建筑電氣消防設(shè)計要點分析與總結(jié)

黃家樂

（上海開藝設(shè)計集團(tuán)有限公司太原分公司，山西太原 030006）

1 建筑電氣設(shè)計中消防配電設(shè)計的重要性

在建筑電氣設(shè)計中，消防配電設(shè)計非常重要。工作人員應(yīng)熟練掌握消防配電要求，利用電氣系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火情，控制火災(zāi)的蔓延，防止火災(zāi)危害人們的生命財產(chǎn)安全，消防配電設(shè)計的重要性體現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）消防供配電系統(tǒng)是為建筑物內(nèi)的消防設(shè)施提供可靠的供電動力系統(tǒng)，主要作用是確保消防用電設(shè)備、設(shè)施的有效性、安全性與可靠性。其對供電電源類型與供電方式等都有一定的要求，工作人員在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)特別注意。因此，在對建筑電氣消防配電進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)遵循線路保護(hù)基本原則，加強(qiáng)消防報警裝置、室內(nèi)消火栓的聯(lián)動控制等，嚴(yán)格按照電氣基本設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計。在組織變電、土建、通信時，可根據(jù)建筑現(xiàn)場要求進(jìn)行設(shè)計分界點，以此保障消防配電后續(xù)設(shè)計規(guī)范運(yùn)行，并在設(shè)計完成后進(jìn)行安全投運(yùn)工作，從而優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高火災(zāi)探測功能，提升地區(qū)用電的可靠性、安全性等，以推進(jìn)我國電力行業(yè)發(fā)展。

（2）在消防配電安裝系統(tǒng)中，工作人員應(yīng)明確獨立電源是可以根據(jù)不同用途，以不同的連接方式構(gòu)成一整個電力網(wǎng)絡(luò)的，進(jìn)而確保電氣設(shè)計供電系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。消防應(yīng)急電源可分為：電力系統(tǒng)電源、自備柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組、消防設(shè)備應(yīng)急電源（EPS）和不停電電源等。為確保用電、供電安全，在進(jìn)行消防配電設(shè)計時，應(yīng)考慮到供給電能的獨立電源，并按照范圍把系統(tǒng)中的電源分為：主電源、經(jīng)濟(jì)電源兩種。主電源是根據(jù)電力系統(tǒng)電源進(jìn)行運(yùn)作的，應(yīng)急電源是根據(jù)自備柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池進(jìn)行運(yùn)作的[1]。

2 電氣消防設(shè)計的主要原則

2.1 確定電氣消防用電負(fù)荷等級

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016—2014）第10.1條規(guī)定明確指出了消防電源及其配電。《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052—2009）第3章明確規(guī)定了負(fù)荷分級及供電要求。因此，設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行這些規(guī)范。

2.2 保證消防用電的可靠性

消防用電的可靠性是建筑消防設(shè)施正常運(yùn)行的基本保障。在實踐中，消防設(shè)備的配電線路不可靠，就不能保證消防用電設(shè)備的供電可靠性。如果生產(chǎn)、生活用電與消防用電的配電線路采用同一回路，那么一旦發(fā)生火災(zāi)，電氣線路短路或切斷生產(chǎn)、生活用電都會導(dǎo)致消防用電設(shè)備不能運(yùn)行。因此，消防用電設(shè)備必須采用專用的供電回路，確保生產(chǎn)、生活用電被切斷時，仍能滿足消防供電要求。

2.3 滿足火災(zāi)時連續(xù)供電的需求

消防用電包括消防控制室照明燈、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)裝置、疏散照明燈、疏散指示標(biāo)志和電動防火門窗、電動卷簾、電動閥門等設(shè)施用電。連續(xù)供電是人員疏散和消防人員撲滅火災(zāi)的重要保障[2]。

