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        淺析地鐵車站低壓配電的消防設(shè)計(jì)

        2016-12-31 00:00:00李家旭
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年14期

        摘 要:地鐵作為一種高效、安全、環(huán)保的交通方式,近年來其建設(shè)方興未艾。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2016年1月,內(nèi)地已開通運(yùn)營地鐵里程約為3159km,規(guī)劃到2020年,開通運(yùn)營6000km。地鐵建設(shè)事關(guān)國計(jì)民生,特別隨著近些年偶有發(fā)生的重大消防事故,使得人們對于如何保障地鐵消防安全更為關(guān)注。

        關(guān)鍵詞:地鐵車站;消防;低壓配電;規(guī)范

        1 概述

        地鐵消防安全要從源頭抓起,然由于現(xiàn)階段尚未有專門的地鐵消防(防火)設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)時(shí)只能參照工民建的設(shè)計(jì)規(guī)范。地鐵消防設(shè)計(jì)是一個(gè)多專業(yè)綜合性的課題,文章僅就地鐵車站低壓配電的消防設(shè)計(jì)做一個(gè)簡要介紹,不當(dāng)之處敬請雅正。

        2 地鐵車站消防負(fù)荷等級及供電方式

        地鐵車站內(nèi)參與消防的主要設(shè)備有:消防泵、事故風(fēng)機(jī)及其配套風(fēng)閥、應(yīng)急照明、防火卷簾、兼做消防疏散的自動(dòng)扶梯、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備(簡稱FAS)、氣體滅火系統(tǒng)設(shè)備、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備(簡稱BAS)等。此外還有其他火災(zāi)時(shí)間接參與消防的設(shè)備,如:站臺(tái)門、變電所操作電源以及通信系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備等。以上設(shè)備均按一級負(fù)荷供電,采用雙電源雙回路供電方式。應(yīng)急照明還設(shè)置有EPS電源,F(xiàn)AS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及信號(hào)系統(tǒng)自行設(shè)置UPS電源。在某些城市新建線路,通常將FAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)以及綜合監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的UPS電源進(jìn)行整合,以集約設(shè)備用房。

        3 與FAS和BAS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)接口

        在普通民建設(shè)計(jì)中,F(xiàn)AS及BAS等弱電系統(tǒng)兼由配電專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì),而在地鐵一般其有專門的專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。低壓配電為FAS和BAS系統(tǒng)提供2回380V電源、接地端子以及相關(guān)監(jiān)視控制接線端子。消防時(shí)一般由FAS系統(tǒng)探測到火災(zāi)信息,經(jīng)過判斷確認(rèn)為火災(zāi)之后,發(fā)出警報(bào)并將信息發(fā)送給BAS系統(tǒng),同時(shí)向BAS系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)火災(zāi)模式指令,BAS系統(tǒng)按既定原則執(zhí)行火災(zāi)運(yùn)行模式,向配電線路上的分勵(lì)脫扣斷路器和交直流接觸器發(fā)送通斷指令,實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行,并向FAS反饋模式執(zhí)行狀態(tài)。消防設(shè)備與非消防設(shè)備自變電所低壓柜出線起分開供電,非消防設(shè)備的配電在火災(zāi)工況下,通過FAS或BAS系統(tǒng)切除。

        4 消防動(dòng)力配電

        4.1 變電所主接線

        地鐵車站設(shè)置一座降壓變電所(或牽引降壓混合變電所),變電所設(shè)置2臺(tái)35kV/0.4kV三相變壓器,采用Dyn11接法。低壓母線接線采用段母線分段形式,兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行,互為備用。如圖1所示。

        4.2 消防風(fēng)機(jī)配電

        在地鐵車站中,由于風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥及空調(diào)機(jī)組等數(shù)量較多,通風(fēng)模式復(fù)雜,通風(fēng)系統(tǒng)繁多,為便于接線和控制,一般在風(fēng)機(jī)房附近設(shè)置通風(fēng)空調(diào)電控室(簡稱環(huán)控電控室),為其設(shè)備配電。環(huán)控電控室內(nèi)的一級母線,常采用單母線分段形式,或者雙電源切換形式。從電控柜到設(shè)備本體采用單根電纜配電,風(fēng)機(jī)風(fēng)閥的連鎖二次接線在電控柜內(nèi)完成。此外,不與消防風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)的風(fēng)閥,為避免竄煙,一般定義為一級負(fù)荷,確保消防模式開啟時(shí),此類風(fēng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

        4.3 事故疏散扶梯配電

        《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》9.7.5條“車站作為事故疏散用的自動(dòng)扶梯,應(yīng)采用一級負(fù)荷供電”與《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》5.5.4條“自動(dòng)扶梯和電梯不應(yīng)計(jì)作安全疏散措施”相沖突。根據(jù)《建規(guī)》的條文解釋,在民建中自動(dòng)扶梯不可作為安全疏散措施是囿于建筑形式和空間布局。而在地鐵車站中,站臺(tái)層到站廳層的電扶梯往往是與樓梯平行布置的,一般為兩扶梯夾著樓梯,故不存在上述問題?;馂?zāi)時(shí)由BAS專業(yè)發(fā)出指令,停止下行扶梯的運(yùn)轉(zhuǎn),上行扶梯正常工作。站內(nèi)扶梯采用雙電源雙回路配電,相鄰的兩臺(tái)電扶梯共用雙電源切換箱。

