吳海明

（黃山新晨建筑科技有限公司）

0 引言

近年來(lái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，火災(zāi)事故數(shù)量也隨之不斷增加。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)，2022年一季度，全國(guó)火災(zāi)事件就有約21.9萬(wàn)起，從火災(zāi)發(fā)生原因來(lái)看，因消防配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的電氣火災(zāi)約占火災(zāi)總數(shù)的30%左右，因此消防配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性不言而喻?；诖?，筆者僅就消防電源及其配電、消防設(shè)施等在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、圖審過(guò)程中遇到的問(wèn)題展開探討。

1 建筑電氣中的消防電源配電系統(tǒng)

1.1 消防負(fù)荷雙電源供電要求

正確劃分消防負(fù)荷等級(jí)是消防設(shè)施正常運(yùn)行的基本保證，要求設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ο镭?fù)荷等級(jí)進(jìn)行劃分，制定出安全合理的消防配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

建筑內(nèi)的消防負(fù)荷劃分通常以建筑室外消防水量、建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范，可劃分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。

根據(jù)現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范，一級(jí)負(fù)荷要求具有雙重電源供電，而特級(jí)負(fù)荷除了要求具有雙重電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，應(yīng)急電源是獨(dú)立于正常電源外的第三電源（如柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池組等）。對(duì)于雙重電源供電要求，GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.2條和GB50016-2018《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第10.1.4條均給出了明確定義，但從我國(guó)中小城市電網(wǎng)建設(shè)來(lái)看，各地區(qū)的電網(wǎng)主網(wǎng)都是并聯(lián)運(yùn)行的，用戶變電站很難從電網(wǎng)上獲取雙重電源。對(duì)于電力部門提供的兩路電源，如果滿足在其中一個(gè)電源故障檢修（或發(fā)生火災(zāi)）時(shí)另一個(gè)電源不中斷供電的條件，那么這樣的電源可視為雙重電源供電。

1.2 消防負(fù)荷應(yīng)采用專用供電回路

目前，國(guó)內(nèi)建筑電氣工程設(shè)計(jì)消防負(fù)荷的低壓主接線主要有兩種設(shè)計(jì)方案，即有分組和不分組。有分組方案的特點(diǎn)是，消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷母線主斷路器分開，分別自成獨(dú)立系統(tǒng)，此方案主接線復(fù)雜、成本高，但當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防與非消防相互影響小，能保證消防負(fù)荷的供電可靠性。而對(duì)于不分組方案，消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷共用母線斷路器，這種接線方案優(yōu)點(diǎn)是成本低，接線比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，非消防負(fù)荷對(duì)消防負(fù)荷的影響較大，不利于非消防電源切斷，加上配電線路因滅火時(shí)消防水四溢導(dǎo)致的斷路器越級(jí)跳閘，影響消防設(shè)施正常運(yùn)行。至于消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷是否一定要分組設(shè)置，現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范并未明確規(guī)定，筆者建議，對(duì)于有大規(guī)模的一、二級(jí)消防負(fù)荷，可采用分組方案，消防負(fù)荷采用專用母線供電比較合理。這是因?yàn)槿绻?dāng)大量一、二級(jí)消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷共用低壓母線斷路器，滅火時(shí)電氣線路及消防設(shè)施會(huì)遇水出現(xiàn)短路，導(dǎo)致主進(jìn)線斷路器跳閘，從而影響消防負(fù)荷的供電可靠性。

1.3 消防負(fù)荷雙電源切換箱設(shè)置

消防負(fù)荷低壓供電方式一般都是由配電房引出兩路低壓電源至末端雙電源箱自動(dòng)切換供電。然而，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范給出“對(duì)消防用電設(shè)備應(yīng)在末端設(shè)置自動(dòng)切換裝置”，人們對(duì)于其中的“末端切換位置”是各設(shè)備機(jī)房控制箱處還是防火分區(qū)配電小間內(nèi)尚有一些爭(zhēng)議。新規(guī)范實(shí)施前，各設(shè)計(jì)院主流做法是在消防負(fù)荷末端設(shè)雙電源自動(dòng)切換裝置。但GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施以來(lái)，防火分區(qū)內(nèi)的防排煙設(shè)施、電動(dòng)擋煙垂壁、防火卷簾等消防負(fù)荷末端切換箱可設(shè)置于配電小間內(nèi)，這種做法大大減少了雙電源的開關(guān)使用，既滿足了消防負(fù)荷供電可靠性，又降低了項(xiàng)目成本。