2.4 明確是否設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能起到早期發(fā)現(xiàn)和通報火警信息，及時通知人員進(jìn)行疏散、滅火的作用。對于高度低、層數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡單的建筑，設(shè)計人員可以按照防火規(guī)范的相關(guān)條款不設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)置范圍包括：同一時間停留人數(shù)較多，發(fā)生火災(zāi)容易造成人員傷亡需及時疏散的場所或建筑；可燃物較多、火災(zāi)蔓延迅速、撲救困難的場所或建筑，以及不易及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)且性質(zhì)重要的場所或建筑。因此，在初步設(shè)計階段，設(shè)計人員需要明確是否設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

3 建筑電氣消防設(shè)計要點

在民用建筑設(shè)計中，由于設(shè)計周期短、任務(wù)重，設(shè)計師往往沒有把握建筑電氣消防設(shè)計的要點，而這些要點對消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。因此，筆者在實際項目中，總結(jié)了以下8個要點。

3.1 火災(zāi)時消防排煙風(fēng)機(jī)與消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)需要連鎖啟停線

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251—2017）（以下簡稱《防煙排煙標(biāo)準(zhǔn)》）第5.2.2條中規(guī)定“排煙防火閥在溫度達(dá)到280℃時應(yīng)自行關(guān)閉，并應(yīng)連鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)機(jī)”。當(dāng)排煙防火閥在280℃應(yīng)自動熔斷并關(guān)閉，補(bǔ)風(fēng)機(jī)與排煙機(jī)應(yīng)對應(yīng)設(shè)置，排煙風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時，對應(yīng)的補(bǔ)風(fēng)機(jī)應(yīng)連鎖停止運(yùn)行。因此，設(shè)計人員需要設(shè)置一根啟停線來連鎖關(guān)閉補(bǔ)風(fēng)機(jī)。

3.2 消防主電源電纜和備用電源共用同一橋架敷設(shè)，中間設(shè)置隔板

《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB51348—2019）第8.5.13 條規(guī)定“下列不同電壓、不同用途的電纜，不宜敷設(shè)在同一層或同一個橋架內(nèi)：1kV以上和1kV以下的電纜；向同一負(fù)荷供電的兩回路電源電纜；電力和電信電纜；當(dāng)受條件限制需安裝在同一層橋架內(nèi)時，宜采用不同的橋架敷設(shè)，當(dāng)為同類負(fù)荷電纜時，可用隔板隔開”。在沒有限制情況的條件下，向同一負(fù)荷供電的兩回路電源電纜宜分橋架敷設(shè)，但在實際施工中，許多消防主電源電纜都共用同一橋架敷設(shè)。因此，設(shè)計人員必須在中間設(shè)置防火隔板來保證消防線路安全和防止因電纜過熱而相互影響。

3.3 火災(zāi)時消防聯(lián)動控制器應(yīng)具有切除相關(guān)非消防負(fù)荷的功能

《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116—2013）（以下簡稱《系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》）第4.10.1條規(guī)定“消防聯(lián)動控制器應(yīng)具有切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源的功能，當(dāng)需要切斷正常照明時，宜在自動噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)動作前切斷”?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)能切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源，現(xiàn)在普遍的做法是，在非消防的配電柜主開關(guān)中設(shè)置分勵脫扣器輔助觸點來切斷非消防電源。設(shè)計人員往往沒有統(tǒng)一在變配電室低壓柜和二級配電柜中設(shè)置消防聯(lián)動控制器，導(dǎo)致現(xiàn)場施工混亂，火災(zāi)時消防聯(lián)動控制器不能切掉非消防負(fù)荷。

3.4 正壓送風(fēng)機(jī)需要設(shè)置余壓監(jiān)控裝置

《防煙排煙標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.4條規(guī)定“機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜設(shè)有測壓裝置及風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施?！睓C(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置測壓裝置，既可作為系統(tǒng)運(yùn)行的信息掌控裝置，又可作為超壓后啟動余壓閥、風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施的動作信號裝置。疏散門的方向是朝疏散方向開啟的，而加壓送風(fēng)作用方向與疏散方向恰好相反。若風(fēng)壓過高則會引起開門困難，甚至打不開門，從而影響疏散。

