基于建筑電氣消防設計要求的消防配電設計研究

吳晨晨

摘要：市場經(jīng)濟的高速發(fā)展，建筑樓層的持續(xù)加高，使社會各界愈加重視建筑樓房的消防設計。特別是配電設計，其直接影響著火災發(fā)生率。若配電設計不完善，建筑整體的應用性能將大幅降低，并對建筑使用者的生命財產(chǎn)安全造成巨大威脅。因此，我國建筑樓房設計師在開展建筑消防設計時，應根據(jù)建筑電氣消防設計要求逐步優(yōu)化和完善消防配電設計。

關鍵詞：建筑電氣;消防設計;配電設計

城市化進程的加快，帶動了公眾居住需求的提升，并有力地推動了建筑設計高層化。而樓層越高，建筑電氣消防設計要求越高，相應的配電設計要求也隨之提高。對此，我國出臺了《建筑設計防火規(guī)范》《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》《民用建筑電氣設計規(guī)范》等一系列配電設計規(guī)程與規(guī)范，高度強調建筑消防配電設計要與給排水設計、暖通設計相互配合，以最大限度降低因配電設計不到位而引發(fā)火災的概率，確保建筑安全可靠。

一、建筑電氣消防設計要求

（一）消防設備配電系統(tǒng)的設計要求

引入并應用消防設備時，需明確其具體的用電等級，再依據(jù)用電等級設計配電系統(tǒng)。若需要應用雙回路配電，則引入自動切換箱，以便保證設備末端的自動切換，充分滿足建筑消防設備的配電要求;計算消防設備的負荷時，需先了解和掌握防火區(qū)域的具體特征，明確火災可能影響的范圍，再計算、統(tǒng)計防火區(qū)域所能承受的最大消防負荷。據(jù)此，設計、引入并應用建筑配電系統(tǒng)，確保消防設備的電源設計能充分滿足消防設備的電力供應需求，使消防設備及其所在系統(tǒng)能穩(wěn)定安全地運行。

（二）火災自動報警裝置的配電設計要求

我國建筑消防應用規(guī)范明確指出，建筑設計師在設計建筑消防電氣系統(tǒng)時，應注重設計和安排火災自動報警裝置。同時，應將火災報警裝置與計算機網(wǎng)絡連接起來，以便實時在線監(jiān)測、控制消防電力設備，切實加強建筑消防領域的配電管理。

（三）消防聯(lián)動控制的設計要求

我國建筑消防設計規(guī)范強調，建筑設計師應當加強建筑消防聯(lián)動，確保建筑電力系統(tǒng)能依照特定控制邏輯，及時向被控制的各項消防設備發(fā)出聯(lián)動控制信號，進而使消防水泵、排煙風機、防煙設備能快速聯(lián)動以降低火災可能性。同時，應當在聯(lián)動控制基礎上，加強手動控制裝置的設計，切實強化消防操作便利性。

二、建筑消防配電設計方式

（一）放射式設計路線

目前，我國建筑設計師在安排建筑電氣系統(tǒng)的配電設計時，大多偏好采用放射式設計。究其原因，主要是放射式配電設計具有兩大優(yōu)點：一是放射式設計模式下，某條線路突發(fā)故障，其他路線仍保持平穩(wěn)運行;二是放射式設計模式下的配電設計具有集中性，管理難度低，配電穩(wěn)定性相對偏強。然而，此種配電設計并不完美。相較于其他配電設計路線，放射式配電設計下的電線損耗、開關損耗相對較多，需求的有色金屬也偏多，以致配電設計整體耗能偏高。

（二）樹干式設計路線

樹干式設計的主要特征是配電干線一旦發(fā)生故障，其他關聯(lián)線路會相應受到影響。但相比放射式設計，樹干式設計的配電穩(wěn)定性更強。若干線匹配得當，配電自動切換的速度與準確性將明顯提高。

（三）鏈式設計路線

雖然鏈式設計基本相似于樹干式設計，但其配電可靠性相對偏低。例如，某設備故障或者電路故障時，整個鏈條上的其他設備線路會同步發(fā)生故障，以至于電力系統(tǒng)整體癱瘓。

（四）混合式設計路線

混合式設計是放射式設計、樹干式設計、鏈式設計相互結合形成的建筑消防配電設計路線。此路線擁有以上三種配電設計的優(yōu)勢，應用穩(wěn)定性與安全性相對偏強。目前，我國建筑消防領域主要采用此種配電設計路線以開展消防建設。

三、基于建筑電氣消防設計要求的消防配電設計問題

（一）電源監(jiān)控設備缺位

正常情況下，建筑消防監(jiān)控員可直接通過部署在建筑各角落的電源監(jiān)控設備實時監(jiān)督和控制各類消防設備，及時避免設備故障或其他問題引發(fā)的火災風險。但目前，大部分建筑工程設計師在設計建筑電氣系統(tǒng)時，都未引入并安排裝配電源監(jiān)控設備，以致消防監(jiān)控員無法及時發(fā)現(xiàn)消防設備故障問題，找準火災源頭，快速控制火災，促使火災帶來的生命財產(chǎn)安全風險越來越嚴重。

