建筑電氣設(shè)計(jì)消防配電設(shè)計(jì)研究

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【摘要】電氣設(shè)計(jì)與建筑使用安全密切相關(guān)，而電氣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于優(yōu)化消防配電設(shè)計(jì)。優(yōu)質(zhì)的消防配電設(shè)計(jì)可促進(jìn)消防設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)及時(shí)警報(bào)，支持消防救援，提升建筑使用功能和建筑安全性。本文闡述針對消防配電設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的重要意義，總結(jié)消防配電設(shè)計(jì)中的常見類別，并對設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究，以期能為相關(guān)工作人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】消防配電系統(tǒng)；建筑工程；配電設(shè)計(jì)研究；建筑安全

前言

當(dāng)代建筑以高層建筑為主，此類建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電氣設(shè)計(jì)難度較高，電氣設(shè)計(jì)安全性與使用者人身財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)。尤其是消防配電設(shè)計(jì)，直接決定建筑的消防安全水平。優(yōu)質(zhì)的消防配電設(shè)計(jì)可促進(jìn)消防設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)及時(shí)警報(bào)，支持消防救援，提升建筑使用功能和建筑安全性。

1研究必要性

經(jīng)濟(jì)發(fā)展以后，城市建設(shè)提速，在此發(fā)展進(jìn)程中，高層建筑層出不窮，建筑功能日益多元化，建筑總量增長幅度較大。評價(jià)建筑質(zhì)量時(shí)，通常從兩個(gè)核心維度著手：①使用功能；②安全性。電氣設(shè)計(jì)與安全性和使用功能皆有密切關(guān)聯(lián)。電氣設(shè)計(jì)中涵蓋多個(gè)系統(tǒng)，其中消防配電對建筑安全產(chǎn)生決定性作用。消防配電設(shè)計(jì)不科學(xué)，不僅影響整個(gè)電氣系統(tǒng)的日常運(yùn)行和建筑功能使用，而且在火災(zāi)等意外發(fā)生時(shí)，可能出現(xiàn)延遲警報(bào)、無法及時(shí)切斷故障電路，進(jìn)而導(dǎo)致錯(cuò)失黃金逃生時(shí)機(jī)以及火災(zāi)加速蔓延、影響電氣系統(tǒng)全局的不良后果。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在建筑火災(zāi)中，約有53.24%的電氣火災(zāi)是因消防配電設(shè)計(jì)不科學(xué)引發(fā)，后果極其嚴(yán)重，在造成大量財(cái)物損失之外，更造成人員傷亡。對消防配電設(shè)計(jì)加強(qiáng)深入研究，促進(jìn)科學(xué)設(shè)計(jì)，可減少意外損失，提升建筑抗災(zāi)能力，增強(qiáng)建筑安全[1]。

2設(shè)計(jì)常見類別

2.1放射式設(shè)計(jì)

此類設(shè)計(jì)方案具有常用性，應(yīng)用優(yōu)勢顯著。采用此種設(shè)計(jì)，保證配電設(shè)計(jì)獨(dú)立性，當(dāng)線路故障發(fā)生時(shí)，不易造成連鎖反應(yīng)，可避免危及其他線路。在其設(shè)計(jì)中，通用選擇幾種配電，易于后期管理，提升消防系統(tǒng)日常管理便捷度，與此同時(shí)，此種設(shè)計(jì)穩(wěn)定性較高，可促進(jìn)持續(xù)配電支持。應(yīng)用該設(shè)計(jì)，可促進(jìn)電路供應(yīng)獨(dú)立，保證不同功能區(qū)域或設(shè)備的相對獨(dú)立性，其中某一部位損壞，對全局無顯著影響，從功能層面進(jìn)行評價(jià)，該設(shè)計(jì)方案較為理想。因?yàn)槠涔╇娔Ｊ綖榧惺焦╇?，管理易于?zhí)行，可提高效率，對后續(xù)投入需求較低，對管理隊(duì)伍和管理投入而言具有顯著優(yōu)勢。在具體應(yīng)用中，該設(shè)計(jì)對火災(zāi)相關(guān)監(jiān)控和預(yù)警活動(dòng)，以及進(jìn)行范圍控制時(shí)，具有較為優(yōu)質(zhì)的成效。此種設(shè)計(jì)缺陷在于對材料消耗較大，在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，需要使用大量開關(guān)，以及使用大量電線，對成本要求較高，在實(shí)際建設(shè)中對有色金屬需求度較高，資源消耗顯著，應(yīng)用范圍有限，難以廣泛普及，對于單臺容量高的電氣設(shè)備具有適配性。此外，此類設(shè)計(jì)通常具有較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對消防專用的導(dǎo)線與控制導(dǎo)線的相關(guān)開關(guān)需求較大，在敷設(shè)管線時(shí)需要大量成本。加之以獨(dú)立線路實(shí)現(xiàn)電路供應(yīng)，在運(yùn)行時(shí)，常見額外電能損耗，因此從節(jié)能角度而言，具有一定缺陷?？傮w而言，設(shè)計(jì)使用成本較高，火災(zāi)發(fā)生可能性較低，或者當(dāng)該建筑具有較低的消防等級時(shí)，在經(jīng)濟(jì)效應(yīng)方面存在缺陷[2]。