3.5 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)報警總線穿越防火分區(qū)處設(shè)置短路隔離器

《系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第3.1.6條規(guī)定“系統(tǒng)總線上應(yīng)設(shè)置總線短路隔離器，每只總線短路隔離器保護(hù)的火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕和模塊等消防設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過32點；總線穿越防火分區(qū)時，應(yīng)在穿越處設(shè)置總線短路隔離器”。然而，在實際設(shè)計中，設(shè)計師往往沒有在防火分區(qū)穿越處設(shè)置短路隔離器，而是在下一個防火分區(qū)探測器旁設(shè)置[3]。

3.6 疏散走廊設(shè)置末端探測器過多

《系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第6.2.4條規(guī)定“在寬度小于3m的內(nèi)走道頂棚上設(shè)置點型探測器時，宜居中布置。感溫火災(zāi)探測器的安裝間距不應(yīng)超過10m；感煙火災(zāi)探測器的安裝間距不應(yīng)超過15m；探測器至端墻的距離，不應(yīng)大于探測器安裝間距的1/2”。然而，在寬度小于3m的疏散走道上設(shè)置點型探測器時，設(shè)計師往往沒有優(yōu)先考慮居中布置。當(dāng)感溫火災(zāi)探測器的安裝距離為10m時，末端的感溫火災(zāi)探測器至墻的距離應(yīng)為5m；當(dāng)感煙火災(zāi)探測器的安裝距離為15m時，末端的感煙火災(zāi)探測器至墻的距離應(yīng)為7.5m。這種布置方法，既美觀又節(jié)約成本。

3.7 高大空間要求設(shè)置兩種以上類型探測器

《系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第12.4.1條規(guī)定“高度大于12m的空間場所宜同時選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器”?？紤]到建筑高度超過12m的高大空間場所建筑結(jié)構(gòu)的特點及在發(fā)生火災(zāi)時火源位置、類型、功率等因素的不確定性，設(shè)計人員需要設(shè)置兩種以上類型的火災(zāi)探測器。在一般情況下，設(shè)計人員往往只設(shè)置了線型光束感煙火災(zāi)探測器和消防水炮裝置，這不符合規(guī)范要求。因此，設(shè)計人員還需要增設(shè)一套管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測器來滿足規(guī)范要求。

3.8 消防弱電線路合用橋架時需要加隔板

《系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第11.2.5條規(guī)定“不同電壓等級的線纜不應(yīng)穿入同一根保護(hù)管內(nèi)，當(dāng)合用向一線槽時，線槽內(nèi)應(yīng)有隔板分隔”。為了保證火災(zāi)自動報警系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)消防電源線、消防報警信號線、消防電話線、消防廣播線、消防強(qiáng)啟線等合用一個線槽時，不同電壓等級的消防弱電線路之間需要加防火隔板。另外，線槽應(yīng)采取涂防火涂料等防火保護(hù)措施[4]。

4 建筑電氣消防設(shè)計完善對策

4.1 基于異常檢查，加強(qiáng)消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)計

火災(zāi)消防報警系統(tǒng)一直是建筑施工的重點部分，該系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，會給建筑物整體性能帶來不同程度的影響，例如，在出現(xiàn)險情時不能及時報警，延誤救援時間。因此，工作人員必須全面檢查火災(zāi)報警系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況。具體而言，有以下兩點：①工作人員需要結(jié)合設(shè)計圖紙詳細(xì)檢查整個火災(zāi)報警消防系統(tǒng)運(yùn)行情況，分析其各階段運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對比，找到出現(xiàn)異常的原因。②工作人員需要多元分析問題，利用專業(yè)知識來決定是否進(jìn)行斷電檢查。工作人員也可以根據(jù)問題的嚴(yán)重程度，在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下完成檢查。在設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要具著前瞻性思維，綜合考慮異常檢查需求，加強(qiáng)消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)計。消防值班人員可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況來遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)、水泵。在消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員可根據(jù)聯(lián)動特點，將報警儀器放入專用儀器柜中，以便工作人員能夠根據(jù)傳遞的信號來手動控制設(shè)備[5]。

