肖 祥

（四川省建筑設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610000）

1 消防配電方式的選擇

消防設(shè)備的配電設(shè)計應(yīng)以安全、可靠為基本前提，進(jìn)一步考慮電源的持續(xù)時間，應(yīng)有效簡化配電系統(tǒng)的接線，降低作業(yè)難度，減少在接線方面的成本投入。

消防配電模式主要有兩種，分別是放射型、樹干型，為了直觀對比兩種消防配電模式的應(yīng)用特點，以辦公樓的低壓配電干線系統(tǒng)為例展開分析。

某辦公建筑低壓配電干線部分系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 某辦公建筑低壓配電干線系統(tǒng)

1.1 放射式

在配電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用放射模式，電氣設(shè)備的配電線路具有靈活性與可靠性（獨立敷設(shè)），某處發(fā)生短路故障時，其他電源輸出線路的供電仍能維持穩(wěn)定。但低壓配電柜引出的配電連接線路較多，需配套大量開關(guān)。

《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51348—2019）指出，電源容量大以及重要電負(fù)荷均應(yīng)以放射式并從低壓電源配電室引出配電。

為了確保突發(fā)火災(zāi)事故時建筑內(nèi)的消防設(shè)備仍可發(fā)揮滅火功能，消防泵、消防電梯在內(nèi)的各類重要消防電氣裝置均應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用放射式配電的方法，保證各裝置具有足夠的獨立性與穩(wěn)定性。

1.2 樹干式

與放射式相比，樹干式的干線數(shù)量較少，但線路故障會對整體造成不良影響。在消防電氣設(shè)備方面，根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50052—2016）可知，建筑內(nèi)消防應(yīng)急用電設(shè)備負(fù)荷為一級且由交流電電源供電時，宜采取雙電源的模式，即主電源及其他應(yīng)急電源兩部分協(xié)同供電，此時的供電方式可以選擇放射式或樹干式。

建筑物負(fù)荷不是一類且消防電力負(fù)荷為一級時，采用安裝在燈上的蓄電池和集中電池組，應(yīng)使用樹干模式供電。基于前述相關(guān)分析，將樹干式應(yīng)用于該項目的應(yīng)急照明電源系統(tǒng)設(shè)計中。

消防分配模式的選擇應(yīng)分情況考慮，對于重要的消防設(shè)備，應(yīng)考慮各自的穩(wěn)定性要求，優(yōu)先選擇放射模式，確保電源可靠性，其他設(shè)備采用兩種模式靈活匹配的方式，注意節(jié)約成本。

2 非消防電源的切除

《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51348—2019）指出，災(zāi)情確定后應(yīng)在控制室內(nèi)自動切除該區(qū)域的非消防電源。規(guī)定對消防以外的電源的切斷有嚴(yán)格限制，消防以外的電源只有在火災(zāi)得到確認(rèn)后才能切斷。表示非消防電源的切斷決策需要慎重，不允許在出現(xiàn)火災(zāi)后隨即切斷非消防電源，需要對具體的特性做準(zhǔn)確的判斷，選擇合適的切斷方法。

2.1 非消防照明用電電源

火災(zāi)報警后，如果立即將照明電源切斷，容易引起撤離人員的恐慌，造成混亂。在火災(zāi)的初期階段，需要有足夠的照明引導(dǎo)人員的疏散并進(jìn)行滅火工作的開展，必須小心切斷照明電源。確認(rèn)火情后，需要根據(jù)火情情況，在控制室手動切斷火區(qū)照明電源或進(jìn)行聯(lián)動切除[1]。

2.2 空調(diào)、送排風(fēng)、電熱及其他非消防用電電源

以受災(zāi)建筑物的重要性作為切斷電源的主要判斷依據(jù)，確定與之相適應(yīng)的自動化斷電撲救對策。對于非常重要的建筑物，可以根據(jù)涉及范圍自動卸荷；對于普通建筑物，可以根據(jù)電路自動從配電室卸荷。