1.4 消防配電線路保護(hù)

消防配電回路需要不間斷供電，這是建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)保證消防設(shè)施能持續(xù)可靠滅火的前提。因此，消防配電線路的保護(hù)應(yīng)以安全、可靠及可持續(xù)為設(shè)計(jì)原則。消防用設(shè)備（如消防水泵及防排煙風(fēng)機(jī)）的配電線路一般都安裝于地下室等潮濕場(chǎng)所，平時(shí)不運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)軸封腐蝕生銹，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、尖峰電流過(guò)大，導(dǎo)致斷路器的過(guò)負(fù)荷跳閘，火災(zāi)時(shí)消防用電設(shè)備不能正常運(yùn)行。消防用電設(shè)備斷電會(huì)造成更大損失，所以不應(yīng)設(shè)置過(guò)載保護(hù)功能。

針對(duì)消防負(fù)荷配電線路保護(hù)，筆者僅對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和審圖過(guò)程中遇到的問(wèn)題提出一些淺見(jiàn)：

（1）選用帶有復(fù)式脫扣器的斷路器對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。復(fù)式脫扣器具有短路和過(guò)載雙重保護(hù)功能，顯然違反現(xiàn)行規(guī)范要求。對(duì)于民用建筑內(nèi)的消防設(shè)備，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)新規(guī)范要求，選擇單磁脫扣的斷路器進(jìn)行保護(hù)。消防設(shè)備末端保護(hù)選用單磁脫扣斷路器，而對(duì)于上一級(jí)開關(guān)是否仍需選擇單磁脫扣斷路器，本文認(rèn)為，遇到這種情況，上級(jí)開關(guān)選擇一般比下級(jí)開關(guān)大1～2級(jí)，如果通過(guò)驗(yàn)算，末端啟動(dòng)電流能避開上級(jí)開關(guān)的長(zhǎng)延時(shí)脫扣整定電流，那么上一級(jí)開關(guān)仍可選擇復(fù)式脫扣。

對(duì)于應(yīng)急照明、電動(dòng)卷簾門、電動(dòng)擋煙垂壁這些功率較小的消防設(shè)備，幾乎不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載跳閘情況，因此，選擇復(fù)式脫扣還是單磁脫扣的斷路器區(qū)別不大。

（2）有備用機(jī)組的消防用電設(shè)備設(shè)計(jì)不合理。例如，地下室消防設(shè)備通常都是一用一備，大部分設(shè)計(jì)人員對(duì)常用和備用機(jī)組的保護(hù)裝置均設(shè)置了過(guò)載僅作用于信號(hào)不脫扣，違反了規(guī)范。對(duì)于有備用泵的消防設(shè)備，火災(zāi)時(shí)過(guò)載應(yīng)跳閘，備用泵投入工作。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，設(shè)置有過(guò)負(fù)荷僅作用于信號(hào)不脫扣的線路應(yīng)引至有人值班的場(chǎng)所，否則，就失去了過(guò)負(fù)荷報(bào)警的意義。

（3）設(shè)計(jì)人員對(duì)斷路器使用功能不清楚，按額定電流選擇斷路器整定電流。對(duì)于消防水泵，啟動(dòng)電流一般大于斷路器整定電流，導(dǎo)致消防設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)。在對(duì)斷路器進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮消防設(shè)備啟動(dòng)電流對(duì)斷路器整定電流的影響。

（4）對(duì)于地下室排污泵，很多設(shè)計(jì)人員按非消防負(fù)荷配電進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要指出的是，在進(jìn)行地下室排水泵配電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按消防負(fù)荷考慮，理由有兩點(diǎn)：其一，消火栓規(guī)范明確規(guī)定設(shè)有消防泵房的地下室應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施；其二，為了保證火災(zāi)時(shí)地下室的水能及時(shí)排出，要保證排水泵供電的可靠性，在規(guī)定消防滅火時(shí)間內(nèi)，電源不間斷。