4.2 考慮建筑功能，優(yōu)化消防配電設(shè)計

為了保證消防配電系統(tǒng)在建筑物中的高效與穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計人員應(yīng)優(yōu)化消防配電設(shè)計。①設(shè)計人員應(yīng)全面分析建筑使用功能，結(jié)合民用建筑、公共建筑等不同類型建筑特點來完成消防配電設(shè)計與規(guī)劃工作，從而保證電氣消防系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。②設(shè)計人員應(yīng)基于建筑工程施工周期，結(jié)合消防配電設(shè)計需求來保證施工的科學(xué)性、有序性，同時做好后期維護(hù)工作。③設(shè)計人員應(yīng)劃分好區(qū)域，保證防火設(shè)計的合理性。另外，設(shè)計人員還需要結(jié)合不同區(qū)域的實際情況來優(yōu)化消防配電設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍來做好監(jiān)控設(shè)備設(shè)計工作，并且根據(jù)電壓電流監(jiān)控需求來監(jiān)控消防設(shè)備。設(shè)計人員應(yīng)保證在出現(xiàn)電壓異常狀態(tài)時，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)電壓異常，同時發(fā)出報警信號，以便工作人員能夠根據(jù)報警信號及時采取有效措施，將問題解決在萌芽狀態(tài)。

4.3 通過多點設(shè)置，做好消防水泵聯(lián)動設(shè)計工作

消防水泵啟動方式包括就地啟動和消防控制室聯(lián)動控制啟動兩種方式。在一般情況下，消防水泵的開關(guān)處于聯(lián)控狀態(tài)，它可以在發(fā)生火災(zāi)時自動開啟。當(dāng)消防水泵的開關(guān)出現(xiàn)故障時，火災(zāi)報警聯(lián)動系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場水泵控制柜就地控制，工作人員也可以手動將其開啟，雙方彼此互補(bǔ)，以徹底避免火災(zāi)的發(fā)生。想要保證手動開關(guān)在第一時間開啟，設(shè)計人員就需要進(jìn)行多點設(shè)置，保證每一個區(qū)域內(nèi)的電氣消防系統(tǒng)都能夠開啟消防水泵。最為關(guān)鍵的是，設(shè)計人員應(yīng)該優(yōu)化聯(lián)控狀態(tài)下整個消防水泵的自動開啟條件：除了要滿足電氣系統(tǒng)的實際需求以外，還要利用消防水流量或者消防水壓低的特點，讓其自動開啟。因此，在開展電氣消防設(shè)計工作的時候，設(shè)計人員需要結(jié)合具體情況來開展相關(guān)工作。首先，設(shè)計人員需要和施工人員進(jìn)行密切交流與溝通，保證設(shè)計工作的科學(xué)性與可行性；其次，設(shè)計人員應(yīng)做好消防水泵開關(guān)設(shè)計工作，從而保證設(shè)計工作的順利進(jìn)行?？傊?，設(shè)計人員通過多點設(shè)置，做好消防水泵聯(lián)動設(shè)計工作，不僅能夠充分滿足火災(zāi)發(fā)生時第一時間開啟消防水泵的需求，還能夠保證設(shè)計工作的效果和質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，在城市現(xiàn)代化建設(shè)背景下，建筑電氣消防設(shè)計的作用越來越明顯。建筑電氣消防設(shè)計不僅是建筑電氣設(shè)計中重要的一項內(nèi)容，還關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全。因此，相關(guān)人員必須重視建筑電氣消防設(shè)計工作，并且結(jié)合建筑物的使用功能、空間與平面特征，保證電氣消防設(shè)計方案的可行性與合理性，從而推動建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。