人員不應(yīng)以“宜”作為不做的理由。

除了建設(shè)方考慮自身的經(jīng)濟(jì)原因?qū)τ行耙恕睏l款酌情選擇外，設(shè)計人員也有義務(wù)采用經(jīng)濟(jì)合理的技術(shù)措施。比如規(guī)范中“要求按防火分區(qū)設(shè)置應(yīng)急照明箱”，此條規(guī)定會導(dǎo)致項目造價大幅提高，因此許多專家形成共識“當(dāng)經(jīng)濟(jì)不合理時，可不按防火分區(qū)設(shè)應(yīng)急照明箱”，可見經(jīng)濟(jì)性在消防設(shè)計中的重要性。

2精確掌握規(guī)范，降低消防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

人們除了對規(guī)范中的“宜”條款把握尺度不同外，對部分規(guī)范條文的理解不正確也會導(dǎo)致設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不一致。

2.1二類高層住宅不必設(shè)計疏散指示系統(tǒng)

一些規(guī)范之間互相矛盾導(dǎo)致設(shè)計人員對二類高層住宅是否設(shè)疏散指示系統(tǒng)的看法不一致。

JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第13.8.3條第6款指出：“二類高層居住建筑的疏散樓梯間可不設(shè)疏散指示標(biāo)志”。

JGJ 242-2011《住宅建筑電氣規(guī)范》第9.3.2條指出：“10～18層的二類高層住宅建筑，宜沿疏散走道設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志，并宜在安全出口和疏散門的正上方設(shè)置 ‘安全出口’標(biāo)志”。

GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第10.3.5條指出：“公共建筑、建筑高度>54m的住宅建筑、高層廠房(庫房)和甲、乙、丙類單、多層廠房，應(yīng)設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志”。

雖然規(guī)范之間對上述內(nèi)容的要求不一致，但目前的共識是二類高層住宅建筑可以不設(shè)疏散指示標(biāo)志。

2.2防火門監(jiān)控系統(tǒng)分情況設(shè)置

目前設(shè)計行業(yè)對疏散通道上常閉防火門是否應(yīng)設(shè)置防火門監(jiān)控系統(tǒng)的看法也不一致?！督ㄖ姎庠O(shè)計疑難點解析及強制性條文》第8.58、8.31條針對這一問題做了下述說明：“只要建筑按規(guī)范要求設(shè)消防控制室(集中報警系統(tǒng)或控制中心系統(tǒng))，就應(yīng)設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)(包括純住宅，只有防煙樓梯間及其前室設(shè)有防火門的情況)”。并引用GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱“《火規(guī)》”)第4.6.1條“疏散通道上各防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)信號應(yīng)反饋至防火門監(jiān)控器”以說明應(yīng)設(shè)防火門監(jiān)控系統(tǒng)。

2016年1月18日，國家標(biāo)準(zhǔn)《火規(guī)》管理組對常閉防火門是否做防火門監(jiān)控系統(tǒng)做了權(quán)威性回復(fù)，相關(guān)內(nèi)容可以參閱該回復(fù)全文，其結(jié)論是：具有消防控制室的場所應(yīng)設(shè)置防火門監(jiān)控系統(tǒng)，防火門監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)視所有與人員疏散有關(guān)的常閉防火門的工作狀態(tài)，主要包括防煙樓梯間、封閉樓梯間、電梯前室等處的常閉防火門。

但是對照《火規(guī)》附錄A中表A“火災(zāi)報警、建筑消防設(shè)施運行狀態(tài)信息內(nèi)容”針對防火門及卷簾系統(tǒng)設(shè)施，應(yīng)顯示的狀態(tài)信息內(nèi)容一欄是“......具有反饋信號的各類防火門、疏散門的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)等動態(tài)信息”。

在GB 50877-2014《防火卷簾、防火門、防火墻施工及驗收規(guī)范》中6.3.1條關(guān)于防火門的調(diào)試一節(jié)中有如下描述：“常閉防火門，從門的任意一側(cè)手動開啟，應(yīng)自動關(guān)閉。當(dāng)裝有信號反饋裝置時，開、關(guān)狀態(tài)信號應(yīng)反饋到消防控制室”。