2.2樹干式設(shè)計(jì)

線路發(fā)生故障時(shí)，樹干式設(shè)計(jì)會切斷其他線路，對系統(tǒng)全局存在影響。故而在應(yīng)用樹干式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提前了解實(shí)際用電情況，以及電氣系統(tǒng)的宏觀穩(wěn)定性，基于調(diào)查數(shù)據(jù)實(shí)施電氣應(yīng)用數(shù)據(jù)分析，制定個(gè)性化設(shè)計(jì)方案，提升穩(wěn)定性，做好干線切換設(shè)計(jì)，提升切換精準(zhǔn)性和科學(xué)性。簡而言之，該設(shè)計(jì)存在較為顯著的主線設(shè)計(jì)，主線通常為1條，或數(shù)量較少，應(yīng)用較為普遍。但其設(shè)計(jì)共用配電線路，可由局部影響全局，缺陷較為顯著。

2.3鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)

鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)與之前文所述樹干式設(shè)計(jì)具有相似性，即在應(yīng)用時(shí)，可對其他線路產(chǎn)生影響，但較之樹干式設(shè)計(jì)，此種設(shè)計(jì)穩(wěn)定性較差，在應(yīng)用時(shí)，較易發(fā)生設(shè)備、線路同步故障，影響使用安全，管理難度較高。

2.4混合式設(shè)計(jì)

所謂混合式設(shè)計(jì)，即為對以上三種設(shè)計(jì)進(jìn)行靈活組合，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)運(yùn)用。在其應(yīng)用中，基于不同設(shè)計(jì)模式的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)整合，完善全局設(shè)計(jì)，進(jìn)行科學(xué)搭配，靈活度較高。進(jìn)行混合設(shè)計(jì)，也可促進(jìn)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，對優(yōu)化電氣系統(tǒng)全局設(shè)計(jì)、強(qiáng)化建筑安全性能具有積極意義。

3設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在配電設(shè)計(jì)中，供電系統(tǒng)居于基礎(chǔ)地位，消防配電宏觀應(yīng)用質(zhì)量與供電系統(tǒng)穩(wěn)定性密切相關(guān)。優(yōu)化供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可強(qiáng)化消防系統(tǒng)穩(wěn)定供電支持，保證消防系統(tǒng)得到安全應(yīng)用（見圖1）。當(dāng)前該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)常見問題如下：①高壓電路問題。在設(shè)計(jì)高壓電路時(shí)，常見不科學(xué)設(shè)計(jì)。為促進(jìn)電氣系統(tǒng)安全，在針對一級負(fù)荷供電進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，其二級回路要求設(shè)計(jì)為高壓電路，其電力資源支持應(yīng)具有獨(dú)立性，不可與其他供電混用。在該類設(shè)計(jì)中，通常使用電池。然而實(shí)際設(shè)計(jì)中，建筑多以高壓母線開關(guān)當(dāng)成連鎖輸入的電氣系統(tǒng)支持。采用該供電方式進(jìn)行供電，降低消防配電質(zhì)量，構(gòu)成安全隱患，應(yīng)予以避免，嚴(yán)格執(zhí)行獨(dú)立供電設(shè)計(jì)；②供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)置雙向電源，但在許多設(shè)計(jì)中僅以單向電源作為供電系統(tǒng)支持，使用此種電源模式，在供電出現(xiàn)異常時(shí)，難以有效控制供電，將導(dǎo)致供電不穩(wěn)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，基于以上問題，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求，優(yōu)化配電線路，促進(jìn)供電穩(wěn)定。在規(guī)劃配電線路中，應(yīng)對線路材料進(jìn)行優(yōu)質(zhì)選擇，確保其材料結(jié)構(gòu)具有不燃的特點(diǎn)，對材料的內(nèi)部保護(hù)層也應(yīng)加強(qiáng)把控，厚度應(yīng)為3cm以上。電纜負(fù)荷方面，應(yīng)對二級負(fù)荷做到有效承載，同時(shí)其耐壓值應(yīng)高于450V。明敷管線應(yīng)選擇密封金屬線槽，加強(qiáng)管套防護(hù)；暗敷管線也應(yīng)強(qiáng)化管線選材控制。電源監(jiān)控方面，應(yīng)對監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行科學(xué)控制，促進(jìn)穩(wěn)定配電。自動(dòng)報(bào)警裝置供電應(yīng)不小于10min，消火栓供電不小于3h，自動(dòng)噴水供電不小于1h，火災(zāi)疏散標(biāo)志供電不小于0.5h。此外，應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，促進(jìn)穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

