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民用建筑消防电源及其配电系统的设计有什么要求？图文详解
发布时间：2023年04月25日 来源：天科电力 浏览次数：建筑电气中的消防设计包括了火灾自动报警、消防联动控制与消防设备配电。这些为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全，起到了不可替代的作用。
电气消防和给排水及暖通专业联系得非常密切，所以,在设计中必须与这两个专业有良好的沟通，才能确保设计的准确和避免重复更改。在各专业的消防规范中，分别规定了在不同的情况下设计相应的消防设施。
1、高层建筑的消防用电设备
1、高层建筑的消防用电设备
建筑规模越大，功能越多，消防用电的设计也就越复杂，高层建筑的消防用电设备有：
报警设备：火灾自动报警系统、漏电火灾报警系统。
自动灭火设备：自动喷水灭火系统、气体灭火系统。
手动灭火设备：室内消火栓系统。
防排烟设备：正压防烟系统、负压排烟系统。
通讯设备：一般电话、对讲电话、专用电话。
照明设备：应急照明、疏散标志灯。
相关设备：电梯、防火卷帘、空调系统、排水泵、蓄电池。
2、高层建筑的消防用电电源
（1）基本原则
高层建筑的消防用电，应遵循以下五个原则。
① 主电源必须安全可靠。一般应采用放射式线路供电。
② 备用电源必须处于常年临战状态。备用电源的切换时间一般不超过30秒。
③ 消防用电线路应采用耐热绝缘导线，管线不宜集结，并应暗敷于混凝土层中并作防火保护措施进行处理。
④ 各个消防用电系统之间，以及与消防用电有关联的用电设备，都应集中联控和显示。
⑤ 对消防设备及消防用电系统，必须采取有效的自身防火保护措施，确保消防设备的安全运转。
（2）负荷性质
消防用电共有五大特性：短时性、常备性、可靠性、突发性和灵敏性。因此，消防用电，在电源供给上都是一备一用。高层建筑分为一类和二类，一类高层建筑，必须按照一级负荷要求供电，二类高层建筑，应按照二级负荷要求供电，最少不得低于二级负荷的技术要求供电。
备用电源可用自备发电机来解决。备用电源的容量，主要根据消防水泵和电梯的容量来确定。
高层建筑发生火灾初期，首先用的水是高位水箱内常备的10分钟消防用水，在消防给水压力下降或动用消火栓时，消防水泵才启动供水，此时消防电梯复位待命。所以消防用电的备用电源设计容量，主要依据消防设备用电负荷而定。
3、火灾报警系统
火灾报警系统的形式应根据具体保护对象来确定，设计者首先应分清保护对象的建筑类别、使用性质、火灾危险性等因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。
按“报警规范”，火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式：区域系统、集中系统、区域――集中系统、控制中心系统。随着火灾报警新技术的不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。
笔者认为，报警系统设备的设置不宜复杂过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。应该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的先进性，而应结合实际充分考虑投入使用后的维护方便。
控制中心报警系统在消防控制室内设有控制台（柜），控制台（柜）上控制功能有电梯迫降、非消防电源的切断、水泵紧急启动及停止、扩音机、收录机和各层区扬声器手动开关等，并应在控制台上设置直通消防队电话。控制台显示功能有消火栓分区、分层显示灯，水流指示器分区分层显示灯，水泵显示信号灯，气体灭火动作显示信号灯以及自喷报警阀压力开关动作显示等。
4、消防联动控制制式问题
消防联动控制有采用多线制的,有采用总线制的。多线制是电源驱动线与信号线分开,电源、检测、控制分别占用导线的制式。多线制一般有五线制、四线制。总线制是基于计算机技术中控制总线的原理，采用信号线与电源驱动线分时复用的方式，利用计算机编程技术来达到监测与控制目的,总线制有三总线制和二总线制。总线制比多线制有布线少，监测控制设备多等优点,目前大中型项目多采用总线制。在具体设计中选择采用哪种制式可结合工程的具体情况而定。
5、线路的敷设问题
目前，许多建筑的消防配电线路采用穿塑料管（PVC）保护，并从吊顶内走线。高层建筑的消防用电设计，必须保证消防设备的有效运转，因此消防用电的配线，也必须保证当其受到火灾影响时，不至造成停电。
解决这一问题比较有效的办法，是使用耐热性绝缘导线，并埋设于混凝土构件内。“民规”第24.8.5条规定：消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm。
当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施（一般采用涂防火涂料的办法，外涂三遍，或者防火涂料层厚度在0.5―2mm之间）。
在布线上“民规” 与“报警规范”的 要求基本一致，只是“报警规范”在线路暗敷时可采用穿金属管或经阻燃的硬质塑料管保护，本条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初起阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，必须保证这些线路的安全使用。
6、消防水泵的控制启停问题
消防水泵(包括消火栓泵、喷淋泵)是灭火手段中的重要设施,对消火栓系统而言,根据“高规”的要求,在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范”的要求，在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、停。这两部规范从各自不同角度提出要求。此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停，这样消火栓泵的启动就有三处地方可控制,因此，存在这样两个问题，一是消火栓泵的控制权，二是消火栓泵的启动方式。