另外《火規(guī)》6.11.1條指出：“防火門監(jiān)控器應(yīng)設(shè)置在消防控制室內(nèi)，未設(shè)置消防控制室時，應(yīng)設(shè)置在有人值班的場所”。

根據(jù)上述內(nèi)容，筆者認(rèn)為是否設(shè)防火門監(jiān)控系統(tǒng)，要看采用的各類常閉防火門、疏散門是否具有反饋信號。如果采用的防火門具有反饋信號，那么即使工程采用區(qū)域報警系統(tǒng)，不設(shè)消防控制室，也應(yīng)該采用防火門監(jiān)控系統(tǒng)，并將防火門監(jiān)控器設(shè)置在有人值班的場所。

《建規(guī)》6.5.1條第1款指出：“常開防火門應(yīng)能在火災(zāi)時自行關(guān)閉，并應(yīng)具有信號反饋的功能”，可見規(guī)范并未要求常閉防火門必須具有反饋信號。如果工程中采用的常閉防火門沒有反饋信號，防火門監(jiān)控系統(tǒng)則無法實現(xiàn)其功能，而且也不能以滿足反饋信號的功能要求為了現(xiàn)場對防火門進(jìn)行私自改造。

正確的做法是：在設(shè)計階段，電氣專業(yè)與建筑專業(yè)圖紙應(yīng)協(xié)調(diào)一致，并在工程采購及安裝階段嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工。

2.3高層住宅套內(nèi)可不設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

對于“54～100m高度范圍內(nèi)的住宅建筑套內(nèi)是否可不設(shè)置火災(zāi)探測器？”《建筑電氣設(shè)計疑難點解析及強制性條文》第8.58條指出：“54～100m高度范圍內(nèi)的住宅建筑設(shè)計原則如下：(1)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第8.4.2條規(guī)定：‘54～100m的住宅建筑，其公共部位應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，套內(nèi)宜設(shè)置火災(zāi)探測器’。此處‘宜設(shè)置’表示條件允許時首先應(yīng)這樣做，規(guī)范所指的‘條件’并非指造價因素”。

從上文中可以看出，規(guī)范所指的“條件”雖然并非指造價因素，但是規(guī)范中對該條文的解釋是“按照安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的原則，本條對不同建筑高度的住宅建筑如何設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)做出了具體規(guī)定”。由此可見，規(guī)范正是從經(jīng)濟(jì)適用角度考慮，規(guī)定100m以上住宅套內(nèi)要設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，54～100m宜設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，54m以下不用設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，當(dāng)項目位于邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)，或建設(shè)方資金不足時，造價會是主要的受限條件。

2.4高層住宅公共部位可不設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

《建規(guī)》8.4.2條指出：“建筑高度不大于54m的高層住宅建筑，其公共部位宜設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)置需要聯(lián)動控制的消防設(shè)施時，公共部位應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)”。

建筑中需要與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動的主要有：機械排煙系統(tǒng)、機械防煙系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、防火卷簾、常開防火門、自動排煙窗等，不包括電梯迫降、切除非消防電源、聲光報警、強啟應(yīng)急照明等動作。

對于高層住宅而言，公共部位聯(lián)動控制的消防設(shè)施為正壓送風(fēng)機，當(dāng)消防電梯前室或樓梯間開啟外窗進(jìn)行自然排煙時，可以設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

2.5三級消防負(fù)荷可降低對電源的要求

在工程設(shè)計中，由于設(shè)計人員對消防設(shè)備負(fù)荷等級的劃分不清晰，認(rèn)為只要是消防負(fù)荷就應(yīng)要求雙路電源末端互投，其實相關(guān)規(guī)范認(rèn)為，許多規(guī)模不大的多層建筑的消防設(shè)備可按三級負(fù)荷供電，這相當(dāng)于對電源沒有特殊要求。

