淺析地鐵車站低壓配電的消防設(shè)計(jì)

摘 要：地鐵作為一種高效、安全、環(huán)保的交通方式，近年來其建設(shè)方興未艾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年1月，內(nèi)地已開通運(yùn)營(yíng)地鐵里程約為3159km，規(guī)劃到2020年，開通運(yùn)營(yíng)6000km。地鐵建設(shè)事關(guān)國(guó)計(jì)民生，特別隨著近些年偶有發(fā)生的重大消防事故，使得人們對(duì)于如何保障地鐵消防安全更為關(guān)注。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；消防；低壓配電；規(guī)范

1 概述

地鐵消防安全要從源頭抓起，然由于現(xiàn)階段尚未有專門的地鐵消防（防火）設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)時(shí)只能參照工民建的設(shè)計(jì)規(guī)范。地鐵消防設(shè)計(jì)是一個(gè)多專業(yè)綜合性的課題，文章僅就地鐵車站低壓配電的消防設(shè)計(jì)做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹，不當(dāng)之處敬請(qǐng)雅正。

2 地鐵車站消防負(fù)荷等級(jí)及供電方式

地鐵車站內(nèi)參與消防的主要設(shè)備有：消防泵、事故風(fēng)機(jī)及其配套風(fēng)閥、應(yīng)急照明、防火卷簾、兼做消防疏散的自動(dòng)扶梯、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備（簡(jiǎn)稱FAS）、氣體滅火系統(tǒng)設(shè)備、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備（簡(jiǎn)稱BAS）等。此外還有其他火災(zāi)時(shí)間接參與消防的設(shè)備，如：站臺(tái)門、變電所操作電源以及通信系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備等。以上設(shè)備均按一級(jí)負(fù)荷供電，采用雙電源雙回路供電方式。應(yīng)急照明還設(shè)置有EPS電源，F(xiàn)AS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及信號(hào)系統(tǒng)自行設(shè)置UPS電源。在某些城市新建線路，通常將FAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的UPS電源進(jìn)行整合，以集約設(shè)備用房。

3 與FAS和BAS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)接口

在普通民建設(shè)計(jì)中，F(xiàn)AS及BAS等弱電系統(tǒng)兼由配電專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而在地鐵一般其有專門的專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。低壓配電為FAS和BAS系統(tǒng)提供2回380V電源、接地端子以及相關(guān)監(jiān)視控制接線端子。消防時(shí)一般由FAS系統(tǒng)探測(cè)到火災(zāi)信息，經(jīng)過判斷確認(rèn)為火災(zāi)之后，發(fā)出警報(bào)并將信息發(fā)送給BAS系統(tǒng)，同時(shí)向BAS系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)火災(zāi)模式指令，BAS系統(tǒng)按既定原則執(zhí)行火災(zāi)運(yùn)行模式，向配電線路上的分勵(lì)脫扣斷路器和交直流接觸器發(fā)送通斷指令，實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行，并向FAS反饋模式執(zhí)行狀態(tài)。消防設(shè)備與非消防設(shè)備自變電所低壓柜出線起分開供電，非消防設(shè)備的配電在火災(zāi)工況下，通過FAS或BAS系統(tǒng)切除。

4 消防動(dòng)力配電

4.1 變電所主接線

地鐵車站設(shè)置一座降壓變電所（或牽引降壓混合變電所），變電所設(shè)置2臺(tái)35kV/0.4kV三相變壓器，采用Dyn11接法。低壓母線接線采用段母線分段形式，兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，互為備用。如圖1所示。

4.2 消防風(fēng)機(jī)配電

在地鐵車站中，由于風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥及空調(diào)機(jī)組等數(shù)量較多，通風(fēng)模式復(fù)雜，通風(fēng)系統(tǒng)繁多，為便于接線和控制，一般在風(fēng)機(jī)房附近設(shè)置通風(fēng)空調(diào)電控室（簡(jiǎn)稱環(huán)控電控室），為其設(shè)備配電。環(huán)控電控室內(nèi)的一級(jí)母線，常采用單母線分段形式，或者雙電源切換形式。從電控柜到設(shè)備本體采用單根電纜配電，風(fēng)機(jī)風(fēng)閥的連鎖二次接線在電控柜內(nèi)完成。此外，不與消防風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的風(fēng)閥，為避免竄煙，一般定義為一級(jí)負(fù)荷，確保消防模式開啟時(shí)，此類風(fēng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

4.3 事故疏散扶梯配電

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》9.7.5條“車站作為事故疏散用的自動(dòng)扶梯，應(yīng)采用一級(jí)負(fù)荷供電”與《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》5.5.4條“自動(dòng)扶梯和電梯不應(yīng)計(jì)作安全疏散措施”相沖突。根據(jù)《建規(guī)》的條文解釋，在民建中自動(dòng)扶梯不可作為安全疏散措施是囿于建筑形式和空間布局。而在地鐵車站中，站臺(tái)層到站廳層的電扶梯往往是與樓梯平行布置的，一般為兩扶梯夾著樓梯，故不存在上述問題。火災(zāi)時(shí)由BAS專業(yè)發(fā)出指令，停止下行扶梯的運(yùn)轉(zhuǎn)，上行扶梯正常工作。站內(nèi)扶梯采用雙電源雙回路配電，相鄰的兩臺(tái)電扶梯共用雙電源切換箱。

