在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到一些易于忽視的問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及到不同負(fù)荷對(duì)供配電系統(tǒng)的要求、火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間及供電安全等方面，下面僅就消防負(fù)荷的供電要求、一級(jí)非消防負(fù)荷和二級(jí)非消防負(fù)荷的供電、對(duì)消防設(shè)備的備用電源的要求及線路敷設(shè)等問(wèn)題予以分析和探討力求給出了符合規(guī)范要求的解決方案。
眾所周知，對(duì)一級(jí)（二級(jí)）消防負(fù)荷的供電 應(yīng)采用雙回路（雙回線）電源供電，并在末端配電箱處自動(dòng)切換。但是，為消防負(fù)荷供電的供配電系統(tǒng)應(yīng)如何設(shè)計(jì)就各不相同了。通常有兩種方案，一種是在兩路低壓進(jìn)線斷路器后各設(shè)一消防負(fù)荷專(zhuān)用母線段(如圖一所示） ，另一種是消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷共用同一低壓母線段(如圖二所示）無(wú)疑第一種受非消防負(fù)荷的影響要小，消防負(fù)荷供電可靠性要高。
特點(diǎn)：消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷不分開(kāi)，非消防負(fù)荷 對(duì) 消防負(fù)荷影響較大。
上述兩個(gè)方案，如果低壓母線發(fā)生短路或由于火災(zāi)時(shí)“切非”不利，消防水四溢導(dǎo)致配電線路發(fā)生接地故障或短路，造成越級(jí)跳閘等都會(huì)使進(jìn)線斷路器跳閘則是兩個(gè)方案的共同特點(diǎn)。
正因如此，近年火災(zāi)案例中發(fā)生消防滅火設(shè)備在火災(zāi)初期可啟動(dòng)滅火，但在滅火過(guò)程中，發(fā)生主電源跳閘，主電源雖然有電，但合不上閘，消防滅火設(shè)備不能啟動(dòng)，耽誤了最佳滅火時(shí)間，火勢(shì)蔓延造成重大損失的案例很多。因此，正在修訂的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045作了下述規(guī)定：消防負(fù)荷的正常工作電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置,不應(yīng)與普通負(fù)荷共用同一低壓母線段。除電源進(jìn)線設(shè)置的隔離電器外，亦不應(yīng)與普通負(fù)荷共用同一進(jìn)線斷路器。
本次修訂《高規(guī)》對(duì)消防電源提出了獨(dú)立設(shè)置的要求，其宗旨是確�；馂�(zāi)期間消防電源不受非消防負(fù)荷的影響。具體做法是從建筑物變電所低壓側(cè)封閉母線處就將消防電源分出各成獨(dú)立系統(tǒng)(如圖三所示)。如果建筑物為低壓電纜進(jìn)線，則從進(jìn)線隔離電器下端將消防電源和非消防電源分開(kāi)，從而確保消防電源相對(duì)建筑物而言是獨(dú)立的，提高了消防負(fù)荷供電的可靠性。
特點(diǎn)：消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷分開(kāi)，非消防負(fù)荷對(duì)消防負(fù)荷影響較小。
2 規(guī)范對(duì)“末端”的新解釋
一級(jí)（二級(jí)）消防負(fù)荷供電強(qiáng)調(diào)：雙回路電源和雙回線電源在末端配電箱處自動(dòng)切換。末端配電箱至消防設(shè)備的距離多遠(yuǎn)才算末端呢？這一問(wèn)題國(guó)家規(guī)范一直沒(méi)有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)人員的理解各不相同，審圖人員與設(shè)計(jì)人員經(jīng)常為此事?tīng)?zhēng)執(zhí)。為解決“末端” 問(wèn)題，正在修訂中的《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116規(guī)定：末端配電箱至消防設(shè)備的距離小于等于30米，即可認(rèn)為是“末端”。且不說(shuō)此規(guī)定是否合理，但作為權(quán)威部門(mén)給出這一結(jié)論，對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)就有章可循了。
3.2 二級(jí)非消防負(fù)荷如何供電？
1）當(dāng)有兩路10kV電源滿足一級(jí)負(fù)荷供電時(shí)，可在低壓配電系統(tǒng)首端變電所或配電室切換，單回線路到末端，利用雙電源的可靠性彌補(bǔ)了單回線路供電可靠性的不足；