3消防配電系統(tǒng)優(yōu)化

除了遵循規(guī)范要求外，每個工程中消防配電系統(tǒng)的設(shè)計方法有很多，做法不盡相同。

3.1適當(dāng)采取二級配電

由于需要專用消防電源且雙路電源末端互投，若均采用從變電所放射雙電源到末端雙電源箱的方式會提高線路成本。

常見的做法是設(shè)二級配電(如圖1)，當(dāng)某個配電區(qū)域有多個雙電源箱時，可以采用在該區(qū)域設(shè)置二級配電總箱，然后再采用雙路電源末端互投的方式，或者對這些雙電源互投箱采用樹干式配電方式。配電區(qū)域可以由1個或多個防火分區(qū)組成。

圖1　二級配電示意圖

3.2室外消防風(fēng)機可共用一個雙電源箱

根據(jù)《民規(guī)》13.9.10條“公共建筑物頂層，除消防電梯外的其他消防設(shè)備，可采用一組消防雙電源供電。由末端雙電源箱引至設(shè)備或設(shè)備控制箱，應(yīng)采用放射式供電”可知，該做法適用于建筑屋頂有多臺正壓風(fēng)機或排煙風(fēng)機的建筑。

3.3消防電梯與普通電梯可共用一組雙電源箱

在住宅建筑中，通常每層都設(shè)有客梯及消防電梯，它們的配電負(fù)荷級別一致，但有消防與非消防之分，常見的做法是分別設(shè)雙路電源在末端做雙電源箱(《民規(guī)》13.9.11條“當(dāng)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。末端雙電源自動切換配電箱應(yīng)設(shè)置在消防電梯機房內(nèi)，由配電箱至相應(yīng)設(shè)備應(yīng)采用放射式供電”)。

圖2是某單元式住宅中電梯動力的傳統(tǒng)做法，按上述做法進(jìn)行優(yōu)化(如圖3)后，能較大程度地節(jié)約造價。

圖2　某單元式住宅電梯動力的傳統(tǒng)做法

圖3　某單元式住宅電梯動力的優(yōu)化做法

4改正消防配電系統(tǒng)中不合理的做法

4.1消防供電回路設(shè)漏電保護(hù)時應(yīng)注意的問題

在住宅配電設(shè)計中，總進(jìn)線開關(guān)應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)。為了與末端漏電動作時間(<0.1s)配合，總進(jìn)線開關(guān)應(yīng)設(shè)置0.4s延時后跳閘。又為了保證消防設(shè)備供電的可靠性，動力總進(jìn)線開關(guān)要求漏電時只能報警不能跳閘，因此有些設(shè)計人員取消了延時設(shè)計，但是忽略了報警本身也是一種動作。因為當(dāng)末端插座回路發(fā)生漏電故障時，該回路漏電斷路器及總開關(guān)漏電斷路器會同時探測到漏電電流，在0.1s內(nèi)末端斷路器即可跳閘切斷故障電路，所以若此時總開關(guān)不設(shè)0.4s的延時，將一直保持報警狀態(tài)。

4.2消防配電支線不宜穿越防火分區(qū)

《建規(guī)》第10.1.7條指出：“消防配電干線宜按防火分區(qū)劃分，消防配電支線不宜穿越防火分區(qū)”。在設(shè)計中應(yīng)急照明支線穿越防火分區(qū)比較常見，下文將舉例說明工作中容易忽視的卷簾門配電穿越防火分區(qū)的問題。

以圖4為例，采用鏈接方式給2個卷簾門控制箱供電，當(dāng)防火分區(qū)3發(fā)生火災(zāi)時，卷簾1動作，將防火分區(qū)1和3隔斷；如果火災(zāi)向防火分區(qū)1蔓延時損毀了卷簾1及其控制箱，可能導(dǎo)致APE-1箱內(nèi)給卷簾供電的回路開關(guān)跳閘；當(dāng)火蔓延到分區(qū)1時，正常情況下卷簾2應(yīng)該動作并隔離防火分區(qū)2，但由于該回路已跳閘，卷簾2會失去消防電源，所以對這種穿越防火分區(qū)的兩個消防設(shè)備采用放射式配電更可靠。