        4.4 消防泵、防火卷簾等設(shè)備配電

        對于消防泵、防火卷簾以及氣體滅火系統(tǒng)等設(shè)備,采用雙電源雙回路配電,在設(shè)備末端就近設(shè)置電源切換箱。切換箱饋出單電纜至設(shè)備本體。

        5 應(yīng)急照明

        5.1 應(yīng)急照度

        應(yīng)急照明設(shè)置有EPS電源,照度標(biāo)準(zhǔn)參照《城市軌道交通照明》執(zhí)行。一般工作場所的應(yīng)急照明兼做夜間巡檢、值班照明,應(yīng)急照度不小于正常照度的10%,車控室、消防水泵房以及配電室等房間,應(yīng)急照度為正常的100%。車站公共區(qū)的應(yīng)急照明為常亮,不設(shè)就地控制。設(shè)備區(qū)應(yīng)急照明可為常亮,也可設(shè)置就地控制。設(shè)置就地控制的回路,在消防時(shí)須強(qiáng)行啟動(dòng)。站內(nèi)疏散指示燈按間距不大于10m布置,安全出口設(shè)置于疏散門的正上方。

        5.2 EPS容量選擇

        除應(yīng)急照明外,EPS還需為疏散導(dǎo)向指示牌及區(qū)間照明等提供電源。《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》要求EPS容量斷電時(shí)連續(xù)照明時(shí)間不小于60分鐘,《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》要求EPS蓄電池初裝容量應(yīng)保證備用時(shí)間不小于90分鐘。由于地鐵車站空間小,布局簡單,基本在火災(zāi)發(fā)生的20分鐘內(nèi)可以疏散完畢,故建議采用60分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。

        5.3 應(yīng)急照明燈具

        車站所使用的應(yīng)急照明燈具需通過消防強(qiáng)制認(rèn)證,但是現(xiàn)在市場上此類產(chǎn)品極少,且難以滿車站裝修要求。這已成為各地地鐵消防驗(yàn)收的“老大難”問題。

        6 線纜選型及敷設(shè)

        6.1 規(guī)范要求

        《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》10.1.10條規(guī)定,消防動(dòng)力負(fù)荷電源電纜選用低煙無鹵阻燃耐火型,或礦物絕緣耐火型;照明電源電線選用低煙無鹵阻燃耐火型。線路敷設(shè)時(shí),除礦物絕緣耐火電纜可明敷,其余電纜電線均應(yīng)穿金屬導(dǎo)管或封閉式金屬槽盒并加保護(hù)措施。此外消防線路與非消防線路分別敷設(shè)在不同的電纜井內(nèi),當(dāng)無法滿足時(shí)須消防線路采用礦物絕緣不燃性電纜。

        6.2 執(zhí)行難度

        由于地鐵車站空間有限,難以做到一端至少有兩處電纜豎井;且車站內(nèi)消防時(shí)需運(yùn)行的設(shè)備及多,其中很多是平消兼用設(shè)備,若都選用礦物絕緣電纜,將極大增加車站造價(jià)。

        6.3 應(yīng)對措施

        根據(jù)規(guī)范編制專家解釋,之所以推薦使用礦物絕緣電纜,是為了滿足《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第13.9.13條規(guī)定的“重要消防用電設(shè)備火災(zāi)時(shí)最少持續(xù)供電時(shí)間不小于180分鐘”。但是只提高電纜耐火性無法達(dá)到此目的,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)各配電線路的開關(guān)以及配電箱等都可能要經(jīng)受火焰炙烤,如其損壞同樣無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的持續(xù)供電。考慮到地鐵實(shí)際情況,常見措施為在強(qiáng)電井內(nèi)設(shè)置2個(gè)平行的井孔,分別敷設(shè)消防和非消防線纜;除EPS、排煙風(fēng)機(jī)及消防泵等設(shè)備采用礦物絕緣耐火電纜,其余消防負(fù)荷依然采用低煙無鹵耐火電纜,且敷設(shè)時(shí)消防與非消防線路分別敷設(shè)于不同的橋架、線槽或金屬導(dǎo)管內(nèi)。

        7 結(jié)束語

        地鐵車站與一般民建有很大區(qū)別,故在消防設(shè)計(jì)時(shí)很難直接套用民建設(shè)計(jì)規(guī)范。但若是不參照現(xiàn)有規(guī)范執(zhí)行,消防審查和消防驗(yàn)收都很難過關(guān)。故此,亟需地鐵行業(yè)專門的消防設(shè)計(jì)規(guī)范,結(jié)合地鐵實(shí)際情況,以期使地鐵建設(shè)達(dá)到經(jīng)濟(jì)和消防可靠性的最佳匹配。

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