（珠海市消防工程有限公司 519000）
摘要：消防在当前建筑设计中极为重要，尤其是消防电气配电设计，直接关乎生命安全问题，需加以重视。在此先简单介绍了消防电气设计及其重要性，并阐述了建筑消防电气配电设计的方案及存在的问题。然后结合实例对配电设计进行了具体分析。
关键词：建筑消防电气；配电设计；案例分析
引言
消防是建筑设计考虑的重点内容，尤其是高层建筑，一旦发生火灾，火势会迅速蔓延，对人们的生命安全构成威胁。如今，建筑行业有了很大进步，人们的消防观念也有了明显提升，对建筑消防电气设计更为重视。配电线路在消防电气系统中占据着关键性地位，直接关系着各项消防电气设备能否很好地发挥作用，进而影响到人民的生命财产安全。在不影响建筑整体功能的前提下，如何合理地进行消防配电设计在当前广受关注。
一、建筑消防电气设计及其重要性
任何建筑都不可忽视消防的重大作用，关于消防电气设计，主要涉及到火灾自动报警系统、应急广播系统、消防电话系统、应急照明灯控制系统、消防联动控制系统等。现代化建筑功能增多，智能化水平越来越高，为防止出现火灾，通常综合利用网络、电力、照明、自动化多项技术设计有消防电气系统，并由中心室统一调度控制，以减小火灾程度，尽可能地降低损失。
设计消防电气需遵循以下几项原则：（1）遵守消防规范，配电设备应使用专用的供电回路，以免停电时消防电气系统作用丧失。同时，水在消防系统中也不可或缺，供排水系统与消防电气设备紧密相连，需合理设计；（2）建筑不同，消防安全等级也不同，这直接影响到联动控制系统和各项消防设备的设置。报警装置、排烟设备、指示灯、应急照明等都是设计重点；（3）火灾报警系统需采用双电源，确保电源故障时火灾电气系统也能正常使用。
二、关于建筑消防电气的配电设计
2.1 消防电气配电方案
配电主要起分配电能的作用，各处设备功率不同，对用电需求也有所差异。若不能按照各自需求合理分配，极易出现电力不足或电能浪费的情况，若因此而延误救火时机，后果不堪设想。现代高层建筑常用的消防电气配电方案有以下几个：树状式。该方案在电气系统中若主干路出现故障，势必会影响到大面积电路异常，但由于能够快速与备用主干线路进行切换，所以在短时间内就能恢复正常供电，在供电较为均匀的建筑中比较适用；链接式。该方案和树状式配电方案相似，不过供电可靠性较低，稳定性差，若运行中有一台设备发生故障，会牵连到其他设备也出现故障，最终失去供电电源；放射式。此方案在电气系统运行中，任意一条线路出现故障，相互独立的分支线路不会受到影响，供电安全性、稳定性较有保证，为供电集中统一管理提供了方便。不足之处在于出线数量较多，而有色金属消耗电能较多，使得开关设备等相关投资运行费用明显增长，所以适用于单台大容量且运载负荷高的设备；混合式。放射式和树状式配电方案在实际中应用较多，各有优缺点，二者综合形成混合式配电方案，集两种方案优点于一体，在当前广受重视。
2.2 消防电气配电设计的不足
未严格按照要求设计消防联动设备，没有在最末端配电箱内安装自动切换装置，或者质量较差，若发生火灾，备用的连接电源很容易失灵，联动设备无法发挥作用，由于自动化水平较低，极有可能导致供电中断。此时若人为切换相应的装置，必然会耽误救火时机；消防电梯和普通电梯共用一电源，直接将两路电源接入相应的电梯机房，与行业内消防设计规范不相符。普通电梯使用消防回路形式，对自身和消防电梯都带来了很大影响。
2.3 如何解决消防配电问题
消防水泵、中心控制室等处电气设备集中，用电需求量较大，为确保主用、备用设备不互相影响，应尽量选择放射式供电方案；为提高应急稳定切换水平，最末端配电箱需采用双电路自动切换设备；消防电气系统需保持应急电源和正常供电电源互相独立，以免在配电过程中彼此影响；火灾情况颇为紧急，对应急照明系统要求较高，尽量采用蓄电池充电的方式进行照明。
三、消防设备配电设计的探讨
在消防过程中，如果外电源突然中断供电，全自动应急柴油发电机组将带着所有正在使用的消防用电设备自动起动。而发电机的功率特性只允许最多带 50%左右的负荷起动。如果不采取措施，发电机组很可能会熄火，发不出电来，解决方法是使消防设备分批起动。但如果应急发电机组容量是按平时负荷选用，容量比消防负荷大一倍以上，也可不分批延时起动。
兼供防火卷帘的树干式应急照明电源容量的计算，应取此回路中所有应急照明负荷加上电动机功率最大一组防火卷帘的负荷。因为各个防火卷帘不会在同一时间内下降，而且防火卷帘动作时间很短。