消火栓泵的启动控制权即是消防中心控制室、消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式是在泵房控制柜上设置手动、自动转换开关,通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处，就是一旦自动控制失灵，工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置，直接起动消防泵,且就地维修也很方便。但是,这样一来,将会带来负面影响。
在水泵房设置转换开关,容易引起人为的操作失误，因为一般情况下泵房是无人值班的，万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置，而消防中心未能及时发现，就会出现重大的消防隐患(此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵)。
为了有效解决以上矛盾,在实际设计中，消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关，而直接启动消防泵,既能解决直接起动问题，又便于消防中心统一监控。
喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎，引起管网水流流动，从而联动报警阀压力开关动作，达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室，消防控制室能准确反映其动作信号，同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。
7、消防控制室反应消火栓泵和喷淋泵的工作和故障状态
根据“报警规范”的要求，消防水泵启动后要返回已工作的信号，有两种做法。其一是取电路信号即接触器的合闸辅助接点，其二是取物理量信号即取供水管网上的水流压力传感器,后者目前使用较少。
关于故障信号的返回，电源断电故障信号的反应比较清楚,其它故障信号的反应,“报警规范”、“民规”都没有明确说明。比如消防水泵过负荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。
8、防火阀、排烟阀的控制及返回信号
“报警规范”要求在消防控制室能够关闭防火阀。在实际设计中,选用的基本是280℃易熔环熔断的防火阀，建议将防火阀做成电磁阀的形式,至于信号返回是一对一返回还是成组返回要视具体工程情况来定。
“报警规范”也要求在消防控制室能够启动排烟阀。以何种方式启动排烟阀也值得探讨。所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块，由消防控制室联动控制器来达到控制启动排烟阀的目的。其次还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动即可，消防控制室只接收其工作后返回的信号。如要求先打开着火层排烟阀,再打开屋顶层排烟机,这种情况下采用后一种做法较妥。
9、消防弱电系统的接地
10、消防控制室的接地
为保障人身安全、供电的可靠性,现代智能建筑中越来越多的电子设备都要求必须有一个完整、可靠的接地系统。因此，在高层建筑电气设计中，接地系统的设计占有十分重要的地位。
火灾自动报警系统及联动控制设备需要设置直流工作接地，按照《火灾自动报警系统设计规范》的要求，可采用专用接地或共用接地装置，一般尽量采用专用接地为好，但因为难以满足间距的要求，建筑物中各种用电设备往往采用的是共用接地。
设计中采用共用接地装置时，应注意接地干线的引入段不能采用扁钢或裸铜排等，以避免接地干线与防雷接地、钢筋混凝土墙等直接接触，影响消防电子设备的接地效果。
11、应急疏散照明系统
应急疏散照明是为了在火灾发生之际，指示出入位置和方向，便于有组织的疏散。一般安装在楼梯间及其前室、走道和出入口等处。公共建筑当走道长度超过20米，应每隔20米增设一个，照明灯具距地面1米，地面照度不低于0.5勒克斯。
根据“报警规范”规定，发生火灾时，应局部切断有关层的交流电源，防止电源短路引起二次火灾。为此，在消防控制室设置有切断空调、照明电源的按钮，以便根据火情切断相应的电源，电源切断后，应急照明及疏散指示灯自动打开，引导人们安全疏散。
12、紧急广播系统
紧急广播系统主要用于通知人员和发布灭火命令。该系统为手动工作方式，扩音机为定组式输出，并根据扬声器实际使用负荷，配接相应的假负荷以吸收机器输出的多余功率。
从而保证扩音机的正常工作，一般现场扬声器均用手动开关控制，根据火情打开着火层及相关的扬声器。在紧急广播系统中还设有自动录音装置，即在扩音机打开后，自动联锁录音机开始录音。
13、防、排烟系统
“报警规范”要求在消防控制室能够启动防、排烟凤机和排烟阀。所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块，由消防控制室联动控制器来达到控制启动排烟阀的目的。另外，还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动，消防控制室只接收其工作后返回的信号。如要求先打开着火层排烟阀，再打开屋顶层排烟机，这种情况下应采用后一种做法。
另外，“报警规范”要求在消防控制室能够关闭电动防火阀，接受其返回信号。在实际设计中，选用的基本是280℃易熔环熔断的防火阀，建议将防火阀做成电磁阀的形式，至于信号返回是一对一返回还是成组返回要视具体工程情况来定。
