建筑電氣設計中的消防配電設計研究

隨著城市化建設的步伐逐漸邁進，人們對于建筑建設的要求也在逐漸提升，并且在建筑居住舒適的基礎上，對建筑的安全性理念也在逐漸改變。在建筑電氣設計中，其消防配電是設計的重點內(nèi)容，對于整個建筑電氣設備使用的安全性有著十分重要的意義，同時也是保障居民居住安全的重要基礎。本文以某建筑中電氣設計為基礎，對其消防配電設計類型進行詳細分析，其中包含樹干式設計和放射式設計以及鏈式和混合式設計四種方式，進而以科學的設計方案保障消防配電設計方案的質(zhì)量和價值，使建筑電氣維持在一個安全的使用狀態(tài)。

在目前的建筑配電施工作業(yè)中，全面改善消防的配電設計質(zhì)量，能夠在一定程度上保障電氣設備的安全使用，發(fā)揮其設備的具體效果與價值。而作為電氣設備中的重要組成部分，消防配電設計能夠起到關鍵性的作用和機制?？沙浞纸Y合電氣設施的種類和運行特征來增加電氣設施的安全性，并且隨著建筑領域的全面發(fā)展和建設，建筑行業(yè)內(nèi)部的電氣設施數(shù)量也在急劇上升，因此只有保障電氣設施的穩(wěn)定運行，方可充分滿足百姓的用電需求，進而提升整個建筑物的安全性。

1.1樹干式設計

在現(xiàn)階段對于消防配電設計中的樹干式設計多出現(xiàn)在多項消防設施中，其共用一條火災主線，也是現(xiàn)階段十分普遍的設計方案。在線路設計過程中，一些消防設施的共用配電線路的情況，可能會出現(xiàn)部分損壞而影響整個功能的可能性。而樹干式電路設計可以使一些區(qū)域內(nèi)部的設施共同進行線路的使用，其可體現(xiàn)出消防設施的整體性。如果出現(xiàn)一些局部損壞的情況，就算是配電線路正常運行，其在一些指定區(qū)域內(nèi)部的性能發(fā)揮也會受到影響。而樹干式設計方案其可以節(jié)約較多的導線和開關，降低投入成本，保障其體系中自身的穩(wěn)定性和火災發(fā)生時相應的靈敏性。

1.2放射式設計

在放射式設計中，其具有兩方面的特征，

1. 在設計方案中，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)某一條線路故障，對于周邊的線路不會造成影響。但是在該設計中會對導線和開關的耗損增加。

另外在放射式設計中，需要大量的能源資源，其經(jīng)常在單臺容量較大的設備中存在。

1.3鏈式設計

鏈式設計與樹干式設計有些類似，其屬于一種架構簡單的設計方案，其方案中雖然投入成本相對較低、運轉(zhuǎn)的能耗損失較低且性價比較高，但是線路在發(fā)生故障之后，互相影響的可能性較大，導致配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，目前只能用在一些微型建筑物中。

1.4混合式設計

混合式設計方案就是將樹干式、放射式與鏈式三種設計方案進行混合，也是目前我國建筑工程中電氣設計中十分重要的消防配電設計方案。

本工程為一類的高層綜合樓建筑（53層，239m），由一棟超高層辦公塔樓、一棟超高層酒店塔樓（38層，162.15m）、兩棟高樓的1-6層相連的配套用房組成，總建筑面積為21萬m，其中地上17萬m，地下4萬m。消防控制室被設置在一層，具有直接的對外出口。該項目業(yè)態(tài)分布如圖表1所示。主要的設計范圍為低壓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和火災自動報警系統(tǒng)。

3.1電氣設備選擇的原則與依據(jù)

1. 技術要求。工作電壓：設備銘牌上最高允許的電壓不能小于也不能等于設備運行期間的最高工作電壓。額定電流：將I作為額定電流，I作為工作電流，則需要保障I≧I。短路水平：需要在滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的要求。

3.2低壓斷路器的選擇

當電路發(fā)生故障期間，可以結合電路切斷的方式來保障其他電路的正常工作，而要想實現(xiàn)這一操作，就需要用到開關來保障動作的靈敏性與選擇性，其中低壓斷路器是一種良好的設備形式。為了保障低壓斷路器可以可靠的工作，在線路短路電流期間得出準確的數(shù)值，在保證額定電壓和額定電流的情況，需要以短路電流的計算來判斷斷路器選擇是否滿足設計要求。公式為