2）一路10kV電源，兩臺(tái)變壓器供電時(shí)，應(yīng)采用雙回線至低壓配電系統(tǒng)末端切換；
3.3 一路10kV電源，一臺(tái)變壓器供電，能否滿足非消防二級(jí)負(fù)荷要求？
作為專(zhuān)用電源供某種二級(jí)負(fù)荷（如空調(diào)機(jī)組）可滿足要求，應(yīng)該指出這是為二級(jí)負(fù)荷供電的最低要求，如果不為專(zhuān)用則不能滿足要求。
3.4 一級(jí)（二級(jí)）非消防負(fù)荷的切換時(shí)間多長(zhǎng)合理？
此問(wèn)題在國(guó)內(nèi)的規(guī)范中均無(wú)明確交待，不像消防荷的切換時(shí)間均有較詳細(xì)的規(guī)定。如何確定其切換時(shí)間？就這一問(wèn)題與業(yè)內(nèi)人士多次交流探討，認(rèn)為20min之內(nèi)如能將備用電源投入運(yùn)行，對(duì)建筑物運(yùn)營(yíng)不會(huì)產(chǎn)生太大影響，可認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求，據(jù)此確定采用手動(dòng)切換還是自動(dòng)切換。如備用電源在20min之內(nèi)能為全部一級(jí)（二級(jí)）負(fù)荷供電，則允許采用手動(dòng)，否則，應(yīng)采用自動(dòng)切換。這一觀點(diǎn)是基于客梯、生活水泵及電動(dòng)扶梯等在短時(shí)中斷供電不會(huì)造成太大影響來(lái)確定的。
4 對(duì)消防負(fù)荷的備用電源的要求
對(duì)消防負(fù)荷備用電源的要求，在設(shè)計(jì)中也是不好掌握且容易忽視的問(wèn)題。因此，正在修訂中的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045作了下述規(guī)定：
4.1消防設(shè)備的備用電源應(yīng)滿足消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求；
4.2消防設(shè)備的配電箱和控制箱應(yīng)滿足消防設(shè)備運(yùn)行期間的耐火要求。
消防設(shè)備的備用電源通常有三種:
1） 獨(dú)立于工作電源的市電回路;
2）柴油發(fā)電機(jī);
3）EPS應(yīng)急電源。
當(dāng)采用柴油發(fā)電機(jī)、EPS作應(yīng)急電源時(shí)，其容量應(yīng)滿足消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求。在此值得一提的是EPS應(yīng)急電源裝置的初裝容量應(yīng)保證蓄電池組在更換之前的任意時(shí)間內(nèi)都能滿足消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求。
消防設(shè)備的配電箱和控制箱,應(yīng)采取耐火隔離措施。這也是確�；馂�(zāi)時(shí)配電箱和控制箱不會(huì)因?yàn)樽陨矸雷o(hù)不好而影響消防設(shè)備運(yùn)行。如配電箱和控制箱不采取耐火防護(hù)措施，則火災(zāi)時(shí)箱體受熱很快就使箱內(nèi)電器元件變形或跳閘,不能完成賦予的滅火任務(wù)。
通常耐火隔離措施有兩種：
1） 將普通配電箱和控制箱安裝在用防火墻 封閉起來(lái)的配電間或控制間里與火場(chǎng)隔離；
2） 采用箱體內(nèi)部作了耐火處理的配電箱。若配電箱和控制箱只能安裝在現(xiàn)場(chǎng)，就應(yīng)采用具有耐火功能的配電箱。
4.3 對(duì)于一些小型建筑物內(nèi)的消防動(dòng)力負(fù)荷如何供電？
這些小型建筑物內(nèi)的消防動(dòng)力負(fù)荷主要為消火栓水泵和消防電梯，容量比較小，且供配電系統(tǒng)為一路10 kV電源帶一臺(tái)小容量變壓器， 顯然，不能滿足二級(jí)消防負(fù)荷的要求。通常工程中可采用下列措施解決：
如果建筑物內(nèi)僅有消火栓水泵，工作泵用一路 專(zhuān)用回路供電。備用泵可采用柴油機(jī)泵�；馂�(zāi)時(shí)，工作泵故障或市電中斷，備用泵自動(dòng)點(diǎn)火啟動(dòng)滅火。
如果建筑物內(nèi)不僅有消火栓水泵，還有消防電梯，則應(yīng)采用手推車(chē)電站，將其設(shè)置在房間內(nèi)，作為消防動(dòng)力負(fù)荷的備用電源。
4.4 關(guān)于采用EPS應(yīng)急電源裝置作為消防動(dòng)力負(fù)荷的備用電源問(wèn)題
由于EPS無(wú)后續(xù)能源供應(yīng)，且蓄電池組具有衰變特性以及初裝容量等等問(wèn)題，在應(yīng)用層面上，國(guó)內(nèi)尚未達(dá)成一致意見(jiàn)。從《高規(guī)》、《建規(guī)》、《火規(guī)》和《民規(guī)》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況看，均不支持EPS作為消防動(dòng)力負(fù)荷的備用電源使用。因此，民用建筑電氣設(shè)計(jì)中，消防動(dòng)力負(fù)荷暫不宜采用EPS應(yīng)急電源裝置。
