文／吳宗獻(xiàn) 江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司 江西南昌 330046

引言：

火災(zāi)是建筑物內(nèi)部最危險(xiǎn)的災(zāi)害之一，其對電力系統(tǒng)的要求更加嚴(yán)格和復(fù)雜，消防配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)不僅涉及電源可靠性，還包括各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、電氣設(shè)備的選擇、線路布置、安全控制等多個方面。消防配電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)涉及多個方面，包括電氣設(shè)備的選擇、電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的可靠性和備用電源的規(guī)劃等，設(shè)計(jì)要點(diǎn)的合理應(yīng)用，能夠提高建筑物的消防安全性，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并確保緊急情況下的電力供應(yīng)。建筑電氣設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員具備全面的電氣工程知識和深刻的消防安全意識，以便在設(shè)計(jì)中綜合考慮各種因素，確保消防配電系統(tǒng)的有效性和可靠性。

1.建筑電氣設(shè)計(jì)中消防配電設(shè)計(jì)的重要意義

隨著現(xiàn)代社會建筑結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和復(fù)雜化，建筑電氣設(shè)計(jì)中的消防配電設(shè)計(jì)變得尤為重要，消防配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建筑物的安全性和可用性密切相關(guān)，對人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全起著決定性的作用，其意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人員生命安全的保障。在火災(zāi)等緊急情況下，消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。消防配電系統(tǒng)為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急照明、火警噴淋系統(tǒng)、疏散通道燈光等提供電源，保障人員能夠及時獲得報(bào)警信息，疏散到安全區(qū)域，并獲得所需的照明和通信設(shè)備。消防配電設(shè)計(jì)的合理性和可靠性直接關(guān)系到火災(zāi)時人員的生命安全。（2）財(cái)產(chǎn)安全的維護(hù)。除了人員的生命安全，消防配電系統(tǒng)還關(guān)系到建筑內(nèi)部財(cái)產(chǎn)的安全?；馂?zāi)可能對建筑內(nèi)的財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，包括設(shè)備、資料、物品等。消防系統(tǒng)的及時響應(yīng)和正常運(yùn)行能夠最大程度地減小火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失。消防配電設(shè)計(jì)要確保消防設(shè)備能夠按需供電，以保護(hù)建筑內(nèi)部財(cái)產(chǎn)的安全[1]。（3）遵守法規(guī)與規(guī)范。消防配電設(shè)計(jì)必須符合國家和地方性法規(guī)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不僅是法律義務(wù)，也是確保建筑物安全的重要保證，符合法規(guī)與規(guī)范的設(shè)計(jì)不僅保障人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全，還降低建筑業(yè)主可能面臨的法律責(zé)任和罰款，所以需要確保消防配電設(shè)計(jì)的合規(guī)性。（4）防止火災(zāi)蔓延。消防配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行能夠有效阻止火災(zāi)蔓延。如果火災(zāi)得以迅速撲滅，那么將不會蔓延到整棟建筑物，從而減小火災(zāi)造成的損失。消防配電設(shè)計(jì)確保火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、疏散通道燈光等設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生時能夠及時響應(yīng)，幫助撲滅火源，避免蔓延，從而減少火災(zāi)帶來的破壞[2]。（5）建筑電氣系統(tǒng)的可持續(xù)性。如果火災(zāi)造成了電氣系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p壞，那么建筑可能需要付出巨大成本來修復(fù)損壞的設(shè)備和電纜。合理設(shè)計(jì)的消防配電系統(tǒng)能夠降低風(fēng)險(xiǎn)，確保電氣系統(tǒng)的可持續(xù)性，減少維修和更換設(shè)備的頻率，從而降低了運(yùn)營成本。

