Optimization of Power Distribution System of Fire Fighting Equipment

2016-07-14TaoYunfei

智能建筑电气技术 2016年3期

Tao Yunfei

Tao Yunfei

AbstractOn the premise of meeting the national standard,the optimization analysis of the fire fighting electrical system is carried out,and the safe and economical design method is found out.And some improvement measures on some common unreasonable measures are put formard.

Keywordspower supply of fire fighting facilities, optimization， economical and reasonable

0概述

当前消防电气系统的各种新技术、新材料层出不穷(比如防火门监控、消防电源监控、电气火灾监控、智能疏散及应急照明等系统)，若设计人员将其全部照搬到各类工程中，必将使项目成本大幅增加、后期维护困难，造成不必要的浪费。

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(以下简称“《建规》”)中1.0.5条明确规定：“建筑防火设计应遵循国家的有关方针政策，针对建筑及其火灾特点，从全局出发，统筹兼顾，做到安全适用、技术先进、经济合理”。

本文从规范要求出发，对设计中常见做法进行优化，以达到经济合理、降低造价的目的。

1如何理解规范中的“宜”

《建规》中对规范条文的描述按严格程度可分为“必须、应、宜、可”四种，其中人们在“宜”条文的执行程度上存在较大分歧，这是造成设计标准不一致的主要原因。

《建规》中对“宜”是这样描述的：“表示稍有选择，在条件许可时首先应这么做的，正面词采用‘宜’，反面词采用‘不宜’”。

目前，许多设计人员从严要求，多数情况下对“宜”条款按“应”处理，但开发商觉得规范既然没有明确要求必须做，降低造价是可行的。

GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》第3.8条款内容为“规范性文件内容的表达方式，一般采用要求、推荐或陈述等形式”，并注明条款的这些形式及其所用的措辞应加以区分，例如，推荐用助动词“宜”(见表1，摘自《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》附录F中的表F.2推荐)，要求用助动词“应”。

表1中所示的助动词应被用于表示几种可能性中特别适合的那一种，但不提及也不排除其他可能性，或表示某个行动步骤是首选的但未必是所要求的，或(以否定形式)表示不赞成但也不禁止某种可能性或行动步骤。

表1　关于“宜”的用法

从上文中可以理解规范中描述为“宜”的内容是一种建议或推荐，且不排除其他可能性。至于《建规》附录中 “表示稍有选择，在条件许可时首先应这么做”的说法，笔者理解为当各种条件都具备时，应这么做；当条件不具备时，则不必这么做。

其实规范中大量的“宜”是跟造价有关系，是否这样执行可以由设计人员根据项目品质、区域差别来选择。但由于增加先进的消防系统必然会增加造价成本，所以设计人员应该充分考虑建设方的承受能力，如果建设方希望做高标准的项目，那么设计人员不应以“宜”作为不做的理由。

除了建设方考虑自身的经济原因对有些“宜”条款酌情选择外，设计人员也有义务采用经济合理的技术措施。比如规范中“要求按防火分区设置应急照明箱”，此条规定会导致项目造价大幅提高，因此许多专家形成共识“当经济不合理时，可不按防火分区设应急照明箱”，可见经济性在消防设计中的重要性。

2精确掌握规范，降低消防设计标准

人们除了对规范中的“宜”条款把握尺度不同外，对部分规范条文的理解不正确也会导致设计标准不一致。

2.1二类高层住宅不必设计疏散指示系统

一些规范之间互相矛盾导致设计人员对二类高层住宅是否设疏散指示系统的看法不一致。

JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》第13.8.3条第6款指出：“二类高层居住建筑的疏散楼梯间可不设疏散指示标志”。

JGJ 242-2011《住宅建筑电气规范》第9.3.2条指出：“10～18层的二类高层住宅建筑，宜沿疏散走道设置灯光疏散指示标志，并宜在安全出口和疏散门的正上方设置 ‘安全出口’标志”。

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》第10.3.5条指出：“公共建筑、建筑高度>54m的住宅建筑、高层厂房(库房)和甲、乙、丙类单、多层厂房，应设置灯光疏散指示标志”。

虽然规范之间对上述内容的要求不一致，但目前的共识是二类高层住宅建筑可以不设疏散指示标志。

2.2防火门监控系统分情况设置

目前设计行业对疏散通道上常闭防火门是否应设置防火门监控系统的看法也不一致。《建筑电气设计疑难点解析及强制性条文》第8.58、8.31条针对这一问题做了下述说明：“只要建筑按规范要求设消防控制室(集中报警系统或控制中心系统)，就应设置消防设备电源监控系统、防火门监控系统(包括纯住宅，只有防烟楼梯间及其前室设有防火门的情况)”。并引用GB 50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》(以下简称“《火规》”)第4.6.1条“疏散通道上各防火门的开启、关闭及故障状态信号应反馈至防火门监控器”以说明应设防火门监控系统。

