高層建筑中建筑電氣的消防設(shè)計及案例分析

摘要：從負荷分級、負荷計算、高低壓配電系統(tǒng)、應(yīng)急發(fā)電機組等方面介紹了高層建筑的建筑電氣設(shè)計，闡述了供配電設(shè)計中的注意事項，提出高層辦公樓的供配電設(shè)計中應(yīng)急發(fā)電機實際工程容量應(yīng)適當(dāng)放大，在進行強弱電井、變配電室以及弱電機房和消防控制室的選擇過程中，必須對其具有的容量加以充分考慮，從而有利于設(shè)備的安置以及線路的布置。

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑電氣；消防設(shè)計

2017年上半年，全國各發(fā)生了多起高層建筑火災(zāi)，頻密得令人觸目驚心。5月25日，南京一棟高層建筑中，一戶住家起火，40多層的大樓里，各種消防設(shè)施都成了擺設(shè)；5月7日，廣州荔灣區(qū)荔灣廣場北塔2802房發(fā)生火災(zāi)，三十多層的高樓頂端濃煙直冒，有8人被送往醫(yī)院救治；4月28日，山西靈石縣六十多米高的中凱大廈起火，有2名被困人員雖然被救出，但終因傷勢過重不治身亡；4月22日，浙江東陽一棟32層的在建高樓起火；4月6日，石家莊一棟在建高樓起火……這一樁樁觸目驚心事故的背后提醒我們高層建筑中建筑電氣的消防設(shè)計的重要性。

一、高層建筑電氣設(shè)計概述

在高層的民用建筑中，尤其是辦公專用樓層中，通常會有許多相應(yīng)的強弱電設(shè)備和空調(diào)的機電設(shè)施，同時其種類相對繁雜，并且有諸多的豎向管井，在用電過程中必須確保相應(yīng)的安全性能，也必須有相對可靠的消防電源作為基礎(chǔ)，因此在供配電設(shè)計方面具有一定的復(fù)雜性。高層建筑的電氣設(shè)計主要分為以下幾個方面：

（一）負荷等級劃分及供電要求

依據(jù)GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中的第3.0.1條規(guī)定，將工程的負荷進行等級的劃分，如下式以銀行建筑作為具體事例：

在一級負荷中最為重要的負荷，主要有在銀行中供給系統(tǒng)用計算機以及用于安防措施的用電。

一級負荷涉及的用電主要包括非消防的銀行及金庫用電，以及銀行專用的網(wǎng)絡(luò)機房的用電，計算機系統(tǒng)的用電，銀行相關(guān)安全防護系統(tǒng)的用電，弱電機房、走廊照明以及生活水泵用電。

所謂消防負荷則包括了消防相關(guān)的設(shè)施，主要是防排煙設(shè)施以及消防泵房、電梯、控制室以及火災(zāi)報警聯(lián)動裝置，以及其他消防相關(guān)的設(shè)備等。

（二）變配電系統(tǒng)

1.高壓系統(tǒng)

通過室外環(huán)網(wǎng)柜在系統(tǒng)中接入兩路10kV電源進線，一旦出現(xiàn)事故，其中一個電源無法使用，另一路電源應(yīng)當(dāng)能夠繼續(xù)工作而不受到損毀。其中1#、2#變壓器應(yīng)當(dāng)從不同的10kV高壓母線引入。

2.低壓配電系統(tǒng)

（1）配電電纜的選型及敷設(shè)。在進行用電總量的計算時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合負荷種類及用途的不同，根據(jù)照明、動力以及消防的具體用途，在配電形式上進行選擇，目前常用的形式有兩種，其中一種是放射式，另外一種則是樹干式。

（2）應(yīng)急發(fā)電機組。對于應(yīng)急發(fā)電機組的容量判斷，應(yīng)當(dāng)結(jié)合日常停電時發(fā)電機所具有的負荷容量以及相應(yīng)的消防負荷容量，通過比較兩者的大小，將其中數(shù)值較大的作為應(yīng)急發(fā)電組的容量值。此設(shè)計過程存在諸多的一級以及消防負荷，經(jīng)過計算能夠得出，相關(guān)發(fā)電機的安裝容量能夠達到473kW，在15s時間內(nèi)，柴油發(fā)電機能夠進行應(yīng)急啟動，其中啟動的信號經(jīng)過雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制提供。