2.建筑電氣設(shè)計(jì)中消防配電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

下圖1 為建筑電氣設(shè)計(jì)中消防配電設(shè)計(jì)的基本流程。

圖1 消防配電設(shè)計(jì)的基本流程

2.1 消防電力需求計(jì)算

在建筑電氣設(shè)計(jì)中，消防電力需求計(jì)算具有重要作用，其準(zhǔn)確性直接關(guān)系到消防設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生時是否能夠正常運(yùn)行，如果電力供應(yīng)不足，消防設(shè)備無法工作，將對人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅，所以消防電力需求計(jì)算是建筑電氣設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，必須慎之又慎。為了進(jìn)行消防電力需求計(jì)算，需要了解消防電力需求的組成，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是在火災(zāi)發(fā)生時發(fā)出警報(bào)信號的關(guān)鍵部分，包括火災(zāi)報(bào)警器、火警控制面板、火警警鈴等設(shè)備，設(shè)備需要電力供應(yīng)以正常運(yùn)行；火警噴淋系統(tǒng)用于撲滅火源，包括水幕噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等，需要電力來啟動和控制，以確?；鹁瘯r能夠迅速響應(yīng)；應(yīng)急照明系統(tǒng)用于疏散通道和緊急出口的照明，以確保人員能夠安全疏散，照明設(shè)備需要電力供應(yīng)，以保證其正常運(yùn)行；疏散通道燈光用于標(biāo)識和照明疏散通道，幫助人員安全疏散，燈光設(shè)備需要電力支持；消防泵站用于供水和壓力，以支持火災(zāi)撲滅工作，泵站通常需要大量電力來運(yùn)行；消防電力需求還可能包括其他消防設(shè)備，如火災(zāi)報(bào)警電話系統(tǒng)、煙霧排煙系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)等[3]。

為了計(jì)算消防電力需求，可以采用分級計(jì)算方法，分級計(jì)算是將建筑內(nèi)不同消防設(shè)備的電力需求按優(yōu)先級劃分，然后逐級計(jì)算電力需求，該方法可以確保關(guān)鍵設(shè)備得到優(yōu)先供電；設(shè)備法計(jì)算是根據(jù)每種消防設(shè)備的電力需求來計(jì)算總電力需求，該方法更加詳細(xì)，適用于需要精確計(jì)算的情況；面積法計(jì)算是基于建筑的面積和類型來確定消防電力需求，該方法適用于建筑結(jié)構(gòu)簡單，不涉及復(fù)雜設(shè)備的情況；規(guī)范法計(jì)算是參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，按照規(guī)定的計(jì)算方法來確定消防電力需求，能夠確保計(jì)算的合規(guī)性。

在進(jìn)行消防電力需求計(jì)算時，需要考慮設(shè)備數(shù)量和功率，不同類型的消防設(shè)備具有不同的電力需求，需要準(zhǔn)確考慮設(shè)備的數(shù)量和功率；在計(jì)算電力需求時，需要考慮多個消防設(shè)備是否會同時運(yùn)行，因?yàn)橥瑫r運(yùn)行時的總需求可能會更高；在設(shè)計(jì)中需要考慮備用電源，以確保消防系統(tǒng)在電力中斷時仍然能夠正常運(yùn)行，且電纜容量需要足夠大，以承載消防電力需求的傳輸。除此之外，消防電力需求的計(jì)算還需要考慮電源的可持續(xù)性和備用電源，為了確保系統(tǒng)在電力中斷時能夠繼續(xù)運(yùn)行，備用電源如發(fā)電機(jī)或UPS 系統(tǒng)應(yīng)考慮納入設(shè)計(jì)中，備用電源可以為消防設(shè)備提供持續(xù)電力供應(yīng)，以保障系統(tǒng)的可靠性[4]。

