高層民用建筑消防配電及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計分析

摘要：針對高層民用建筑的消防系統(tǒng)供電方案，對電源的選擇與配置進(jìn)行了全面闡述，并提出了優(yōu)化建議。對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計與實施進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，包括系統(tǒng)的基本組成、火災(zāi)探測器的選擇與布置、報警控制器的功能及設(shè)置要求、聯(lián)動控制邏輯與信號反饋機(jī)制以及系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)等內(nèi)容。旨在深入探討高層民用建筑消防配電及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計要點，以期為相關(guān)工程實踐提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：高層民用建筑消防配電火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配電方式報警控制器

中圖分類號：TU892

DesignofFirePowerDistributionandAutomaticFireAlarmSystemforHigh-RiseCivilBuildings

WANGJunbin

HainanVocationalCollegeofPoliticsandLaw，Haikou，HainanProvince，571100China

Abstract：Inviewofthepowersupplyschemeforfireprotectionsystemsinhigh-risecivilbuildings，thispapercomprehensivelyelaboratesontheselectionandconfigurationofpowersources，andproposesoptimizationsuggestions.Asystematicintroductionisgiventothedesignandimplementationoftheautomaticfirealarmsystem，includingthebasiccompositionofthesystem，selectionandlayoutoffiredetectors，functionsandsettingrequirementsofthealarmcontroller，linkagecontrollogicandsignalfeedbackmechanism，aswellassystemdebuggingandmaintenance.Itaimstodeeplyexplorethedesignpointsoffirepowerdistributionandautomaticfirealarmsystemsinhigh-risecivilbuildings，inordertoprovideusefulreferencesforrelatedengineeringpractices.

KeyWords：High-risecivilbuildings;Firepowerdistribution;Automaticfirealarmsystem;Powerdistributionmethod;Alarmcontroller

隨著城市化進(jìn)程的加快，高層民用建筑的數(shù)量日益增多，消防安全問題也愈發(fā)受到關(guān)注。消防配電和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)作為保障建筑安全的重要組成部分，其設(shè)計的合理性與可靠性直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全。

1常見的消防配電方式分析

1.1放射式配電系統(tǒng)

放射式配電系統(tǒng)以其高度的可靠性和靈活性而著稱。在此系統(tǒng)中，電源從配電中心直接放射到各個消防負(fù)載，確保每個負(fù)載都有獨立的電源線路（如圖1所示）。這種方式的優(yōu)點在于，任何一條線路的故障都不會影響其他線路的供電，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于每條線路獨立，可以根據(jù)實際需要靈活調(diào)整線路的負(fù)載和容量。放射式配電系統(tǒng)的缺點在于其較高的成本和維護(hù)復(fù)雜性。

1.2樹干式配電系統(tǒng)

樹干式配電系統(tǒng)采用一條主干線路，多個分支線路從主干線路上引出，為各個消防設(shè)備供電（如圖2所示）。這種方式的主要優(yōu)點是成本較低，布線簡單，便于維護(hù)。然而，其缺點也顯而易見：一旦主干線路出現(xiàn)故障，將影響整個系統(tǒng)的供電。由于多個設(shè)備共享同一條線路，可能存在電壓波動和干擾問題。

1.3混合式配電系統(tǒng)

混合式配電系統(tǒng)結(jié)合了放射式和樹干式的優(yōu)點（圖3所示）。在關(guān)鍵設(shè)備上采用放射式供電，確保重要設(shè)備的穩(wěn)定運行；而在非關(guān)鍵設(shè)備上則采用樹干式供電，以降低成本和布線復(fù)雜度[1]。這種方式的挑戰(zhàn)在于如何合理劃分關(guān)鍵設(shè)備和非關(guān)鍵設(shè)備，以及如何確保兩種配電方式的無縫銜接。

1.4鏈型供電系統(tǒng)