（1）設(shè)備停電后，會對人們的日?；顒釉斐梢欢ǔ潭鹊母蓴_，但不會引發(fā)恐慌，設(shè)備停電后的秩序性較好。

（2）現(xiàn)代建筑常需要進(jìn)行二次裝修，與原設(shè)計的照明能耗相比，實際照明能耗明顯偏大。隨著時間的推移，建筑用戶數(shù)量逐步增加，用電負(fù)荷有所增加，對應(yīng)的電力設(shè)備數(shù)量增加，在此環(huán)境下，建筑的供電變壓器幾乎滿負(fù)荷運行。發(fā)生火災(zāi)時，不盡快拆卸除滅火設(shè)備以外的電氣設(shè)備，將導(dǎo)致變壓器過載，影響變壓器電源總開關(guān)，該裝置跳閘必然會對后續(xù)滅火工作的開展造成阻礙。

3 消防配電線纜的選擇和敷設(shè)

3.1 選擇思路

（1）在低壓消防電纜的設(shè)計中，常忽略安全耐壓保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，需要將此方面作為重點考慮對象。根據(jù)規(guī)范，低壓消防電纜的整體耐壓強度標(biāo)準(zhǔn)范圍應(yīng)大于450 V/750 V。

（2）有機絕緣耐火電纜必須選擇為保護(hù)對象物，在二級的建筑物（一般的二級高樓等）中作為消防配電干線。在該方式下，即便普通阻燃電纜達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn)，其能夠提供的連續(xù)供電時間也普遍未達(dá)到30 min。對消防室、消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機等長時間工作的設(shè)備運行不利。

（3）為降低二次火災(zāi)風(fēng)險，在大型建筑中，宜采用礦物絕緣電纜，或選擇低煙無鹵耐火電纜，在商場、超市等人流量較大的場所更應(yīng)注重對此類電纜的應(yīng)用。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)作用在于全面防護(hù)特級建筑，在消防設(shè)備的設(shè)計中，主、支電源線適宜采用礦物絕緣電纜。

普通耐火電纜氧指數(shù)在32%以上，但燃燒的濃煙透光率在10%以內(nèi)，能見度在2 m內(nèi)，火災(zāi)時必然影響人員的疏散。礦物絕緣電纜在950 ℃的連續(xù)高溫火焰外加電壓的條件下，能夠保持180 min正常工作，其不含有機物，銅溶解后也不會產(chǎn)生煙和毒氣。

3.2 消防配電線纜的敷設(shè)

（1）消防配電干線的敷設(shè)。

敷設(shè)主配電控制線路時，通常從供電低壓變配電室內(nèi)的輸出電源開關(guān)下端開始，經(jīng)過引線，連接至消防電氣設(shè)備控制箱。主配電控制線路外徑較大，在干線敷設(shè)時通常不采用隱藏敷設(shè)的方法。

①可以采用電纜井敷設(shè)方法，應(yīng)采用符合規(guī)范的絕緣措施，或嚴(yán)格控制與各普通電纜的距離，需要超過300 mm；電纜穿過縱向井樓板時，必須采取防火措施，否則電井將產(chǎn)生煙筒效應(yīng)，促進(jìn)火勢的蔓延，造成不良影響。

②優(yōu)先選擇優(yōu)質(zhì)的礦物絕緣導(dǎo)線電纜，此類電纜的穩(wěn)定性和耐久性較好，具體體現(xiàn)在耐腐蝕、防水、不燃、抗機械沖擊等方面。

③在敷設(shè)消防配電線路時，為了保證供電傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與安全性，選擇消防設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的材料時適宜使用防火用金屬線槽，金屬管道的應(yīng)用效果較差，盡可能不使用。發(fā)生火災(zāi)的條件下，耐火電纜可以連續(xù)供電1 h，但穿金屬鋼管敷設(shè)時的電源輸送時間僅為23 min（使用的金屬管道應(yīng)涂有耐火涂料）。