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由共同的裙楼和地下层及若干的塔楼组成的大型民用建筑，这种建筑的最大消防负荷计算应该是：各种共用的消防泵为必然负荷，必须计入；而消防风机、消防电梯及应急照明则宜以每个塔楼连同以该塔楼为核心划归该塔楼的裙楼和地下室的部分为一个计算单元，分别计算出各自所属的消防负荷，取其中两个位置相邻而相加后负荷最大者再与消防泵等必然负荷相加，以此计算出整座建筑的最大消防负荷。
在工程中对非消防电源的切除，最好是利用低压断路器的附件即分励脱扣器。但随着低压断路器型号和框架电流的不同，其分励线圈在分励脱扣时所需的电流不同。为了联动的简便和有选择性的切除，一般情况下，我们可在配电所（室）的低压出线开关或在每层的主配电箱上切除非消防电源，而这些地方所选用的低压断路器的框架电流比较大，其配套的分励脱扣器所需电流也比较大。如直接采用消防联动回路的直流24V电源来驱动低压断路器的分励脱扣器是不太安全的，尤其是当同一配电箱内有数个需同时分励的低压断路器时，因为分励电流实在太大，消防联动回路的24V电源未必能满足要求。因此，还是应将分励线圈接在 220V或380V的电路里比较可行。
四、实际案例分析高层建筑的消防电气配电设计
4.1 实际案例
某现代化住宅小区在规划中，计划建12栋楼，工程初步定为2015年7月份开始。楼层均为框剪结构，高32层，占地面积8960m2，为体现现代化特色，吸引更多住户，必须在设计阶段做好各项设计工作。电能不可或缺，与建筑功能有关，而消防问题也是考虑重点，需将两者结合，进行消防电气系统的配电设计，并采取相关防范措施，以降低火灾发生率。
4.2 消防配电线路选择
如何选择消防配电线路是首要工作，国内外对此都非常重视，如日本对此有着严格要求，配线要具有良好的耐热耐火性，国内对其基本要求是在火灾发生时线路能够实现连续供电。在敷设安装设计方面，若使用耐火电缆，在电缆沟、电缆井中可不采取防火措施；若选择明敷，需穿金属管并做好防火保护准备工作；若采用暗敷方式，需保证在厚度超过30mm且具有良好耐燃性的结构体内穿过。配电线路具体敷设需结合消防用电等级考虑，若为一级负荷供电，双回路配电干线电缆禁止在同一电缆通道内敷设。当前市场上有很多种耐火、阻燃的线缆，需根据不同场所具体设计，更应把握好线路质量。
4.3 消防配电线路保护
消防影响重大，应该与生活供电系统分开，且配电设备要有明显的标识，一方面禁止乱动，一方面便于查找使用。从实践中可总结出，为达到有效灭火的目的，需保证消防配电回路不能中断，且要切断非消防照明电路。过负载运行较为危险，超过一段时间极易导致出现短路，甚至引发火灾，所以必须设置有过负载保护。
4.4 消火栓等设备
喷淋泵和消火栓等是常用灭火设备，能否正常使用直接关系着灭火情况，而其配电线路则是关键。消防水泵往往会选择集中设置，设置在消防泵房中。其配电线路包括双电源、各水泵电动机配电支线两部分，敷设主要有埋地暗敷、架空明敷两种。此外，排烟装置也是消防电气系统的重要组成部分，包括排烟机、送风机和防火阀等，可有效组织火灾蔓延。其布置多选择分散型，所以需要考虑两方面：一是联动控制线路，二是供电主回线路。若选择暗敷，可采用一般的耐火电缆；如选择明敷，可采用铜皮防火型电缆。
4.5 消防电梯和应急照明
有火灾发生时，应尽快疏散人群，以免出现拥挤、踩踏事件。消防电梯则是疏散人群、救助人员迅速救火的重要工具。其配电线路较为复杂，多设在建筑地下室变电所，并有两路专线，配电至顶层电梯机房。这两路专线需使用耐火电缆，或者其中一路采用防火型矿物绝缘电缆。应急照明包括疏散指示照明、备用照明和火灾事故照明三种，均需按照具体要求而设计，从而以最快速度疏散人群，方便消防人员救火。
结束语
如今，高层建筑越来越多，用电负荷骤增，在巨大的用电需求下，火灾发生率也有所提高。为了保护人们的生命安全，使建筑功能全部发挥，应加强对消防电气配电设计的重视，确保在火灾发生时，可第一时间用消防设备救火，降低危害。
参考文献：
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[4]孙建川.探究消防电气设计在高层民用建筑中的应用[J].低碳世界，2015.
论文作者:梁金友
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/15
标签：电气论文; 火灾论文; 建筑论文; 线路论文; 负荷论文; 设备论文; 电源论文; 《河南电力》2018年23期论文;