2016年1月18日，国家标准《火规》管理组对常闭防火门是否做防火门监控系统做了权威性回复，相关内容可以参阅该回复全文，其结论是：具有消防控制室的场所应设置防火门监控系统，防火门监控系统应监视所有与人员疏散有关的常闭防火门的工作状态，主要包括防烟楼梯间、封闭楼梯间、电梯前室等处的常闭防火门。

但是对照《火规》附录A中表A“火灾报警、建筑消防设施运行状态信息内容”针对防火门及卷帘系统设施，应显示的状态信息内容一栏是“......具有反馈信号的各类防火门、疏散门的工作状态和故障状态等动态信息”。

在GB 50877-2014《防火卷帘、防火门、防火墙施工及验收规范》中6.3.1条关于防火门的调试一节中有如下描述：“常闭防火门，从门的任意一侧手动开启，应自动关闭。当装有信号反馈装置时，开、关状态信号应反馈到消防控制室”。

另外《火规》6.11.1条指出：“防火门监控器应设置在消防控制室内，未设置消防控制室时，应设置在有人值班的场所”。

根据上述内容，笔者认为是否设防火门监控系统，要看采用的各类常闭防火门、疏散门是否具有反馈信号。如果采用的防火门具有反馈信号，那么即使工程采用区域报警系统，不设消防控制室，也应该采用防火门监控系统，并将防火门监控器设置在有人值班的场所。

《建规》6.5.1条第1款指出：“常开防火门应能在火灾时自行关闭，并应具有信号反馈的功能”，可见规范并未要求常闭防火门必须具有反馈信号。如果工程中采用的常闭防火门没有反馈信号，防火门监控系统则无法实现其功能，而且也不能以满足反馈信号的功能要求为了现场对防火门进行私自改造。

正确的做法是：在设计阶段，电气专业与建筑专业图纸应协调一致，并在工程采购及安装阶段严格按照图纸进行施工。

2.3高层住宅套内可不设置火灾自动报警系统

对于“54～100m高度范围内的住宅建筑套内是否可不设置火灾探测器？”《建筑电气设计疑难点解析及强制性条文》第8.58条指出：“54～100m高度范围内的住宅建筑设计原则如下：(1)《建筑设计防火规范》第8.4.2条规定：‘54～100m的住宅建筑，其公共部位应设置火灾自动报警系统，套内宜设置火灾探测器’。此处‘宜设置’表示条件允许时首先应这样做，规范所指的‘条件’并非指造价因素”。

从上文中可以看出，规范所指的“条件”虽然并非指造价因素，但是规范中对该条文的解释是“按照安全可靠、经济适用的原则，本条对不同建筑高度的住宅建筑如何设置火灾自动报警系统做出了具体规定”。由此可见，规范正是从经济适用角度考虑，规定100m以上住宅套内要设火灾自动报警系统，54～100m宜设火灾自动报警系统，54m以下不用设火灾自动报警系统，当项目位于边远贫困地区，或建设方资金不足时，造价会是主要的受限条件。

2.4高层住宅公共部位可不设火灾自动报警系统

《建规》8.4.2条指出：“建筑高度不大于54m的高层住宅建筑，其公共部位宜设置火灾自动报警系统。当设置需要联动控制的消防设施时，公共部位应设置火灾自动报警系统”。

建筑中需要与火灾自动报警系统联动的主要有：机械排烟系统、机械防烟系统、水幕系统、雨淋系统、预作用系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统、防火卷帘、常开防火门、自动排烟窗等，不包括电梯迫降、切除非消防电源、声光报警、强启应急照明等动作。

对于高层住宅而言，公共部位联动控制的消防设施为正压送风机，当消防电梯前室或楼梯间开启外窗进行自然排烟时，可以设置火灾自动报警系统。

2.5三级消防负荷可降低对电源的要求

在工程设计中，由于设计人员对消防设备负荷等级的划分不清晰，认为只要是消防负荷就应要求双路电源末端互投，其实相关规范认为，许多规模不大的多层建筑的消防设备可按三级负荷供电，这相当于对电源没有特殊要求。

3消防配电系统优化

除了遵循规范要求外，每个工程中消防配电系统的设计方法有很多，做法不尽相同。

3.1适当采取二级配电

由于需要专用消防电源且双路电源末端互投，若均采用从变电所放射双电源到末端双电源箱的方式会提高线路成本。

常见的做法是设二级配电(如图1)，当某个配电区域有多个双电源箱时，可以采用在该区域设置二级配电总箱，然后再采用双路电源末端互投的方式，或者对这些双电源互投箱采用树干式配电方式。配电区域可以由1个或多个防火分区组成。