鏈型供電系統(tǒng)是一種較為特殊的配電方式，它采用串聯(lián)的方式為設(shè)備供電。這種方式的優(yōu)點在于可以簡化布線結(jié)構(gòu)，減少電纜的使用量（如圖4所示）。其缺點也非常明顯：一旦某個設(shè)備出現(xiàn)故障，將影響整個鏈路的供電。鏈型供電系統(tǒng)對設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求極高[2]。

2高層民用建筑消防電源的選擇與配置

在規(guī)劃高層民用建筑的消防系統(tǒng)供電方案時，消防電源的選擇和布局顯得尤為重要。為確保電源的穩(wěn)定性、可靠性和持久性，高層民用建筑普遍傾向于選擇雙路電源系統(tǒng)，即主電源和備用電源并存，從而確保在主電源失效的情況下，備用電源能迅速接管，保證消防系統(tǒng)的持續(xù)運行。

以某高層住宅項目為例，該項目采用了兩臺完全獨立的變壓器，分別負(fù)責(zé)主電源和備用電源的供應(yīng)。通過高效的自動切換機(jī)制，實現(xiàn)了電源的即時、無縫轉(zhuǎn)接，為消防系統(tǒng)提供了不間斷的電力支持。這座高達(dá)25層的住宅建筑，不僅地下兩層設(shè)有車庫、倉庫及設(shè)備間，地上部分還融合了商業(yè)和居住功能，屬于一類高層建筑。

該項目的主電源采用的是10kV市政電力，備用電力則是發(fā)電機(jī)室內(nèi)配置的柴油發(fā)電機(jī)組以確保電力供應(yīng)的不間斷性。市政電力線路通過地下敷設(shè)，與位于地下一層的住宅區(qū)配電中心相連，在此分出一條10kV的電力線路，專為同層的商業(yè)區(qū)配電中心供電。為滿足建筑的電力需求，地下一層特別設(shè)立兩個獨立的配電站，分別專職服務(wù)于住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)的電力分配。

在電力配送環(huán)節(jié)，該項目將10kV市政電力通過變壓器調(diào)整至380V/220V以適應(yīng)建筑內(nèi)部使用。其供電體系融合輻射式、干線式及復(fù)合式等多種布局策略，以提高供電的靈活性和可靠性。特別是對于消防安全系統(tǒng)，包括消防控制中心裝備、消防給水泵、噴淋系統(tǒng)泵、消防電梯以及防排煙系統(tǒng)等至關(guān)重要的消防負(fù)載，均采用更為穩(wěn)固的輻射式供電模式，確保在緊急情況下這些關(guān)鍵設(shè)備的電力供應(yīng)萬無一失。

為確保在緊急情況下的電力供應(yīng)，該項目配備了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，其常載功率高達(dá)660kW。在關(guān)鍵時刻，這臺發(fā)電機(jī)組能通過放射式為消防負(fù)荷提供穩(wěn)定的電力，從而確保消防系統(tǒng)的正常運行。

3火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計與實施

3.1火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的基本組成

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主要由火災(zāi)探測器、報警控制器、傳輸線路和報警裝置等部分組成。這些組件協(xié)同工作，形成一個完整的火災(zāi)監(jiān)控和報警網(wǎng)絡(luò)?；馂?zāi)探測器負(fù)責(zé)實時監(jiān)測環(huán)境，一旦檢測到火災(zāi)跡象，就會觸發(fā)報警信號[3]。

3.2火災(zāi)探測器的選擇與布置

火災(zāi)探測器的選擇至關(guān)重要，它應(yīng)根據(jù)保護(hù)區(qū)域的具體特征和潛在的火災(zāi)類型進(jìn)行精心挑選（如表1所示）。舉例來說，對于那些煙霧頻發(fā)的區(qū)域，感煙探測器無疑是最佳選擇，因其對煙霧的靈敏度極高。而在溫度波動較大的環(huán)境中，感溫探測器則更為適用，因為它能準(zhǔn)確感應(yīng)到異常的溫度變化。必須全面考慮空間的高度、面積以及可能存在的遮擋物等多個因素，從而確保探測器的探測范圍能夠覆蓋到保護(hù)區(qū)域內(nèi)的每個角落。