（3）智能應(yīng)急照明的設(shè)置。由于該設(shè)計需要考慮建筑特點，其中最主要的一點就是人員數(shù)量加大，人口密集，因此安裝了智能型的應(yīng)急照明裝置，并且根據(jù)防火分區(qū)的不同進行合理設(shè)置。其中1F消防控制室是消防應(yīng)急照明燈的主機安放場所，在其余各個樓層都有相應(yīng)的分配電裝置。

二、高層民用建筑中建筑電氣的消防設(shè)計的注意事項

（1）在進行應(yīng)急發(fā)電時，應(yīng)急發(fā)電機的容量設(shè)計如果按照安裝容量的10%～20%設(shè)計難以滿足要求，同時實際的工程容量應(yīng)當(dāng)進行放大，同時結(jié)合相關(guān)要求對其加以區(qū)別。

（2）變壓器容量和臺數(shù)的選擇。該工程中動力負荷較多，其中以VRV空調(diào)負荷作為其中的代表，在所有動力負荷中其負荷量最大，并且該設(shè)備的使用因季節(jié)而變化，因此應(yīng)當(dāng)設(shè)立獨立的變壓器，從而減少其可能造成的變壓器損耗。

（3）高層建筑在進行強弱電井、變配電室、弱電機房以及消防控制室的選擇時應(yīng)當(dāng)對其具備的容量進行考慮，從而保證其中設(shè)備的安置以及線路布置的便利性。對于高層辦公建筑而言，其中強電井、弱電井的凈面積應(yīng)當(dāng)分別大于等于4m2、5m2。對于消控室來說，如果其中只安置相應(yīng)的消防設(shè)備，則可以依據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求，面積大于等于15m2，如果是同相關(guān)安防設(shè)備合用時，在設(shè)計過程中會預(yù)留出40m2，變配電室則根據(jù)GB 50054-2011第4.2.5條、GB 50054-2011第4.2.4條和第4.2.7條進行面積的布置。

（4）應(yīng)急照明按防火分區(qū)劃分，當(dāng)建筑中標(biāo)準(zhǔn)層防火面積數(shù)值較小時，2F、3F共用1個應(yīng)急照明箱。當(dāng)前全國有多個廠家進行生產(chǎn)智能型應(yīng)急照明裝置生產(chǎn)，甚至存在生產(chǎn)設(shè)計的產(chǎn)品所需電源僅為24V的產(chǎn)品，考慮到建筑自身具有的性質(zhì)，可能在供電的過程中存在電壓降，因此如果使用24V電源線往往會使得末端電壓難以提供設(shè)備的正常運行，因此在分配電裝置方面需考慮220V電源。

（5）變配電室通過結(jié)構(gòu)降板達到凈高要求，電纜溝底標(biāo)高要低于配電室外，因此在變配電室外應(yīng)當(dāng)設(shè)置截水溝和集水井。在為排水泵供電時，嚴格按照消防負荷加以供電，并且對其進行防水處理。

三、結(jié)語

在高層建筑中，可燃物多，用電量相對較大，大量的配電管集中，用電設(shè)備種類繁多且相對復(fù)雜，電器管線交錯繁復(fù)，存在一定的火災(zāi)安全隱患。如果在電氣消防設(shè)計方面存在紕漏，電氣設(shè)備在工作中長期過載，則會對電氣設(shè)備的電氣絕緣產(chǎn)生損壞，電氣線路一旦出現(xiàn)短路情況就會引發(fā)火災(zāi)。所以在高層建筑中建筑電氣的消防設(shè)計尤為重要。

參考文獻：

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[2]GB50045-1995“高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范”[S].

[3]GB50116-2013“火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范”[S].

[4]宮興家，沈頌遠.高層建筑的消防電氣控制[J].安徽建筑，2004.4.

作者簡介：許東升（1989-），男，漢族，本科，助理工程師，目前從事建筑電氣及水利自動化方面的研究。