建筑电气消防设备供电设计问题探讨

建筑电气消防设备供电设计问题探讨

张国彬  ,杨华滨 ,丁建辉

中国电子工程设计院有限公司河南分公司    河南郑州   450000

摘要：建筑电气消防工程供电线路的复杂度不断提高，供电设计难度也越来越大。为了确保建筑电气消防设备供电设计水平，需要对建筑电气消防供电系统的设计要求进行分析。基于此，本文针对当前建筑电气消防设备供电设置存在的具体问题，从多个层次出发提出建筑电气消防设备供电设计系统的优化策略，为类似工程供电设计提供参考。

关键词：建筑；消防设备；供电系统；供电设计

一、建筑电气消防供电系统要求

在建筑电气消防供电系统设计过程中，需要严格按照相应的要求保证供电系统稳定运行。

1. 尽可能提高供电电源的可靠性

目前，建筑楼层不断增加，高层公共建筑规模也越来越大，人员比较密集，电气设备的供电可靠性会直接影响建筑的安全水平，对建筑内部人员的人身安全产生影响。一旦发生火灾，需要确保电气消防设备能够及时报警，并采取应急灭火措施，有效疏散人群，对火灾蔓延进行严格控制。在建筑电气消防供电系统设计过程中，需要根据建筑工程的具体应用功能确定电力负荷等级，保障高层民用建筑用电设施供电稳定可靠。

2. 加强供配电系统网络设计

在建筑电气消防供电系统设计时，需要根据电气消防设备的用电需求对供配电系统网络进行科学布置，防止在火灾发生时火势沿着电气线路蔓延，导致火灾区域扩大，威胁消防人员安全。在配电系统网络设计时，要根据火灾的具体情况保证消防设施供电稳定的同时，有选择性地切断非消防电源。

3. 对消防供电系统进行简化处理

为了方便切换电源，在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，要确保正常工作电源与应急电源的供配电系统相互独立，使电力系统与照明系统分开供电。这样消防设备系统和照明系统都可以正常工作。一旦发生火灾事故，正常工作电源无法运行时，可以及时切换应急电源。配电系统消防用电等负荷系统在火灾影响下需要保证应急电源系统能够连续供电。除此之外，还要确保两回路能够有效切换供电，这样才能进一步保证火灾发生时，救灾工作顺利进行。

二、建筑电气消防设备供电设计问题

1. 照明电路设计

照明电路设计作为建筑电气消防设备供电设计过程中必须关注的重要环节，必须采取合理措施提升照明电路设计的有效性。在火灾事故发生时，现有的建筑电气消防设备中照明设备会开启照明电源，但是在该电源开启时，普通照明系统会被切断。在人员疏散过程中，虽然利用应急照明可以为人们提供照明光源，但是火灾发生后，建筑内部情况具有极强的未知性，会带给人员恐惧感。因此，在紧急情况下，人们仍然习惯沿用熟悉路线逃生，在建筑环境内部普通照明覆盖的固定线路更加被人熟知。一旦关闭普通照明，利用应急照明提供光源时，会影响人流疏散效率，可能会出现人群混乱甚至出现踩踏事故。因此，在人群疏散时，需要确保应急照明的同时，提供普通照明，缓解疏散人群的恐惧感和紧张情绪，确保人群疏散顺利进行。

2. 双电末端自切问题

一般情况下，在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，消防设备的用电独立性相对较强，可以有效防止在火灾发生时建筑用电中断而对消防设备的使用安全产生负面影响。因此，在建筑电气消防设备供电系统设计时，需要重视双电源末端自切设计。但是在实际设计中很多建筑电气消防设备使用的供电设计与这一要求并不符合。我国城市化建设水平不断上升，高层建筑和超高层建筑数量也越来越多，建筑电气消防设备的供电需求出现了一些变化。供电设计的复杂度越来越高，难度也在逐渐上升，为了保证建筑用电安全，需要通过双电源末端切换形式完成供电系统设计。但是在实际设计过程中，并没有对常用电源与备用电源进行科学安排和规划，导致常用电源发生故障时，无法自动切换到备用电源，影响供电系统的稳定性。