图1　二级配电示意图

3.2室外消防风机可共用一个双电源箱

根据《民规》13.9.10条“公共建筑物顶层，除消防电梯外的其他消防设备，可采用一组消防双电源供电。由末端双电源箱引至设备或设备控制箱，应采用放射式供电”可知，该做法适用于建筑屋顶有多台正压风机或排烟风机的建筑。

3.3消防电梯与普通电梯可共用一组双电源箱

在住宅建筑中，通常每层都设有客梯及消防电梯，它们的配电负荷级别一致，但有消防与非消防之分，常见的做法是分别设双路电源在末端做双电源箱(《民规》13.9.11条“当12～18层普通住宅的消防电梯兼作客梯且两类电梯共用前室时，可由一组消防双电源供电。末端双电源自动切换配电箱应设置在消防电梯机房内，由配电箱至相应设备应采用放射式供电”)。

图2是某单元式住宅中电梯动力的传统做法，按上述做法进行优化(如图3)后，能较大程度地节约造价。

图2　某单元式住宅电梯动力的传统做法

图3　某单元式住宅电梯动力的优化做法

4改正消防配电系统中不合理的做法

4.1消防供电回路设漏电保护时应注意的问题

在住宅配电设计中，总进线开关应设置漏电保护。为了与末端漏电动作时间(<0.1s)配合，总进线开关应设置0.4s延时后跳闸。又为了保证消防设备供电的可靠性，动力总进线开关要求漏电时只能报警不能跳闸，因此有些设计人员取消了延时设计，但是忽略了报警本身也是一种动作。因为当末端插座回路发生漏电故障时，该回路漏电断路器及总开关漏电断路器会同时探测到漏电电流，在0.1s内末端断路器即可跳闸切断故障电路，所以若此时总开关不设0.4s的延时，将一直保持报警状态。

4.2消防配电支线不宜穿越防火分区

《建规》第10.1.7条指出：“消防配电干线宜按防火分区划分，消防配电支线不宜穿越防火分区”。在设计中应急照明支线穿越防火分区比较常见，下文将举例说明工作中容易忽视的卷帘门配电穿越防火分区的问题。

以图4为例，采用链接方式给2个卷帘门控制箱供电，当防火分区3发生火灾时，卷帘1动作，将防火分区1和3隔断；如果火灾向防火分区1蔓延时损毁了卷帘1及其控制箱，可能导致APE-1箱内给卷帘供电的回路开关跳闸；当火蔓延到分区1时，正常情况下卷帘2应该动作并隔离防火分区2，但由于该回路已跳闸，卷帘2会失去消防电源，所以对这种穿越防火分区的两个消防设备采用放射式配电更可靠。

图4　某建筑防火分区示意图

4.3商业服务网点的应急照明和火灾报警设计

商业网点是设在住宅首层及二层的间隔≤300m2的小型营业性用房，与设在办公、公寓下面的小型商业性用房是有区别的，后者属于公共建筑。

《建规》第5.1.1条对一类、二类高层住宅下部的商业网点定性为住宅建筑而非公共建筑，并且对住宅及其附属商业网点统一定性为一类住宅建筑、二类住宅建筑或者单多层住宅建筑。

虽然相关规范没有明确说明如何设置商业网点的火灾自动报警和应急照明，但我们可以参照住宅公共区域的要求来设置消防措施。做法见表2。

表2　住宅建筑内商业网点需采取的消防措施

5积极与当地消防部门进行沟通

以笔者所接触的几个工程来看，规范中“宜”的条款如果在设计图纸上没有体现，消防部门一般不会要求补充；但是如果设计中采用了先进的防火技术措施，那施工或验收过程中一定要以图纸为准。

有时各地消防部门会制定本地的特殊做法，设计人员应事前进行沟通了解。如笔者目前接触的一个成都地区的工程，当地消防局要求探测区域的每个房间不论大小均设置2个或2个以上探测器，这一要求高于“探测区域的每个房间应至少设置一个火灾探测器”的要求；再如青岛的一个住宅小区，消防局认定所有配电间属于特别重要设备室，即使3～5m2的配电间也都要求设置气体灭火系统。由此可见，与当地消防部门沟通非常重要。

6结束语

综上所述，笔者希望消防电气设计既能够满足国家的各项法规要求，又能够充分考虑建设方的利益，达到经济合理的目的。以上是本人对目前消防电气设计的粗浅看法，有不足之处请批评指正。

参考文献

[1]中国勘察设计协会建筑电气工程设计分会等.建筑电气设计疑难点解析及强制性条文[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[2]GB 50016-2014 建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2015.

电气小知识

1、用什么方法检查真空开关是否真空？

用耐压试验检测。断口用4.8万伏检测。

2、隔离插头、隔离开关有什么作用，用于哪种柜类？

隔离插头，用于手车柜；隔离开关用于固定柜。其作用均为不带负荷分合闸，方便维修。

3、高压柜电流大致分几级？负荷开关属哪级？

分大中小，即：3150A、1250A、630A 三级。负荷开关属630A级别。