2.2 消防電力系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

良好設(shè)計(jì)的消防電力系統(tǒng)不僅能防范火災(zāi)，還能幫助控制火勢、提供疏散通道的照明、驅(qū)散煙霧等，在設(shè)計(jì)時需要確保系統(tǒng)具有如下幾項(xiàng)功能：（1）消防發(fā)電機(jī)。在火災(zāi)發(fā)生時，電力供應(yīng)可能會中斷，因此需要備用電源以確保消防設(shè)備的正常運(yùn)行，消防發(fā)電機(jī)是關(guān)鍵的組件，能夠提供獨(dú)立于主電源的電力供應(yīng)，通常是柴油發(fā)電機(jī)，可以在停電時自動啟動，為消防設(shè)備提供電力。（2）消防電力配電盤。消防電力配電盤是將電力從消防發(fā)電機(jī)傳送到各個消防設(shè)備和電路的關(guān)鍵組成部分，必須具備高度可靠性和自動切換功能，以確保電力能夠即刻傳送到需要的地方，還必須滿足電氣安全要求，以防火災(zāi)引發(fā)電路故障。（3）消防設(shè)備電源。消防電力系統(tǒng)的主要任務(wù)是為消防設(shè)備提供穩(wěn)定的電源，包括消防水泵、噴淋系統(tǒng)、煙霧排風(fēng)系統(tǒng)、火警探測器等，設(shè)備必須始終處于正常工作狀態(tài)，以確保火警時能夠立刻響應(yīng)。（4）照明和安全電源。消防電力系統(tǒng)還需要提供照明和安全電源，以確保人員可以安全疏散建筑，包括逃生通道的照明、緊急出口標(biāo)志的照明、緊急通信系統(tǒng)和緊急呼叫按鈕，設(shè)備必須在火災(zāi)時保持通電，以提供安全的疏散途徑[5]。（5）煙霧排風(fēng)系統(tǒng)。在火災(zāi)發(fā)生時，煙霧排風(fēng)系統(tǒng)必須能夠有效地排除煙霧，以確保人員能夠安全地逃離建筑，需要可靠的電力供應(yīng)，以確保系統(tǒng)可以持續(xù)運(yùn)行。（6）滅火系統(tǒng)。消防電力系統(tǒng)需要為滅火系統(tǒng)提供電力，包括自動噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)等，系統(tǒng)需要電力來啟動和控制，以有效地?fù)錅缁鹪础＃?）火警探測器。消防電力系統(tǒng)需要支持火警探測器的正常運(yùn)行，探測器在發(fā)現(xiàn)火源時會觸發(fā)火警，然后通過聲音和光信號來警示人員。

2.3 消防電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在消防電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，冗余性是關(guān)鍵要點(diǎn)，為了確保系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)考慮使用多個獨(dú)立的電源，如主電源和備用電源，以應(yīng)對主電源故障的情況，備用電源通常包括發(fā)電機(jī)組，其自動啟動功能可確保在主電源中斷時系統(tǒng)能夠繼續(xù)供電。選擇適當(dāng)?shù)碾娋€和電纜，保證消防電力系統(tǒng)可靠性，必須選擇具有耐火性能的電纜（如圖2 所示），以確保線纜在火災(zāi)中不會受到損壞，從而保持電力供應(yīng)，且電纜的絕緣和外殼材料應(yīng)具備阻燃特性，以防止火勢蔓延。電纜的走線和防護(hù)是設(shè)計(jì)中的重要考慮因素，電纜應(yīng)穿越防火分隔墻或屏障時，需要采取措施確保其完整性，以阻止火勢蔓延，且電纜應(yīng)放置在防火電纜溝或護(hù)套中，以提供額外的保護(hù)。電力分配的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括明晰的回路分配和負(fù)載均衡，電力系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的回路來支持火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、滅火設(shè)備、照明和緊急通信系統(tǒng)等，同時各個回路應(yīng)合理均衡負(fù)載，以確保不會因某一回路的超載而影響其他回路的正常運(yùn)行。自動切換設(shè)備用于在主電源故障時將電源切換到備用電源，設(shè)備必須設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)得當(dāng)，以確保能夠迅速、可靠地完成切換，且應(yīng)具備監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制功能，以提高系統(tǒng)的可操作性。消防電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)還包括確保系統(tǒng)元件和設(shè)備具備足夠的防火性能，例如電力配電盤、開關(guān)、插座等設(shè)備應(yīng)具備耐火性，以確保在火災(zāi)中不會成為火源[6]。