（5）雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇不當(dāng)。雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的功能僅是根據(jù)兩路電源的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而筆者在審查圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)，有些設(shè)計(jì)人員選用帶過(guò)載和短路保護(hù)功能的CB級(jí)雙電源開關(guān)作為消防負(fù)荷末端的自動(dòng)切換裝置。當(dāng)雙電源負(fù)載側(cè)過(guò)載而引起內(nèi)部斷路器跳閘時(shí)，因前端電源狀態(tài)并未改變，導(dǎo)致消防設(shè)備因雙電源開關(guān)拒動(dòng)而失去電源，無(wú)法啟動(dòng)，將造成嚴(yán)重后果。

（6）地下室排污泵漏電保護(hù)斷路器是否存在漏電后跳閘或僅漏電報(bào)警而不跳閘有爭(zhēng)議。規(guī)范對(duì)安裝在水中的供電線路和設(shè)備要求應(yīng)設(shè)置剩余電流RCD保護(hù)。然而，有些圖審機(jī)構(gòu)的審查人員提出過(guò)，消防排污泵漏電僅作用于報(bào)警而不跳閘，理由是消防設(shè)備因遇水漏電而跳閘將無(wú)法啟動(dòng)，這顯然不合理。項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，檢修人員因?yàn)槠綍r(shí)檢修而遭受漏電電擊事故時(shí)有發(fā)生，而對(duì)于火災(zāi)這種概率事件，其發(fā)生的初期短時(shí)間內(nèi)，不會(huì)影響消防排水泵的運(yùn)行。故而，設(shè)計(jì)階段應(yīng)從人身安全角度出發(fā)，漏電保護(hù)僅是為了避免人員直接接觸線路而發(fā)生電擊事故，否則RCD保護(hù)就失去了設(shè)置的目的和意義了。另外，如果僅僅是漏電僅作用于報(bào)警，而報(bào)警信號(hào)未引至有人值班的場(chǎng)所，則會(huì)導(dǎo)致故障無(wú)法排除，影響排水泵正常運(yùn)行。在項(xiàng)目施工階段，筆者很少見(jiàn)到漏電報(bào)警信號(hào)引至值班場(chǎng)所。

2 建筑電氣設(shè)計(jì)中消防配電線路的選擇和敷設(shè)

消防配電線路是建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防設(shè)備能否連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵，而消防設(shè)備線纜和敷設(shè)方式的選擇是兩個(gè)重要因素。因此，在選擇消防線纜和敷設(shè)方式時(shí)，應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)供電的可靠性需要。所有的消防線纜應(yīng)選擇耐火型的銅芯線纜，其線纜需根據(jù)不同消防設(shè)備的工作時(shí)間和消防應(yīng)急照明備用電源的連續(xù)供電時(shí)間進(jìn)行選擇。

2.1 消防配電線纜選擇

當(dāng)前，從很多設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)圖紙中發(fā)現(xiàn)，消防設(shè)備線纜選擇未嚴(yán)格執(zhí)行防火規(guī)范，對(duì)于同一電井內(nèi)敷設(shè)的線纜，應(yīng)采用礦物絕緣防火電纜。有些設(shè)計(jì)人員為了服務(wù)于建設(shè)方，節(jié)省項(xiàng)目成本，選用的消防線纜并未采用礦物絕緣防火電纜。另外，新規(guī)范實(shí)施后，對(duì)不同消防用電設(shè)備持續(xù)供電時(shí)間進(jìn)行了規(guī)定，這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)人員在對(duì)消防設(shè)備線纜選型時(shí)，要使其滿足火災(zāi)耐火溫度和時(shí)間要求。

需特別說(shuō)明的是，最新實(shí)施的新民標(biāo)特別提到了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)線纜選擇需滿足燃燒性能要求［1］，而對(duì)于整個(gè)消防強(qiáng)電配電線纜燃燒性能未明確。設(shè)計(jì)人員進(jìn)行強(qiáng)電配電系統(tǒng)線纜選型時(shí)，可根據(jù)建筑性質(zhì)、重要性以及耐火性能，選擇相適應(yīng)的燃燒等級(jí)，與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的線纜燃燒性能選擇保持一致。

2.2 消防配電線纜敷設(shè)

