試論建筑消防電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】建筑消防 電氣設(shè)計(jì) 

　　目前設(shè)計(jì)者應(yīng)該熟悉和掌握與高層建筑消防電氣有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范主要有《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50045—2005以下簡稱“高規(guī)”）、《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116—98以下簡稱“報(bào)警規(guī)范”）、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T16—2008以下簡稱“民規(guī)”）等。三部規(guī)范對(duì)高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對(duì)火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置與要求總體來講是一致的，但從各自不同角度三部規(guī)范也各有側(cè)重，有所區(qū)別。 

　　2 高層建筑的消防用電電源 

　　2.1 基本原則 

　　高層建筑的消防用電，一般遵循以下五個(gè)原則。（1）主電源必須安全可靠。一般采用放射式線路供電。（2）備用電源必須處于常年臨戰(zhàn)狀態(tài)。備用電源的切換時(shí)間一般不超過30秒。（3）消防用電線路應(yīng)采用耐熱絕緣導(dǎo)線，管線不宜集結(jié)，并應(yīng)暗敷于混凝土層中并作防火保護(hù)措施進(jìn)行處理。（4）各個(gè)消防用電系統(tǒng)之間，以及與消防用電有關(guān)聯(lián)的用電設(shè)備，都應(yīng)集中聯(lián)控和顯示。（5）對(duì)消防設(shè)備及消防用電系統(tǒng)，必須采取有效的自身防火保護(hù)措施，確保消防設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。 

　　2.2負(fù)荷性質(zhì) 

　　消防用電具有五大特性：短時(shí)性、常備性、可靠性、突發(fā)性和靈敏性。因此，消防用電，在電源供給上都是一備一用。通常情況下，一類高層建筑，必須按照一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑，應(yīng)按照二級(jí)負(fù)荷要求供電，最少不得低于二級(jí)負(fù)荷的技術(shù)要求供電。備用電源可用自備發(fā)電機(jī)來解決。備用電源的容量，可以根據(jù)消防水泵和電梯的容量來確定。高層建筑發(fā)生火災(zāi)初期，首先用的水是高位水箱內(nèi)常備的10分鐘消防用水，在消防給水壓力下降或動(dòng)用消火栓時(shí)，消防水泵才啟動(dòng)供水，此時(shí)消防電梯復(fù)位待命。所以消防用電的備用電源設(shè)計(jì)容量，主要依據(jù)消防設(shè)備用電負(fù)荷而定。 

　　3 高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 

　　3.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的基本形式 

　　火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體保護(hù)對(duì)象來確定，設(shè)計(jì)者首先應(yīng)分清保護(hù)對(duì)象的建筑類別、使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性等因素，再根據(jù)這些因素來確定火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式。按“報(bào)警規(guī)范”，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為三種基本形式：區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。而“民規(guī)”把報(bào)警系統(tǒng)分為四種基本形式：區(qū)域系統(tǒng)、集中系統(tǒng)、區(qū)域——集中系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)。隨著火災(zāi)報(bào)警新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，火災(zāi)報(bào)警設(shè)備和元件也在不斷更新和發(fā)展。 

　　3.2 報(bào)警控制器的設(shè)計(jì) 

　　報(bào)警控制器是給探測(cè)器供電，接受、顯示、傳遞信號(hào)，并能輸出控制指令的一種裝置。按其輸入網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)線路劃分有少線制（又名總線制）和多線制兩類；按作用性質(zhì)劃分有區(qū)域報(bào)警器（中繼器）、集中報(bào)警器、通用報(bào)警器（前二者通用）3種。以往的設(shè)計(jì)模式是：火災(zāi)探測(cè)器→n個(gè)區(qū)域報(bào)警器→集中報(bào)警器→聯(lián)動(dòng)控制裝置。隨著消防科技的發(fā)展，目前多線制與以往的設(shè)計(jì)模式已較少采用，而是一般采用總線制、模擬量多功能的報(bào)警控制器。它除常規(guī)功能外，還具有以下特點(diǎn)： 

　�。�1）系統(tǒng)布線簡潔。系統(tǒng)布線少，布線規(guī)律性強(qiáng)，方式任意，減少了布線故障。因而使設(shè)計(jì)簡單，便于施工和維修，提高了系統(tǒng)的可靠性。 

　　（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化。系統(tǒng)單機(jī)結(jié)構(gòu)包括250～2000個(gè)可編地址的各種探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、聯(lián)動(dòng)模塊和報(bào)警顯示裝置，設(shè)計(jì)人員可靈活地進(jìn)行系統(tǒng)配置，選擇系統(tǒng)監(jiān)控回路的數(shù)量；若單機(jī)結(jié)構(gòu)地址容量不夠，還可靈活地將系統(tǒng)配置成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。 

　　3.3 聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建 

　�。�1）消火栓控制系統(tǒng) 