圖2 一種防火消防線纜

2.4 消防電力系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)消防電力系統(tǒng)的施工方案時，需要合理確定主要的電源位置，通常位置應(yīng)位于建筑的關(guān)鍵區(qū)域，以確保在火警或其他緊急情況下能夠快速供電，且需要考慮備用電源，例如發(fā)電機(jī)組，以應(yīng)對電力中斷的情況；電纜和線路的布局對于消防電力系統(tǒng)的可靠性具有直接影響，需要選擇合適的電纜類型，如阻燃耐火電纜，以確保系統(tǒng)在火災(zāi)情況下不會受到損壞，且電纜和線路的布局應(yīng)考慮最短路徑，以減少線損和維護(hù)難度。地面接地系統(tǒng)是消防電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，用于確保電流能夠安全地流向地下，以防止電擊和火災(zāi)危險(xiǎn)，在施工方案設(shè)計(jì)中需要合理規(guī)劃地面接地系統(tǒng)，包括地線的敷設(shè)和接地電極的設(shè)置；確保施工方案的質(zhì)量控制非常重要，監(jiān)督施工過程，包括電纜敷設(shè)、設(shè)備安裝和接線連接，以確保一切按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，同時進(jìn)行系統(tǒng)的功能測試和性能驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)在投入運(yùn)行時能夠正常工作[7]。

2.5 消防電力系統(tǒng)檢驗(yàn)與調(diào)試

在進(jìn)行消防電力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與調(diào)試之前，需要確認(rèn)電路的連通性，包括檢查所有電纜、線路和接頭是否正確連接，以避免斷路或短路的問題，確保每個電路都能夠按照設(shè)計(jì)要求傳輸電力；電源切換是消防電力系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，以確保在主電源故障時能夠切換到備用電源，在檢驗(yàn)與調(diào)試中需要驗(yàn)證切換過程的正常運(yùn)行，包括自動切換開關(guān)的工作以及備用電源的啟動時間。所有與消防系統(tǒng)相關(guān)的電力設(shè)備，如噴淋系統(tǒng)、疏散通道照明、火警報(bào)警器等，都需要經(jīng)過詳細(xì)的檢查，確保設(shè)備的連接正確，電源供應(yīng)正常，且設(shè)備自檢功能正常；漏電流測試是確保系統(tǒng)的安全性和人員安全的重要部分，通過使用漏電流測試儀器，檢測電路中是否有漏電流存在，任何漏電流都需要立即修復(fù)，以防止電擊危險(xiǎn)。為了確?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性對，在檢驗(yàn)與調(diào)試中需要觸發(fā)火警報(bào)警器和探測器，確保能夠及時報(bào)警，并確保信號傳輸正常，同時測試火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的聲音和光信號設(shè)備，以確保能夠引起人員的注意；負(fù)載測試是驗(yàn)證消防電力系統(tǒng)的性能的重要環(huán)節(jié)，通過將負(fù)載接入系統(tǒng)，可以模擬實(shí)際使用情況，確保系統(tǒng)能夠提供足夠的電力支持，且需要測試系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行時間，以確定備用電源是否足夠[8]。

2.6 消防電力系統(tǒng)維護(hù)

制定詳細(xì)的定期檢查和維護(hù)計(jì)劃，計(jì)劃應(yīng)明確包括每個系統(tǒng)組件的檢查頻率和維護(hù)操作的步驟，定期的檢查和維護(hù)將有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在問題，防止系統(tǒng)故障；維護(hù)方案中應(yīng)包括完整的設(shè)備清單，列出所有系統(tǒng)組件，包括電纜、控制面板、火警報(bào)警器、噴淋系統(tǒng)等，且維護(hù)方案還應(yīng)明確備用部件和備件的儲備情況，以確保在需要時可以迅速更換故障的設(shè)備。如果消防電力系統(tǒng)包括控制器或監(jiān)控軟件，維護(hù)方案需要考慮定期更新軟件和固件，以確保系統(tǒng)保持最新的功能和安全性，更新操作應(yīng)按制造商的建議和最佳實(shí)踐來執(zhí)行；如果系統(tǒng)依賴電池備份，維護(hù)方案需要包括電池的定期檢查和維護(hù)步驟，包括檢查電池的電壓、容量和充電狀態(tài)，以確保其正常運(yùn)行并在需要時提供足夠的電力。

