消防廣播傳輸線允許最大距離計(jì)算

倪高俊, 鄭 凱

(浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司, 浙江 杭州 310000)

0 引 言

消防廣播系統(tǒng)是火災(zāi)疏散和滅火指揮的重要系統(tǒng),高可靠性的消防廣播系統(tǒng)可減少火災(zāi)時(shí)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[1]。JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》明確了從功放設(shè)備輸出端至線路最遠(yuǎn)的揚(yáng)聲器的傳輸線纜截面積選擇計(jì)算公式,但該公式是錯(cuò)誤的。19DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》報(bào)批稿修改了JGJ 16—2008[2]中的公式,并提供了導(dǎo)線規(guī)格選擇表,但表中計(jì)算公式和結(jié)果值得商榷。針對(duì)上述情況,本文推導(dǎo)相關(guān)公式,并在此基礎(chǔ)上提供導(dǎo)線規(guī)格選擇表。

1 根據(jù)線路電壓降計(jì)算

消防廣播系統(tǒng)示意圖如圖1所示。功率放大器等設(shè)備集中設(shè)置在消防控制室,采用兩路廣播線接至揚(yáng)聲器。功率放大器輸出端電壓為Un,最遠(yuǎn)的揚(yáng)聲器接線端的電壓為U,功率放大器輸出端至最遠(yuǎn)的揚(yáng)聲器間的距離為L(zhǎng),廣播線上所有揚(yáng)聲器功率和為P。

定義廣播線路上壓降為

圖1 消防廣播系統(tǒng)示意圖

(1)

根據(jù)歐姆定律,式(1)可變?yōu)?/p>

(2)

式中:I——通過(guò)廣播線路的電流;

R——廣播線路的電阻;

ρ——廣播線路的電阻率;

S——廣播線路的截面積。

整理式(2)得

(3)

2 根據(jù)線路衰減計(jì)算

19DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》[3]根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》報(bào)批稿提供了導(dǎo)線規(guī)格選擇表,但《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》報(bào)批稿中的公式是根據(jù)線路電壓降計(jì)算纜線長(zhǎng)度,導(dǎo)線規(guī)格選擇表是根據(jù)線路衰減和導(dǎo)線截面積計(jì)算纜線長(zhǎng)度,二者之間的關(guān)系并未給出,本文推導(dǎo)如下。

已知線路衰減為

(4)

根據(jù)式(1)和式(4)得

Δu=1-10-γ/20

(5)

將式(5)代入式(3)得

(6)

GB 50526—2010《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》[4]條文說(shuō)明提供了傳輸線纜截面積計(jì)算公式,該規(guī)范中注明U為額定線傳輸電壓。將Un=10γ/20U代入式(6)可得

(7)

可見(jiàn),規(guī)范中的U應(yīng)為揚(yáng)聲器接線端的電壓,而不是額定線傳輸電壓[5-8]。

3 導(dǎo)線規(guī)格選擇表和簡(jiǎn)化公式

消防廣播常采用額定電壓為120 V和24 V的功率放大器時(shí),參考19DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》,根據(jù)式(6),計(jì)算了線路衰減為0.5 dB、3 dB、10 dB的導(dǎo)線規(guī)格選擇,其中U=120 V,ρ=0.017 5 Ω·mm2/m[6-11]。

120 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于0.5 dB、3 dB、10 dB的允許最大距離選擇如表1～表3所示。

表1 120 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于0.5 dB的允許最大距離選擇

表2 120 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于3 dB的允許最大距離選擇

表3 120 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于10 dB的允許最大距離選擇

24 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于0.5 dB、3 dB、10 dB的允許最大距離選擇如表4～表6所示。

表4 24 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于0.5 dB的允許最大距離選擇

4 結(jié) 語(yǔ)

住宅小區(qū)、校園、辦公園區(qū)等大型建筑群在消控室集中設(shè)置消防廣播功率放大器時(shí),需重點(diǎn)復(fù)核消防廣播線路允許最大距離,現(xiàn)有規(guī)范和圖集存在錯(cuò)誤而無(wú)法滿足使用需求。本文在公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上計(jì)算了允許最大距離,可供工程人員參考。若按GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第13.3.6條,消防應(yīng)急廣播饋線電壓采用24 V時(shí),需進(jìn)一步優(yōu)化功率放大器設(shè)置位置,并慎重選擇應(yīng)急廣播饋線規(guī)格。

表5 24 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于3 dB的允許最大距離選擇

表6 24 V額定電壓時(shí)輸出衰減不大于10 dB的允許最大距離選擇