3. 线路敷设问题

在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，需要对供电线路敷设进行严格控制。火灾发生时，如果线路敷设出现问题，会导致火势随着线路不断蔓延。因此，需要重视线路敷设问题控制。在建筑电气竖井完成线路敷设施工时，需要根据不同线路的类别分槽敷设，按照隔离敷设方法进行施工，确保其满足安全距离要求。一般情况下，消防配电线路与其他配电线路敷设在同一竖井内进行安装时，需要将线槽在竖井两侧进行布置，同时要利用矿物绝缘类不燃性电缆进行施工。出电气竖井之后一般会在墙体内完成线路暗敷或者利用金属线槽金属线管进行明敷。消防回路的线槽以及金属线管明敷完成后还要进行防火漆外涂。在建筑施工过程中禁止将线路暴露在自然环境中，禁止利用PVC的塑料管线在吊顶内明敷线路。暗敷配电线路的安全水平相对较高，能够有效防止火灾对电线电缆线路造成损坏。并且发生火灾后，暗敷线路也可以通过隔离火和线路，防止火灾蔓延。

一般情况下，在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，装修设计监管难度比较大，可能会利用塑料导管代金属导管进行敷设。大多数装修设计并未利用无卤低烟阻燃线缆进行施工。一旦发生接地或者短路故障，塑料导管和导线可能会被燃烧出现损坏并释放大量有毒气体，损坏在吊顶内敷设的消防报警系统等，导致其无法发挥预防火灾的作用。

4. 供电回路问题

在建筑电气消防设备供电系统设计过程中采用的回路形式必须按照我国的消防标准进行施工。目前，电气消防设备专用的供电规范中明确要求消防用电的设备必须利用专用厂家生产的供电回路，同时要将其作为配电设备在正面有明显标志。在建筑物中消防用电设备也要严格按照专用供电回路进行施工。但是在实际施工中对消防用电设备的供电回路应用仍然存在一些问题。一些建筑电气消防设备的供电回路违规采用非专用回路。在电气消防用电配电设备施工图检查过程中发现，一些建筑虽然按照防火分区完成了电路设置，并且也为消防设备配置了应急电源。但是一些公共建筑在施工过程中，并不能完全按照相应的规定进行设置，也没有开展防火分区工作，并未设置对应的应急电源。还有一些建筑在施工过程中为了节省成本，将应急照明与普通照明合二为一。这些都会导致火灾发生后的安全隐患增加，影响消防应急照明供电系统的可靠性和安全性。

此外，在一些建筑物中将普通非消防负荷接入消防用电设备供电回路中，例如一些建筑物直接将走廊的照明系统、生活水泵等非消防设用电设备接入消防用电设备供电回路。还有一些建筑物在施工过程中将消防控制室双电源配电箱系统按照普通配电箱系统进行设计。还有一些建筑物的消防电源系统未经过批准擅自接入建筑物楼层空调系统。这不仅会导致非消防设施用电负荷增加，而且民用设备的标准与消防供电设计的必备设施存在一定差异，一旦发生火灾可能无法发挥作用，直接威胁人们的生命财产安全和经济财产安全。在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，必须严格按照我国的相关规定完成供电回路设计，尽可能确保消防用电设备供电可靠稳定。

三、供电设计优化策略

1. 负荷保护设计

在建筑电气消防设备设计过程中，超负荷用电现象比较严重，供电设计人员必须对建筑电气消防设备的负荷保护进行有效设计。主要按照消防设备类型开展负荷保护设计，一般可以采取以下措施：