　　消火栓的水源一般來自消防水箱。系統(tǒng)處于常壓狀態(tài)，當(dāng)壓力不足時(shí)，由穩(wěn)壓泵自動(dòng)開啟補(bǔ)水達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí)，水泵自動(dòng)停止。一般設(shè)置2臺(tái)互為備用的消防水泵，并要求在泵房、消防控制室、各層消火栓處3地控制。設(shè)計(jì)中消火栓控制系統(tǒng)的控制電源電壓等級(jí)為直流24V，且多采用獨(dú)立電源。消火栓按鈕的作用是：1、向消防控制室報(bào)警并申請(qǐng)啟動(dòng)消防水泵；2、直接啟動(dòng)消防水泵；3、發(fā)生火災(zāi)時(shí)，任一消火栓按鈕動(dòng)作啟動(dòng)消防水泵后，該防火分區(qū)內(nèi)所有消火栓上的指示燈亮，告訴消防人員該區(qū)消防水泵已啟動(dòng)，不需要再操作消火栓按鈕。目前國內(nèi)生產(chǎn)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警產(chǎn)品，均配有帶地址編碼的消火栓按鈕，它屬于手動(dòng)按下方式，內(nèi)裝手動(dòng)報(bào)警輸入模塊板，可將手動(dòng)按鈕觸點(diǎn)的開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成二總線脈沖碼信號(hào)，返回給報(bào)警控制器，并有一組常開輸出觸點(diǎn)，用于直接啟動(dòng)水泵，還配有紅色確認(rèn)燈。 

　　（2） 自動(dòng)水噴淋系統(tǒng) 

　　根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，對(duì)一、二類高層建筑分別要求設(shè)置自動(dòng)噴水系統(tǒng)，其工作原理是：失火時(shí)噴淋頭表面溫度達(dá)到它的破碎溫度時(shí)，噴淋管網(wǎng)中的壓力水自動(dòng)噴出，此時(shí)系統(tǒng)中壓力開關(guān)、水流指示器動(dòng)作，通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模塊，向消防控制室報(bào)警并申請(qǐng)啟動(dòng)噴淋水泵，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)則對(duì)壓力開關(guān)、水流指示器的報(bào)警時(shí)間及位置進(jìn)行記錄，啟動(dòng)噴淋水泵，滅火后由遠(yuǎn)控或現(xiàn)地控制水泵停止運(yùn)行。 

　�。�3）防火卷簾、防火門控制系統(tǒng) 

　　兩個(gè)防火分區(qū)之間設(shè)置防火卷簾和防火門，是阻止煙火勢(shì)蔓延的防火隔斷設(shè)備。它要求現(xiàn)地（現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)）控制、與探測(cè)器聯(lián)動(dòng)控制、消防控制室控制，即三地控制。 

　　（4）電梯控制系統(tǒng) 

　　大樓內(nèi)設(shè)有多部客梯和消防電梯，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)模塊發(fā)出指令，不管客梯處于任何狀態(tài)，電梯上按鈕將失去控制作用，客梯全部降到首層，客梯門自動(dòng)打開，待梯內(nèi)人員疏散后， 自動(dòng)切斷客梯電源，同時(shí)將動(dòng)作信號(hào)反饋至消防控制室。消防電梯降到首層后，供消防人員使用。 

　�。�5）消防設(shè)備電源和疏散照明系統(tǒng) 

　　在高層建筑消防電源供電設(shè)計(jì)時(shí)，消防電源應(yīng)處于該建筑物（群）供電系統(tǒng)中最高供電負(fù)荷等級(jí)的位置上；當(dāng)建筑物為高壓受電時(shí)，從變壓器低壓出口處分開， 自成獨(dú)立的消防供電系統(tǒng)；對(duì)消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等消防用電設(shè)備的供電，均應(yīng)采用雙路電源或雙回路供電線路，并在最末一級(jí)配電箱處實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的主電源取自末端自動(dòng)切換的雙電源配電箱，直流備用電源取自與該系統(tǒng)配套的專用蓄電池。主、備電源的切換，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的控制器自動(dòng)控制。應(yīng)急疏散照明是為了在火災(zāi)發(fā)生之際，指示出入位置和方向，便于有組織的疏散。一般安裝在樓梯間及其前室、走道和出入口等處。公共建筑當(dāng)走道長度超過20米，應(yīng)每隔20米增設(shè)一個(gè)，疏散照明燈具距地面0.4米，地面照度不低于0.51x。根據(jù)“報(bào)警規(guī)范” 規(guī)定，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)局部切斷有關(guān)層的交流電源，防止電源短路引起二次火災(zāi)。為此，在消防控制室設(shè)置有切斷空調(diào)、照明電源的按鈕，以便根據(jù)火情切斷相應(yīng)的電源，電源切斷后，應(yīng)急照明及疏散指示燈自動(dòng)打開，引導(dǎo)人們安全疏散。 

　　4 結(jié)束語 

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，新時(shí)期建筑向高層發(fā)展的速度也隨之加快。由于高層建筑面積大，各種電氣系統(tǒng)日趨復(fù)雜，線路縱橫密布， 因電氣配線選擇、安裝和使用不當(dāng)所造成的火災(zāi)逐年增多。所以，高層建筑消防電氣設(shè)計(jì)是綜合設(shè)計(jì)的重要組成部分。