3.2報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

報(bào)警系統(tǒng)是消防系統(tǒng)重要功能部分，在其應(yīng)用中，應(yīng)在火災(zāi)發(fā)生后，立即啟動(dòng)控制系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在設(shè)計(jì)前，應(yīng)先對建筑布局進(jìn)行宏觀掌握，做好火災(zāi)救援基礎(chǔ)，促進(jìn)建設(shè)宏觀設(shè)計(jì)科學(xué)性，該部分設(shè)計(jì)中，應(yīng)了解電源情況，確保電源符合切斷標(biāo)準(zhǔn)，在電路出現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間執(zhí)行切斷操作，應(yīng)將管線、電源與相關(guān)設(shè)備在設(shè)計(jì)圖中明確標(biāo)注。建筑所用消防配電若為三級配電，應(yīng)在消防設(shè)計(jì)中為照明設(shè)備安裝蓄電池，未能切除應(yīng)急照明設(shè)備供應(yīng)的電源，應(yīng)及時(shí)予以排查清理，保證設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)要求一致。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)基于建筑報(bào)警需求制定個(gè)性化設(shè)計(jì)方案，保證有效控制。在設(shè)計(jì)消防電梯線路時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)兩路專線，通常在地下室設(shè)置消防變電所，其配電延伸到頂層電梯機(jī)房。線路應(yīng)選用耐火電纜，也可使用礦物絕緣電纜作為兩路線路之一。

3.3電源監(jiān)控

電源監(jiān)控的作用在于監(jiān)測消防配電的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，提供相應(yīng)數(shù)據(jù)，設(shè)備控制工作即以其為依據(jù)科學(xué)進(jìn)行。該類設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)常見問題是消防電源監(jiān)控缺位，或者在發(fā)電機(jī)中，缺少自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)裝置，以及電壓檢測器未在設(shè)計(jì)之中等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在電源箱中按規(guī)定安裝電源監(jiān)控相關(guān)設(shè)備，定期進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)檢查，保證其正常運(yùn)行，記錄檢查記錄，工作人員基于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)判斷運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。還應(yīng)對非消防電源加強(qiáng)管理，保證消防配電系統(tǒng)可在火情發(fā)生時(shí)，進(jìn)行電源切斷控制，保證及時(shí)發(fā)出警報(bào)，及時(shí)切斷故障線路。3.4供電設(shè)備在消防配電中，應(yīng)選擇與系統(tǒng)適配度較高的供電設(shè)備，保證消防報(bào)警系統(tǒng)覆蓋整個(gè)建筑，應(yīng)對供電設(shè)備進(jìn)行分級管理控制，促進(jìn)有效供電。報(bào)警系統(tǒng)方面，應(yīng)采用識別管理模式，確保及時(shí)定位起火點(diǎn)，維持電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。在部分建筑中，消防設(shè)備電源為公用狀態(tài)，在其設(shè)計(jì)中，應(yīng)對設(shè)備末端單獨(dú)進(jìn)行電源裝置設(shè)計(jì)，確保該裝置為可自由切換狀態(tài)，促進(jìn)供電穩(wěn)定。此外，設(shè)計(jì)中應(yīng)包含火災(zāi)探測設(shè)備，確保供電安全和及時(shí)發(fā)出警報(bào)。設(shè)備選擇應(yīng)以規(guī)范為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)布置供電設(shè)備，方可保證配電系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行消防電源規(guī)劃時(shí)，當(dāng)前設(shè)計(jì)多為雙跳閘模式，安全性較低，極易誘發(fā)配電系統(tǒng)短路，影響穩(wěn)定配電。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)基于建筑情況，優(yōu)化布置供電設(shè)備，降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。供電設(shè)備相關(guān)裝置選擇時(shí)，應(yīng)從材質(zhì)、性能方面加強(qiáng)把關(guān)，使其與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相契合。

4結(jié)論

綜上所述，消防配電設(shè)計(jì)屬于建筑電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為促進(jìn)消防安全和使用安全，應(yīng)明確該類設(shè)計(jì)可行性模式，結(jié)合建筑情況，基于建筑需要，選擇與建筑適配度高的設(shè)計(jì)模式，提高消防配電設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)消防系統(tǒng)高效率、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，保證電氣消防安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王旭斌.消防配電設(shè)計(jì)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2020（20）：29-31.

[2]操龍先.消防配電設(shè)計(jì)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].技術(shù)與市場，2020，27（10）：79-80.

[3]李海歌.探究建筑電氣設(shè)計(jì)中的消防配電設(shè)計(jì)[J].冶金管理，2020（13）：30-31.

作者：王佾庭 王曉峰 單位：廈門市消防支隊(duì)