3.3報警控制器的功能及設(shè)置要求

報警控制器堪稱火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的核心“大腦”。其主要負(fù)責(zé)接收并處理來自火災(zāi)探測器的信號，然后基于預(yù)設(shè)的邏輯來決定是否需要啟動報警[4]。這就要求報警控制器必須具有高度的可靠性和穩(wěn)定性。同時，為了方便人員操作與維護(hù)，其安裝位置也需精心選擇。此外，報警控制器還需配備與消防中心或其他應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)相連接的通信接口。

以某工程的1#樓第14層多功能廳為例，該廳長33m，寬20m，層高達(dá)到15m。根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116—2013）的第12.4.1條規(guī)定，對于高度超過12m的空間，推薦同時采用兩種或更多種類的火災(zāi)探測器以增強(qiáng)火災(zāi)監(jiān)測能力。

考慮到這類高大空間的多功能廳，其煙氣不易聚集的特點，采用了主動探測與被動探測相結(jié)合的方式。選擇吸氣式感煙火災(zāi)探測器和線型光束感煙火災(zāi)探測器的組合顯得更為合理和有效[5]。經(jīng)過詳細(xì)計算，在距頂板1.5m和距地面6m的位置各設(shè)置了一組線型光束感煙火災(zāi)探測器，同時在多功能廳上空安裝了吸氣式感煙火災(zāi)探測器，以滿足火災(zāi)監(jiān)測的需求。

3.4聯(lián)動控制邏輯與信號反饋機(jī)制

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)通常與其他消防系統(tǒng)（如噴淋系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)等）聯(lián)動。當(dāng)火災(zāi)探測器發(fā)出報警信號時，報警控制器會根據(jù)預(yù)設(shè)的聯(lián)動邏輯啟動相應(yīng)的消防設(shè)備[6]。同時，系統(tǒng)還應(yīng)具備信號反饋機(jī)制，以便消防中心或現(xiàn)場人員能夠?qū)崟r了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)和火災(zāi)的實際情況。

3.5火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)

在系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行全面的調(diào)試，確保每個探測器、報警器和聯(lián)動設(shè)備都能正常工作。此外，定期的維護(hù)和檢查也是必不可少的，包括清潔探測器、檢查線路連接、更新軟件版本等。這些措施可以確?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻能夠可靠地發(fā)揮作用。

4結(jié)論

高層民用建筑消防配電及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計是一項復(fù)雜而重要的任務(wù)。在選擇消防配電方式時，應(yīng)根據(jù)具體需求和場景進(jìn)行權(quán)衡，以找到最適合的方案；在消防系統(tǒng)供電方案的設(shè)計中，應(yīng)注重電源的選擇與配置、備用電源及應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計以及配電線路的保護(hù)與敷設(shè)方式等方面；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計與實施也是確保建筑安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要特別注意火災(zāi)探測器的選擇與布置、報警控制器的功能及設(shè)置要求以及系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)等方面。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧捷.高層民用建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)防火排煙措施初探[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2023（9）：90-92.

[2]安晶，張立寧，龐曉娜，等.基于未確知聚類的高層建筑防火風(fēng)險評估系統(tǒng)[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2022，41（7）：942-945，950.

[3]車騰騰，王家良.關(guān)于《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.5.3條規(guī)定的思考[J].給水排水，2023，59（7）：108-111.

[4]李程.淺談防排煙系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范的歷史沿革[J].中國設(shè)備工程，2024（3）：256-258.

[5]王深忱.建筑消防設(shè)施的現(xiàn)狀、問題及對策探究：以浙江省紹興市為例[J].今日消防，2023，8（9）：30-32.

[6]高大偉.建筑電氣施工中火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的安裝技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2024（5）：48-50.