（2）消防配電支線的敷設(shè)。

暗敷法主要將穿金屬保護(hù)管嵌入不燃結(jié)構(gòu)中，保護(hù)膜壁厚度在30 mm以上，此方式可以有效滿足防火要求，是一種兼具質(zhì)量可靠、經(jīng)濟高效多重特點的敷設(shè)方法。

在明敷施工中，若保護(hù)管與供電消防設(shè)備共處同一使用空間，為減小彼此間的干擾（要求各自有足夠的獨立性），可以選擇具有防火保護(hù)的封閉式金屬線槽，在無法使用該類線槽時，調(diào)整為具有防火保護(hù)功能的封閉式金屬線槽。

3.3 各分系統(tǒng)消防配線的要求

（1）火災(zāi)自動報警系統(tǒng)線路。

支線材料可以選擇阻燃型導(dǎo)線，敷設(shè)時將該部分設(shè)在具有不燃特性的結(jié)構(gòu)層內(nèi)，為了保證防護(hù)效果，保護(hù)層的厚度至少應(yīng)達(dá)30 mm?，F(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的總線制系統(tǒng)干線的敷設(shè)要求更高，應(yīng)將耐火電纜敷設(shè)在耐火電纜橋架內(nèi)。

（2）消防水泵配電線路。

①消火栓泵配電線路。

分別為各消火栓適配啟泵按鈕，存在使用需求時，及時按下按鈕，啟用消防泵。各控制按鈕與消防泵控制直接為邏輯“或”的關(guān)系：

式中：XB——消防泵；＋——邏輯“或”；→——聯(lián)動控制；Xn——第n個消火栓啟泵按鈕。

②噴淋泵配電線路。

以濕式噴水滅火系統(tǒng)為例，適宜采用閉式噴頭，在日常的運行中，要求管網(wǎng)內(nèi)有充足的水（且有一定的壓力），建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)后，溫度異常升高，噴頭的玻璃球會在高溫環(huán)境中爆破，啟動噴淋泵。

邏輯關(guān)系為：

式中：Sn——水流指示器n；SFm——壓力開關(guān)m；*——“與”的邏輯關(guān)系；PB——噴淋泵；→——聯(lián)動控制。

4 雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的選用

在消防配電工程設(shè)計中，自動電源電壓轉(zhuǎn)換及開關(guān)控制裝置（ATSE）常用于重要的消防用電負(fù)荷。在產(chǎn)品選用時，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計特點。ATSE通過不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分類可以再細(xì)分為或PC級產(chǎn)品或CB級產(chǎn)品兩類。

PC級別為ATSE勵磁驅(qū)動，集成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)無法在接通、承載的同時分?jǐn)喽搪冯娏?，針對此局限性，需要適配短路保護(hù)裝置。PC級別ATSE的短期耐用電流較大，能夠充分輸送短路電流。電源電路發(fā)生短路故障時，ATSE將在短路保護(hù)裝置運行后開始轉(zhuǎn)換。PC級別的ATSE即使發(fā)生超載，也可以維持電氣設(shè)備繼續(xù)工作，保證重要負(fù)荷繼續(xù)供電。

CB級別ATSE基于兩個電路斷路器，控制器借助電動傳動機構(gòu)達(dá)到轉(zhuǎn)換兩路電源的效果，需要符合《自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》（GB/T 14048.11—2018），與PC等級的產(chǎn)品相比，體積較大，切換時間變長。

機械聯(lián)動機構(gòu)可能會因打滑或重新擰緊，可靠度不如PC等級的產(chǎn)品。供電回路存在過電流故障后，斷路器脫扣，CB級ATSE無法繼續(xù)轉(zhuǎn)換，重要負(fù)荷難以獲得持續(xù)性供電。在適配斷路器時需要注重產(chǎn)品功能的選擇，要求其具有短路保護(hù)功能，但不允許帶有過載保護(hù)功能。

5 結(jié)語

消防配電設(shè)計對建筑電氣設(shè)計水平和建筑項目整體安全性的影響重要且深遠(yuǎn)，本文主要研究建筑電氣設(shè)計中消防配電設(shè)計的要點，以期為相關(guān)工作人員提供參照。