低壓主進線和母聯(lián)以及一些主要的開關（I≧800A）采取空氣斷路器（B），區(qū)域則采取塑殼斷路器（MCCB）。在三相線路中采取施耐德電氣NSX塑殼斷路器，單相采用施耐德iC65微型斷路器，如照明和插座等。低壓系統(tǒng)采取單母線分段，變壓器均以分列的方式運行，同一個低壓配電內(nèi)部兩臺變壓器之間應當設計母聯(lián)開關。在兩臺變壓器運行期間，均采取獨立運行的方式，母聯(lián)斷路器斷開，當其中的一臺變壓器發(fā)生故障停止運行后，采取手動調(diào)節(jié)的方式使母聯(lián)閉合，隨后將剩下的一臺變壓器為所有的二級負荷用電設備供電。如果當兩臺斷路器均發(fā)生故障，應當在發(fā)電機組的作用下，為一二級負荷用電設備提供緊急的備用電源。

3.3電纜導線的選擇

在電纜導線選擇期間，需要結合電壓的等級、負荷電纜的環(huán)境進行選擇，根據(jù)本工程實際情況分析，以17層為例。本系統(tǒng)的報警回路線、電源線、通訊線和聯(lián)動控制線選擇的是阻燃型電纜，該種類型的電纜需要封閉式金屬外殼進行保護。而消防控制裝置的線路采取耐火型電纜，一樣也需要封閉式的金屬外殼進行保護。在電纜明敷設時采取封閉式的金屬外殼進行保護的同時還需采取另外的防火措施。

3.4火災自動報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設計

3.4.1系統(tǒng)設置

在該工程的消防控制室設備設計中，其分為地上與地下，地上從一層到頂層分為一個階段，結合其重點內(nèi)容將地上一層作為核心設計。地下一層到地下四層為另一階段設計，以地下一層為核心設計。在地上一層中，火災報警控制器、消防專用電話總機、圖線顯示裝置、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等都在這里;地下一層中主要包含消火栓泵控制箱、噴淋泵控制箱、排煙風機控制箱等。結合地上與地下的聯(lián)動來保障其安全性。

3.4.2火災探測設計

本系統(tǒng)采取智能式地址編碼型的報警系統(tǒng)，任何一種消防報警設備被啟動之后所有的警鈴都將啟動，并且消防控制屏中以等燈光和聲響的形式作為報警訊號。本項目在高度超出800mm的吊頂內(nèi)設置噴頭，因此吊頂內(nèi)部不用設置火災探測系統(tǒng)。在保安的控制中心和酒店前臺等位置設置遠程重復顯示盤，其可顯示所有報警主機上的所有火災報警信號。其對于火災探測器的計算可以結合以下公式進行。該公式中N表示探測器的數(shù)量，單位為只，取整數(shù);S為該探測區(qū)域的面積，單位為m;K為修正系數(shù);A為探測器的保護面積，單位為m.其中K取值范圍需結合表2來進行。

3.4.3消防栓的選擇與設置

在發(fā)生火災的狀態(tài)下，消防栓的按鈕可用來報警，并且使得消防栓泵工作，因此各個防火分區(qū)的消防栓均需要安裝消防栓按鈕。在帶有工作指示燈的消火栓啟泵按鈕可以直接用來啟動消防栓泵，每一組消火栓都需要設置，一旦啟動啟動按鈕，就會啟動消火栓箱內(nèi)部的消火栓。

3.5應急照明的集中電源設計

結合消防應急照明燈具的相關要求，標志位燈具的要求大同小異。而在集中電源自帶獨立地址，輸入AC220V，輸出為DC24V。應急照明控制器對于集中控制型應急照明電源可實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的遠程控制、自動故障診斷和智能功率分配集中控制型應急照明集中電源監(jiān)控每一個回路的蓄電池充放電狀態(tài)，當出現(xiàn)故障后，其自動切換回路并隔離該回路，不會影響其他正常電池組的使用，可實時進行主機的主報故障，其中電池差異充電、能量轉(zhuǎn)移放電。

需要精確注意的是，應急照明控制器的應急工作時間應當不小于180分鐘，消防聯(lián)動可采取RS232協(xié)議，其中的FAS系統(tǒng)可提供聯(lián)動RS232協(xié)議和協(xié)議接口，具體如圖1所示。

4結語

綜上所述，本文基于對消防配電設計中的相關要求和設備設計環(huán)節(jié)的分析，其中在消防配電設備的設計中，重點在于消防配電設備控制室系統(tǒng)的設計、火災的自動化探測和報警設計、消防栓的位置選擇和應急照明系統(tǒng)的設計等方面，因此需要在目前的建筑消防配電設計基礎上對這些設計內(nèi)容實現(xiàn)創(chuàng)新和改進，以此可保障消防安全和使用安全，基于智能化和信息化技術來實現(xiàn)消防系統(tǒng)的高效率運行，保障建筑電氣消防安全。

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作者簡介：耿海東 ，（1989-），男，漢族，吉林榆樹人，工程師，本科學歷，電氣自動化專業(yè)，主要從事電氣及自控設計。