摘要：结合新规范新标准及工程设计实例，对250m以上建筑电气消防设计中的供配电系统设计、电缆选择及敷设、余压监测系统设计、应急照明设计等问题进行分析探讨。
关键词：250m以上建筑；电气消防设计；供配电系统设计；电缆选择及敷设；余压监测系统设计；应急照明设计
0 引言
随着我国经济社会发展程度的不断提高及城镇化推进，大城市、特大城市空间发展受限，众多超高层建筑拔地而起。超高层建筑一方面通过集约化用地节省了宝贵的土地资源，另一方面由于超高层建筑本身的复杂性，对技术及安全要求提出了更高的要求。消防安全作为超高层建筑最重要的技术因素之一，其设计要求显得尤为重要。本文结合深圳市某330米超高层企业总部大厦（以下简称项目A）设计实例，围绕最新规范标准中对超高层建筑电气消防设计的几个新要求进行分析探讨。
1 供配电系统设计
公安部消防局2018.04印发了《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》 ，其中第二十四条规定：消防用电应按一级负荷中特别重要的负荷供电。应急电源应采用柴油发电机组，柴油发电机组的消防供电回路应采用专用线路连接至专用母线段，连续供电时间不应小于3.0h。
标准明确了250米以上民用建筑的消防负荷性质，应急电源形式，结线形式及供电时间要求。即其消防负荷等级应按照一级负荷中特别重要负荷供电，同时应急电源需采用柴油发电机组，结线形式也明确了其消防回路应采用专用线路专用母线段供电，并且考虑到火灾持续时间及消防救援时间，连续供电时间不应小于3.0h。按照上述要求，结合项目实际情况，选择简单可靠的供配电系统设计方案显得尤为重要。以下为项目A的供配电系统示意图。
A项目供配电系统供电示意图
供配电系统说明：由市政引入两路独立10kV电源，柴油发电机组作为第三电源供电。在变电所低压母线段设置专用的应急母线段，不与普通负荷及非消防重要负荷母线段公用。两路电源放射式供电至最末一级配电箱，双电源自动切换。
2 电缆选择及敷设
《建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》第二十五条及第二十六条对规定： 1 消防电梯和辅助疏散电梯的供电电线电缆应采用燃烧性能为A级、耐火时间不小于3.0h的耐火电线电缆，其他消防供配电电线电缆应采用燃烧性能不低于B1级，耐火时间不小于3.0h的耐火电线电缆。电线电缆的燃烧性能分级应符合现行国家标准《电缆及光缆燃烧性能分级》GB 31247-2014的规定；2 消防用电应采用双路由供电方式，其供配电干线应设置在不同的竖井内；3 避难层的消防用电应采用专用回路供电，且不应与非避难楼层（区）共用配电干线。 非消防用电线电缆的燃烧性能不应低于B1级。
新规对250m以上超高层建筑中电缆的使用提出了很高的要求。即使对于普通非消防用电回路均需要满足《电缆及光缆燃烧性能分级》GB 31247-2014中规定的B1级要求。GB31247标准相对于《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》GB/T 18380.31~36标准，试验条件有了更加严格的要求。标准中相关要求对比见下表。
GB/T 18380.31~36中燃烧性能要求
GB31247中燃烧性能要求
GB31247标准对阻燃电缆的燃烧性能要求已从传统意义上的火焰传播和蔓延性能，转入到实际应用中，直接模拟实际使用情况，从燃烧热释放特性、产烟特性、火焰蔓延特性及腐蚀性（对周围环境）等方面综合考核电缆的燃烧性能，也考虑到燃烧低落物引起周围环境着火的相互作用。由上表对比可知，GB31247标准中要求的燃烧性能A级及B1级对电缆性能提出了很高的要求。由于电缆在电气设计中用量大、造价高，同时电缆性能对消防安全与供电安全直接相关，因此在设计选型中应明确按照加强技术措施中相关规定执行。
A项目低区核心筒平面布置图
新规同时明确提出了消防用电的敷设要求，即其双路由供配电干线应设置在不同竖井内。这里需要指出，对于楼上变电所供电的两路高压电源亦应视为两路消防电源满足上述敷设要求。按照上述要求，需要至少设置2个电井作为竖向路由。下图为项目A低区核心筒平面图，其中2个强电井的尺寸分别为8.3m2及5.8m2。
3 余压监测系统的设计
GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》第3.4.4条规定机械加压送风量应满足走廊至前室至楼梯间的压力呈递增分布，余压值应符合下列要求：1.前室、封闭避难层(间)与走道之间的压差应为25Pa～30Pa；2.楼梯间与走道之间的压差应为40Pa～50Pa；3.当系统余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施，最大允许压力差应由本规范第3.4.9条计算确定。第8.2.5条规定了其验收方法及要求：机械防烟系统的验收方法及要求应符合下列规定：1.选取送风系统末端所对应的送风最不利的三个连续楼层模拟起火层及其上下层，封闭避难层（间）仅需选取本层，测试前室及封闭避难层（间）的风压值及疏散门的门洞断面风速值，应分别符合本规范第3.4.4条和第3.4.6条规定且偏差不大于设计值的10%；2.对楼梯间和前室的测试应单独分别进行，且互不影响；检查数量：全数检查。
上述标准条款明确了加压系统压力监测的设计和验收要求。需要强调的是标准要求的余压压差值为楼梯或前室分别与走道之间压差要求。因此，设计时压力采样点不可为楼梯间与前室之间，此条需要引起注意。下图为A项目余压监测系统的局部平面图。
A项目余压监测系统局部平面图
4 应急照明设计
《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018自2019年3月份开始实施，该标准对传统的消防应急照明和疏散指示系统设计做了较大调整。标准编制思路与原则主要体现在以下三个方面：基于疏散单元进行系统设计的理念；简化系统架构、控制逻辑，提高系统可靠性的设计原则，充分发挥功能、提高系统自身安全性的工作思路。传统的应急照明设计基本上基于与平时照明兼用的系统设计思路。下面就新标准中变化较大的一些点做一下说明。标准规定设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统，而按照《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013第3.2.1条规定，需要报警且需要联动自动消防设备时均需要设置消防控制室。也就是说选用集中控制型系统应急照明及疏散指示的范围大幅扩大。关于灯具的选择标准第3.2.1条规定不可采用蓄光型，且除未设置消防控制室的住宅建筑外，高度低于8m的场所均需采用A型灯具。标准第3.2.5条及3.8.1条规定了配电室、消防控制室、发电机房、消防水泵房等发生火灾时仍需工作、值守的区域除备用照明外，仍需设置照度不小于1lx的疏散照明和疏散指示标志。标准第3.2.9条对疏散标志灯的安装位置及间距等规定都要较大修改。标准3.3.3条及3.3.4条对部分重要区域如避难走道、前室、楼梯间等场所的供电回路也提出了新的要求。可以说新标准对应急照明及疏散指示系统设计提出了新的更高的要求，同时可以看出标准有很细致很具体的设计要求。现在正值标准刚刚执行，消防安全责任重于泰山，设计人员应该认真贯彻执行。
以下为项目A采用集中电源集中控制型系统的低区标准层的应急照明与疏散指示标志的平面图。
A项目低区应急照明平面图
5 结语
电气消防设计为超高层设计的重要内容，设计人员应加强新规范、新标准的学习，准确理解并掌握其核心内容，并应用到实际工程设计中。本文结合实际项目，对新标准中关于供配电系统设计、电缆选择及敷设、余压监测系统设计、应急照明设计等几个重要问题进行分析，以求抛砖引玉，引起大家对新规范、新标准的重视。由于笔者水平有限，其中难免有不足之处，愿与有关专家及设计师进行商榷，不当之处望指正。
参考文献
<1> 公安部消防局， 建筑高度大于250米民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）
<2> 公安部四川消防研究所，等 GB 31247-2014 电缆及光缆燃烧性能分级 北京，中国标准出版社2015
<3> 上海电缆研究所 GB/T 18380电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 北京， 中国标准出版社 2009
<4>公安部四川消防研究所, GB51251-2017 建筑防烟排烟系统技术标准 北京 中国计划出版社 2017
<5>公安部沈阳消防研究所, GB51309-2018消防应急照明和疏散指示系统技术标准 北京 中国计划出版社 2018
<6>公安部沈阳消防研究所, GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范 北京 中国计划出版社 2013
作者信息
马腾跃，男，香港华艺设计顾问（深圳）有限公司，工程师。
论文作者:马腾跃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
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