4.4 消防泵、防火卷簾等設(shè)備配電

對(duì)于消防泵、防火卷簾以及氣體滅火系統(tǒng)等設(shè)備，采用雙電源雙回路配電，在設(shè)備末端就近設(shè)置電源切換箱。切換箱饋出單電纜至設(shè)備本體。

5 應(yīng)急照明

5.1 應(yīng)急照度

應(yīng)急照明設(shè)置有EPS電源，照度標(biāo)準(zhǔn)參照《城市軌道交通照明》執(zhí)行。一般工作場(chǎng)所的應(yīng)急照明兼做夜間巡檢、值班照明，應(yīng)急照度不小于正常照度的10%，車控室、消防水泵房以及配電室等房間，應(yīng)急照度為正常的100%。車站公共區(qū)的應(yīng)急照明為常亮，不設(shè)就地控制。設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明可為常亮，也可設(shè)置就地控制。設(shè)置就地控制的回路，在消防時(shí)須強(qiáng)行啟動(dòng)。站內(nèi)疏散指示燈按間距不大于10m布置，安全出口設(shè)置于疏散門的正上方。

5.2 EPS容量選擇

除應(yīng)急照明外，EPS還需為疏散導(dǎo)向指示牌及區(qū)間照明等提供電源?！兜罔F設(shè)計(jì)規(guī)范》要求EPS容量斷電時(shí)連續(xù)照明時(shí)間不小于60分鐘，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》要求EPS蓄電池初裝容量應(yīng)保證備用時(shí)間不小于90分鐘。由于地鐵車站空間小，布局簡(jiǎn)單，基本在火災(zāi)發(fā)生的20分鐘內(nèi)可以疏散完畢，故建議采用60分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 應(yīng)急照明燈具

車站所使用的應(yīng)急照明燈具需通過消防強(qiáng)制認(rèn)證，但是現(xiàn)在市場(chǎng)上此類產(chǎn)品極少，且難以滿車站裝修要求。這已成為各地地鐵消防驗(yàn)收的“老大難”問題。

6 線纜選型及敷設(shè)

6.1 規(guī)范要求

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》10.1.10條規(guī)定，消防動(dòng)力負(fù)荷電源電纜選用低煙無鹵阻燃耐火型，或礦物絕緣耐火型；照明電源電線選用低煙無鹵阻燃耐火型。線路敷設(shè)時(shí)，除礦物絕緣耐火電纜可明敷，其余電纜電線均應(yīng)穿金屬導(dǎo)管或封閉式金屬槽盒并加保護(hù)措施。此外消防線路與非消防線路分別敷設(shè)在不同的電纜井內(nèi)，當(dāng)無法滿足時(shí)須消防線路采用礦物絕緣不燃性電纜。

6.2 執(zhí)行難度

由于地鐵車站空間有限，難以做到一端至少有兩處電纜豎井；且車站內(nèi)消防時(shí)需運(yùn)行的設(shè)備及多，其中很多是平消兼用設(shè)備，若都選用礦物絕緣電纜，將極大增加車站造價(jià)。

6.3 應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)規(guī)范編制專家解釋，之所以推薦使用礦物絕緣電纜，是為了滿足《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第13.9.13條規(guī)定的“重要消防用電設(shè)備火災(zāi)時(shí)最少持續(xù)供電時(shí)間不小于180分鐘”。但是只提高電纜耐火性無法達(dá)到此目的，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)各配電線路的開關(guān)以及配電箱等都可能要經(jīng)受火焰炙烤，如其損壞同樣無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的持續(xù)供電?？紤]到地鐵實(shí)際情況，常見措施為在強(qiáng)電井內(nèi)設(shè)置2個(gè)平行的井孔，分別敷設(shè)消防和非消防線纜；除EPS、排煙風(fēng)機(jī)及消防泵等設(shè)備采用礦物絕緣耐火電纜，其余消防負(fù)荷依然采用低煙無鹵耐火電纜，且敷設(shè)時(shí)消防與非消防線路分別敷設(shè)于不同的橋架、線槽或金屬導(dǎo)管內(nèi)。

7 結(jié)束語

地鐵車站與一般民建有很大區(qū)別，故在消防設(shè)計(jì)時(shí)很難直接套用民建設(shè)計(jì)規(guī)范。但若是不參照現(xiàn)有規(guī)范執(zhí)行，消防審查和消防驗(yàn)收都很難過關(guān)。故此，亟需地鐵行業(yè)專門的消防設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合地鐵實(shí)際情況，以期使地鐵建設(shè)達(dá)到經(jīng)濟(jì)和消防可靠性的最佳匹配。