圖4　某建筑防火分區(qū)示意圖

4.3商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的應(yīng)急照明和火災(zāi)報警設(shè)計

商業(yè)網(wǎng)點是設(shè)在住宅首層及二層的間隔≤300m2的小型營業(yè)性用房，與設(shè)在辦公、公寓下面的小型商業(yè)性用房是有區(qū)別的，后者屬于公共建筑。

《建規(guī)》第5.1.1條對一類、二類高層住宅下部的商業(yè)網(wǎng)點定性為住宅建筑而非公共建筑，并且對住宅及其附屬商業(yè)網(wǎng)點統(tǒng)一定性為一類住宅建筑、二類住宅建筑或者單多層住宅建筑。

雖然相關(guān)規(guī)范沒有明確說明如何設(shè)置商業(yè)網(wǎng)點的火災(zāi)自動報警和應(yīng)急照明，但我們可以參照住宅公共區(qū)域的要求來設(shè)置消防措施。做法見表2。

表2　住宅建筑內(nèi)商業(yè)網(wǎng)點需采取的消防措施

5積極與當(dāng)?shù)叵啦块T進(jìn)行溝通

以筆者所接觸的幾個工程來看，規(guī)范中“宜”的條款如果在設(shè)計圖紙上沒有體現(xiàn)，消防部門一般不會要求補充；但是如果設(shè)計中采用了先進(jìn)的防火技術(shù)措施，那施工或驗收過程中一定要以圖紙為準(zhǔn)。

有時各地消防部門會制定本地的特殊做法，設(shè)計人員應(yīng)事前進(jìn)行溝通了解。如筆者目前接觸的一個成都地區(qū)的工程，當(dāng)?shù)叵谰忠筇綔y區(qū)域的每個房間不論大小均設(shè)置2個或2個以上探測器，這一要求高于“探測區(qū)域的每個房間應(yīng)至少設(shè)置一個火災(zāi)探測器”的要求；再如青島的一個住宅小區(qū)，消防局認(rèn)定所有配電間屬于特別重要設(shè)備室，即使3～5m2的配電間也都要求設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。由此可見，與當(dāng)?shù)叵啦块T溝通非常重要。

6結(jié)束語

綜上所述，筆者希望消防電氣設(shè)計既能夠滿足國家的各項法規(guī)要求，又能夠充分考慮建設(shè)方的利益，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。以上是本人對目前消防電氣設(shè)計的粗淺看法，有不足之處請批評指正。

參考文獻(xiàn)

[1]中國勘察設(shè)計協(xié)會建筑電氣工程設(shè)計分會等.建筑電氣設(shè)計疑難點解析及強制性條文[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[2]GB 50016-2014 建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2015.

電氣小知識

1、用什么方法檢查真空開關(guān)是否真空？

用耐壓試驗檢測。斷口用4.8萬伏檢測。

2、隔離插頭、隔離開關(guān)有什么作用，用于哪種柜類？

隔離插頭，用于手車柜；隔離開關(guān)用于固定柜。其作用均為不帶負(fù)荷分合閘，方便維修。

3、高壓柜電流大致分幾級？負(fù)荷開關(guān)屬哪級？

分大 中 小，即：3150A、1250A、630A 三級。負(fù)荷開關(guān)屬630A級別。

4、高壓熔斷器作用是什么？

作保護(hù)變壓器用，PT屬小型變壓器類。

(來源：網(wǎng)絡(luò))

消防電氣系統(tǒng)的優(yōu)化

陶云飛

(深圳華森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司，北京 100044)

摘要在滿足國家規(guī)范的前提下，對消防電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析，找出安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計方法。并對一些常見的不合理做法提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞消防配電優(yōu)化經(jīng)濟(jì)合理