（二）供電系統(tǒng)設計不健全

目前，大部分建筑的消防配電設計都存在或大或小的供電系統(tǒng)設計問題。具體來看：一是兩路供電方式易出現(xiàn)電源相位電壓差風險，導致消防電力設備無法穩(wěn)定運行。雖然部分建筑工程師嘗試安排手動發(fā)電機以保障供電，但這種供電方式仍會引發(fā)其他風險。二是高壓回路設計不合理。我國建筑電氣系統(tǒng)設計標準指出，引入并應用一級負荷電氣系統(tǒng)時，需為之配備高壓電源，再應用獨立供電方式。但實際上，許多建筑工程師在采用這類電氣系統(tǒng)時，都偏好使用手動式的聯(lián)鎖投入設計，導致建筑整體的消防配電系統(tǒng)難以高效運行。

（三）未選擇恰當?shù)墓╇娫O備

不少建筑工程師在設計消防電氣系統(tǒng)時，都偏好引用復式斷路器、復式脫扣器等以保障供電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。但實際運營中，供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)電路過載問題，以致消防設施無法正常運行。此時，一旦出現(xiàn)火災，相關人員將無法立即啟用消防設備以遏制火勢，進而引發(fā)嚴重的生命財產(chǎn)安全風險。

四、基于建筑電氣消防設計要求的消防配電設計策略

（一）優(yōu)化改進電源監(jiān)控設備設計

完善的電源監(jiān)控設備設計與應用有利于顯著提高建筑防火災能力，使消防監(jiān)控人員能及時發(fā)現(xiàn)建筑內部的火災，并調動各消防設備及時控制火情。所以，建筑工程師在依據(jù)建筑電氣消防設計要求開展消防配電設計時，要實地考查建筑現(xiàn)狀，明確建筑火災撲救要點，再依據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》《民用建筑電氣設計規(guī)范》《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》等各類與消防配電設計有關的文件進行建筑電氣監(jiān)控系統(tǒng)設計。例如，依據(jù)相關設計規(guī)范，結合建筑工程特征，針對性設計并布設火災探測器，實時監(jiān)控各樓層、樓梯間及緩臺等的火災狀況;單獨規(guī)劃樓梯間的火災探測器，并配置相應的監(jiān)控器，以便火災探測器發(fā)現(xiàn)火情后，監(jiān)控人員能及時通過監(jiān)控系統(tǒng)了解狀況，再針對性調配資源快速施救。

（二）完善供電系統(tǒng)配電設計

完善供電系統(tǒng)配電設計，有利于提高建筑的消防安全保障水平。對此，在依據(jù)建筑電氣消防設計要求開展消防配電設計時，要做好下列工作：一是選擇合適的電氣線路材料和供電方式。通常而言，配電線路是否具備高質量，極大程度地影響到消防系統(tǒng)的運作穩(wěn)定性、安全性、可靠性。目前，最具優(yōu)勢的電氣線材是銅芯電纜、銅芯導線，其線路耐壓值超過了450V。二是加強配電系統(tǒng)的供電回路設計。建筑電氣消防設計規(guī)范指出，須引入并應用專業(yè)化的供電回路以進行消防配電設計，以便火災出現(xiàn)后，相關人員能在第一時間快速關閉防火門、排煙、噴淋等各個設備裝置，充分確保建筑內的生命財產(chǎn)安全。否則，非專業(yè)化供電回路會引發(fā)難以想象的嚴重后果。

（三）改進配電線路及設備的敷設設計

建筑消防配電設計的優(yōu)化，離不開配電線路敷設設計優(yōu)化的支持。對此，建筑工程設計師需做好兩大事項：一是根據(jù)工程現(xiàn)狀，針對性選擇明敷設計或暗敷設計。若使用明敷設計，則需設置密閉式防火金屬線槽，抑或是防火金屬套管，以保障線路穩(wěn)定安全運作。同時，要做好防火封堵操作，避免樓板墻壁的各個孔洞透火;若選擇暗敷設計，則需引入套管保護，切實強化內部防燃性。相較于明敷設計，暗敷設計更有利于提高成本控制水平。二是加強非消防電源切除控制，例如在設計強電系統(tǒng)圖時，清晰地標注聯(lián)動設備、聯(lián)動管線等，以便相關人員在火災出現(xiàn)后能迅速找準電源切斷位置，避免火災蔓延。三是理解三個不同等級的消防負荷，確保消防應急照明系統(tǒng)配有相應的蓄電池，以便對非消防負荷能及時得到快速切除，有效保障消防安全。

參考文獻：

[1]徐靈.建筑電氣設計中的消防配電設計方案探討[J].居舍，2020（05）：109.

[2]王久慶.淺談建筑電氣設計中的消防配電設計方案[J].科技風，2019（31）：120.

[3]鄔曉波.建筑電氣設計中的消防配電設計的常見問題分析[J].居舍，2019（22）：15-76.