5 消防泵、噴灑泵、水幕泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)工作時(shí)間
為了合理的確定消防設(shè)備的備用電源容量和配電線路，設(shè)計(jì)人員必須清楚消防設(shè)備在火災(zāi)時(shí)的持續(xù)工作時(shí)間。
根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95第7.3.3條規(guī)定：商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類(lèi)建筑的財(cái)貿(mào)金融樓、圖書(shū)館、書(shū)庫(kù)，重要的檔案樓、科
研樓和高級(jí)旅館的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間應(yīng)按3.00h計(jì)算，其它高層建筑可按2.00h計(jì)算。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)可按火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1.00h計(jì)算。
采用防火卷簾代替防火墻時(shí)，其防火卷簾應(yīng)符合防火墻耐火極限的判定條件或在其兩側(cè)設(shè)閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3.00h。上述條款根據(jù)建筑物的性質(zhì)、類(lèi)別明確規(guī)定了火災(zāi)延續(xù)時(shí)間。換言之，消防泵在火災(zāi)時(shí)應(yīng)滿足持續(xù)工作時(shí)間為3.00h和2.00h；噴灑泵應(yīng)滿足持續(xù)工作時(shí)間1.00h；用于防火卷簾的水幕泵系統(tǒng)應(yīng)滿足持續(xù)工作時(shí)間3.00h。
6 加壓送風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)及消防電梯火災(zāi)時(shí)持續(xù)工作時(shí)間
在《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50045-95和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016中對(duì)此均無(wú)明確的規(guī)定。那么正壓風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)、消防電梯在火災(zāi)時(shí)，持續(xù)工作時(shí)間究竟多少合適呢？由《高規(guī)》知道：防排煙設(shè)施的功能主要是當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，保證防煙樓梯間，消防電梯井道及電梯前室內(nèi)無(wú)煙或少煙，確保高層建筑內(nèi)部人員逃生的垂直疏散通道安全。因此，正壓風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)火災(zāi)時(shí)的持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)不小于人員的疏散時(shí)間,應(yīng)大于30min。
消防電梯的持續(xù)工作時(shí)間，應(yīng)根據(jù)消防人員使用消防電梯救火的時(shí)間確定，因此消防電梯的持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)不小于消防泵的持續(xù)工作時(shí)間3.00h或2.00h。
在此值得注意的是：正壓風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)火災(zāi)時(shí)的持續(xù)工作時(shí)間大于30min僅考慮了普通人員的疏散，沒(méi)有考慮消防人員的撤離。
7 10kV電力電纜的防火和耐火要求
上述所提消防設(shè)備火災(zāi)時(shí)的持續(xù)工作時(shí)間，為設(shè)計(jì)人員提供了設(shè)計(jì)消防電源和消防配電線路的依據(jù)，在這方面往往都將重點(diǎn)放在低壓側(cè)的防護(hù)上，而忽略10kV電力電纜的防護(hù)。
譬如：在一座建筑物內(nèi)有總變電所和幾個(gè)分變電所，由總變電所至分變電所的10kV電力電纜的選擇和敷設(shè)應(yīng)采取耐火措施。否則，火災(zāi)時(shí).低壓側(cè)做的再好，高壓側(cè)燒毀亦不能保證消防負(fù)荷的供電安全。如工程中遇到上述情況，可采取下列措施：
1）采用10kV耐火型電力電纜用防火橋架敷設(shè)；
2）采用10kV普通型電力電纜用耐火橋架敷設(shè)。