有些設(shè)計(jì)人員對(duì)于消防設(shè)備電源線纜敷設(shè)方式選擇比較隨意，并未根據(jù)規(guī)范要求設(shè)計(jì)。消防與非消防設(shè)備配電線路未分開敷設(shè)，消防用電設(shè)備常用和備用電源線纜在同一防火橋架敷設(shè)時(shí)，橋架中間也并未加防火隔板，這都是設(shè)計(jì)者不嚴(yán)謹(jǐn)、未正確執(zhí)行規(guī)范的表現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員注意。另外，對(duì)于電力設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行變配電房設(shè)計(jì)時(shí)，由于對(duì)民用建筑內(nèi)的消防設(shè)施規(guī)范不了解，10kV電源線路專用橋架未采用防火保護(hù)措施，導(dǎo)致建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，10kV電源線路受到損壞而使整個(gè)供電系統(tǒng)斷電，從而造成嚴(yán)重的人身和財(cái)產(chǎn)損失［2］。故而，10kV進(jìn)線電纜應(yīng)與整個(gè)建筑的低壓電纜耐火等級(jí)保持一致，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。

消防設(shè)備低壓配電線路的線纜敷設(shè)分為明敷和暗敷。設(shè)計(jì)人員在明敷線纜文字說(shuō)明里明確了導(dǎo)管設(shè)置防火保護(hù)措施，然而，很多施工單位為了減少施工成本，并未對(duì)明敷線纜的導(dǎo)管涂刷防火涂料，勢(shì)必會(huì)影響消防設(shè)備線纜供電的連續(xù)性，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范明確明敷線纜穿管應(yīng)采取防火保護(hù)措施［3］。

3 構(gòu)建合理的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

安全合理的火災(zāi)報(bào)警預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)可使建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)及時(shí)報(bào)警，保證人員能夠在有限時(shí)間內(nèi)安全疏散，使消防人員可以快速發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)進(jìn)行火災(zāi)救援，使建筑內(nèi)居民的生命安全得到重要保障。在消防檢測(cè)時(shí)通常存在以下主要問(wèn)題：（1）聲光報(bào)警器、消防廣播喇叭在布置時(shí)，因間距設(shè)置不合理，導(dǎo)致其聲音偏小，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)建筑物內(nèi)人員無(wú)法聽清；（2）未考慮梁高對(duì)火災(zāi)探測(cè)器類別選擇及布置的影響；（3）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)線纜傳輸距離太遠(yuǎn)，未在合適區(qū)域設(shè)置直流電源箱，導(dǎo)致直流電源壓降損失偏大，影響末端模塊及聲光報(bào)警器的正常工作；（4）排煙機(jī)房主干風(fēng)管上的280°防火閥關(guān)閉時(shí)，未能連鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)。對(duì)于這些常見(jiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)及施工人員均應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家消防技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，消防檢測(cè)如果出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致返工，勢(shì)必會(huì)影響項(xiàng)目整體運(yùn)行。

另外，需要注意的是，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)配置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防應(yīng)急廣播末端點(diǎn)位，并盡可能將其布置在人群相對(duì)密集的地方，最大程度上發(fā)揮出預(yù)警作用。同時(shí)，為了防止火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)其他線路產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑內(nèi)的線路進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，以此來(lái)確保線路的合理性，避免在運(yùn)行過(guò)程中相互影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)科技的逐步發(fā)展，建筑工程電氣消防配電設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)效用，科學(xué)的設(shè)計(jì)消防配電，可以全面減少火災(zāi)，特別是電氣火災(zāi)對(duì)建筑體的傷害，確保人們的健康與財(cái)產(chǎn)安全。所以，在建筑電氣消防配電設(shè)計(jì)中，力求有關(guān)工作者能全面意識(shí)到建筑消防配電設(shè)計(jì)的必要性，按照我國(guó)有關(guān)消防配電設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)，綜合了解消防配電及建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)消防配電設(shè)計(jì)方案實(shí)施反復(fù)修改與優(yōu)化，全面提高消防配電設(shè)計(jì)的專業(yè)技能水準(zhǔn)與工作質(zhì)量，繼而為國(guó)內(nèi)建筑項(xiàng)目的良性發(fā)展提供重要的保障。