3.建筑電氣設(shè)計(jì)中消防配電設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1 充分考慮建筑結(jié)構(gòu)布局

消防設(shè)備的位置應(yīng)盡可能靠近潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，包括滅火器、噴淋系統(tǒng)、火警報(bào)警器和應(yīng)急照明等設(shè)備，通過合理布置設(shè)備，可以縮短響應(yīng)時間，提高火災(zāi)初期的撲救和疏散效率；建筑物可以劃分為不同的消防區(qū)域，以限制火災(zāi)的擴(kuò)散，在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮將消防電力系統(tǒng)劃分為相應(yīng)的區(qū)域，以確保在火災(zāi)發(fā)生時只需關(guān)閉受影響的區(qū)域，而不干擾整個建筑物的供電。電纜的交叉和并列會導(dǎo)致電磁干擾和熱耦合效應(yīng)，可能對電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，在建筑結(jié)構(gòu)布局中，應(yīng)盡量避免電纜的交叉和并列，或采取必要的隔離措施來減少互相干擾；建筑結(jié)構(gòu)布局應(yīng)確保電纜通道和管道具有足夠的容量，以容納所有電纜和線路，如果通道容量不足，可能會導(dǎo)致電纜過熱、過載或過度彎曲，從而影響系統(tǒng)的性能和可靠性。

3.2 采用智能化控制技術(shù)

智能化火警探測器能夠自動識別火警信號，同時減少誤報(bào)率，智能火警探測器具備自學(xué)習(xí)能力，能夠識別典型火警特征，從而提高火警檢測的準(zhǔn)確性和速度；智能化控制技術(shù)允許消防系統(tǒng)與建筑其他智能系統(tǒng)集成，如安全管理系統(tǒng)或建筑自動化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更靈活的報(bào)警方式，如通過手機(jī)應(yīng)用程序、電子郵件或短信通知，提高響應(yīng)速度和通信效率。采用智能化火警報(bào)警器可以提高警報(bào)的準(zhǔn)確性和對火災(zāi)位置的精確識別，報(bào)警器能夠根據(jù)火警信號的類型和強(qiáng)度來發(fā)出不同的聲音或光信號，幫助人員更好地理解火警的緊急程度；智能化控制技術(shù)可以用于自動滅火系統(tǒng)，以快速檢測火源并觸發(fā)噴淋系統(tǒng)或其他滅火設(shè)備，減少人為干預(yù)的需求，提高滅火的速度和準(zhǔn)確性。采用智能控制技術(shù)的消防配電系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，操作人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)或移動應(yīng)用程序?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)，迅速采取措施響應(yīng)緊急情況，即使不在現(xiàn)場也能及時介入；智能化控制技術(shù)還可用于自動維護(hù)和診斷，系統(tǒng)能夠監(jiān)測電纜、設(shè)備和控制器的狀態(tài)，并自動發(fā)出維護(hù)警報(bào)，指示何時需要維修或更換部件，可以減少系統(tǒng)故障和停機(jī)時間。

結(jié)語：

綜上所述，消防配電設(shè)計(jì)在建筑電氣設(shè)計(jì)中具有不可替代的重要性，能夠保障人員的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，確保建筑物的合規(guī)性，防止火災(zāi)的蔓延，同時提高建筑電氣系統(tǒng)的可持續(xù)性。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時必須認(rèn)識到消防配電設(shè)計(jì)的重要性，并充分考慮各種因素，以保障建筑物的整體安全，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保建筑的可持續(xù)性和安全性。