排风机设计要点。建筑物内发生火灾后烟雾含量比较多，而烟雾除了会对逃生人员的能见度产生影响之外，也会对逃生人员的呼吸系统产生影响。因此，需要重视排风机的设计工作。在建筑电气消防设备供电系统设计优化过程中，排风机主要包含单速与双速排风机。在设计时要根据具体的管辖范围完成负荷保护调整。其中单速排风机可以发挥报警作用；而双速排风机除了发挥报警作用之外，还要及时切断电源信号，防止火灾损毁电源线路。

硬件设施设计。一般情况下，硬件设置主要以送风机、防火门、压风机以及防火卷帘等为主。在这些硬件设施设计过程中需要确保电力供应的稳定性，可以有效阻挡火势，为建筑内人员疏散提供时间。

备用设备设置。在过负荷保护过程中，需要对消防水泵等备用设施进行有效设置。在主设施和备用设施的过负荷保护要确保在相同时间段内，根据实际情况切断报警电源。这一类设施要确保长时间的稳定运行状态。因此，在实际设计时可以利用轮流转换方式进行设计。

消防电梯设置。一般情况下，消防电梯有过负荷保护功能，需要及时切断电源和保护信号。一旦发生火灾，可以发挥报警信号功能。

2. 供电线路保护设置

在供电线路保护设置过程中，需要严格按照我国相关规定对消防用电设备配电回路的过负载保护设计进行要求（过负载报警，不切断主回路）。这直接影响火灾的扑救效率，过负载切断用电设备电源设计的应用可能会导致灭火时突然断电造成更大损失。因此，在供电设计优化过程中需要重视防火设施线路设计。按照安全用电的原则在防火线路上安装切断电路的过负荷保护电器，例如在消防水泵供电线路上安装过负荷保护器，在正常供电时可以限制用电量。但是在电气消防设备设计过程中，需要对过负荷保护作出一定要求（过负载报警，不切断主回路），在消防设备应用过程中，如果超出负荷会出现断电问题，直接影响灭火效果。因此，在供电线路设计时，要确保消防水泵的供电线路即使在灭火时超过负荷也要保证供电的稳定性。否则一旦断电消防水泵会失去功能，直接影响灭火效率。在供电线路保护设计过程中，要关注过负载保护设计确保其发挥性报警信号功能。在我国很多配电设计规范中都有所要求，例如在建筑电气与智能化通用规范中要求对于因过负荷引起断电而造成更大损失的供电线路，过负荷保护应作用于信号报警，不应切断电源。

3. 联动控制系统设计

(1）消防水泵开关控制设计。在消防水泵开关控制设计过程中，可以利用建筑物的消防栓开关开启消防泵，也可以利用消防控制室手动开关消防水泵，还可以通过总线编码对消防泵等运行状态进行控制。消防泵和备用开关状态都要输入模块进行监控。

(2）火灾自动喷水装置控制。一旦发生火灾，玻璃球喷头会被熔破，而水直接由破裂的喷头喷出。随着水的喷出和管网压力降低，水流指示器和湿式报警阀等开关会自动开打开，延时20秒后可以传达报警信号。总控制室在获取信号后可以及时发出指令，开启火灾自动喷水装置，并及时发出火灾警报。这样能够有效控制火灾蔓延，减少损失。

(3）火灾排烟控制系统。在火灾控制系统设计过程中，一旦发生火灾，火灾控制中心可以自动报警。主要通过智能输入/输出模块对相关信号输出进行控制。信号可以接通发生火灾的层和相邻上下两层的排烟系统开关，操作开关并将排烟风机和送风机开启，可以停止这一范围内空调风机以及非消防用电电源，关闭空调防火阀，同时将信号传送到消防控制室，达到排烟目的。

结束语

总而言之，在建筑电气消防设备供电系统设计过程中，必须重视消防负荷设计要点，尤其是对消防水泵、消防风机等设备进行配电设计时，要严格按照我国的相关标准和要求，保证供电系统的安全性以及持续性。设计人员还要根据不同建筑物的具体功能对电气消防设备的供电系统进行科学设计，提高消防设备的用电安全，在最大程度上降低火灾发生后产生的经济财产损失和生命财产损失。

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