基于建筑电气消防设计要求的消防配电设计研究

吴晨晨

摘要：市场经济的高速发展，建筑楼层的持续加高，使社会各界愈加重视建筑楼房的消防设计。特别是配电设计，其直接影响着火灾发生率。若配电设计不完善，建筑整体的应用性能将大幅降低，并对建筑使用者的生命财产安全造成巨大威胁。因此，我国建筑楼房设计师在开展建筑消防设计时，应根据建筑电气消防设计要求逐步优化和完善消防配电设计。

关键词：建筑电气;消防设计;配电设计

城市化进程的加快，带动了公众居住需求的提升，并有力地推动了建筑设计高层化。而楼层越高，建筑电气消防设计要求越高，相应的配电设计要求也随之提高。对此，我国出台了《建筑设计防火规范》《火灾自动报警系统设计规范》《民用建筑电气设计规范》等一系列配电设计规程与规范，高度强调建筑消防配电设计要与给排水设计、暖通设计相互配合，以最大限度降低因配电设计不到位而引发火灾的概率，确保建筑安全可靠。

一、建筑电气消防设计要求

（一）消防设备配电系统的设计要求

引入并应用消防设备时，需明确其具体的用电等级，再依据用电等级设计配电系统。若需要应用双回路配电，则引入自动切换箱，以便保证设备末端的自动切换，充分满足建筑消防设备的配电要求;计算消防设备的负荷时，需先了解和掌握防火区域的具体特征，明确火灾可能影响的范围，再计算、统计防火区域所能承受的最大消防负荷。据此，设计、引入并应用建筑配电系统，确保消防设备的电源设计能充分满足消防设备的电力供应需求，使消防设备及其所在系统能稳定安全地运行。

（二）火灾自动报警装置的配电设计要求

我国建筑消防应用规范明确指出，建筑设计师在设计建筑消防电气系统时，应注重设计和安排火灾自动报警装置。同时，应将火灾报警装置与计算机网络连接起来，以便实时在线监测、控制消防电力设备，切实加强建筑消防领域的配电管理。

（三）消防联动控制的设计要求

我国建筑消防设计规范强调，建筑设计师应当加强建筑消防联动，确保建筑电力系统能依照特定控制逻辑，及时向被控制的各项消防设备发出联动控制信号，进而使消防水泵、排烟风机、防烟设备能快速联动以降低火灾可能性。同时，应当在联动控制基础上，加强手动控制装置的设计，切实强化消防操作便利性。

二、建筑消防配电设计方式

（一）放射式设计路线

目前，我国建筑设计师在安排建筑电气系统的配电设计时，大多偏好采用放射式设计。究其原因，主要是放射式配电设计具有两大优点：一是放射式设计模式下，某条线路突发故障，其他路线仍保持平稳运行;二是放射式设计模式下的配电设计具有集中性，管理难度低，配电稳定性相对偏强。然而，此种配电设计并不完美。相较于其他配电设计路线，放射式配电设计下的电线损耗、开关损耗相对较多，需求的有色金属也偏多，以致配电设计整体耗能偏高。

（二）树干式设计路线

树干式设计的主要特征是配电干线一旦发生故障，其他关联线路会相应受到影响。但相比放射式设计，树干式设计的配电稳定性更强。若干线匹配得当，配电自动切换的速度与准确性将明显提高。

（三）链式设计路线

虽然链式设计基本相似于树干式设计，但其配电可靠性相对偏低。例如，某设备故障或者电路故障时，整个链条上的其他设备线路会同步发生故障，以至于电力系统整体瘫痪。

（四）混合式设计路线

混合式设计是放射式设计、树干式设计、链式设计相互结合形成的建筑消防配电设计路线。此路线拥有以上三种配电设计的优势，应用稳定性与安全性相对偏强。目前，我国建筑消防领域主要采用此种配电设计路线以开展消防建设。

三、基于建筑电气消防设计要求的消防配电设计问题

（一）电源监控设备缺位

正常情況下，建筑消防监控员可直接通过部署在建筑各角落的电源监控设备实时监督和控制各类消防设备，及时避免设备故障或其他问题引发的火灾风险。但目前，大部分建筑工程设计师在设计建筑电气系统时，都未引入并安排装配电源监控设备，以致消防监控员无法及时发现消防设备故障问题，找准火灾源头，快速控制火灾，促使火灾带来的生命财产安全风险越来越严重。

（二）供电系统设计不健全

目前，大部分建筑的消防配电设计都存在或大或小的供电系统设计问题。具体来看：一是两路供电方式易出现电源相位电压差风险，导致消防电力设备无法稳定运行。虽然部分建筑工程师尝试安排手动发电机以保障供电，但这种供电方式仍会引发其他风险。二是高压回路设计不合理。我国建筑电气系统设计标准指出，引入并应用一级负荷电气系统时，需为之配备高压电源，再应用独立供电方式。但实际上，许多建筑工程师在采用这类电气系统时，都偏好使用手动式的联锁投入设计，导致建筑整体的消防配电系统难以高效运行。

（三）未选择恰当的供电设备

不少建筑工程师在设计消防电气系统时，都偏好引用复式断路器、复式脱扣器等以保障供电系统运行稳定性。但实际运营中，供电系统经常出现电路过载问题，以致消防设施无法正常运行。此时，一旦出现火灾，相关人员将无法立即启用消防设备以遏制火势，进而引发严重的生命财产安全风险。

四、基于建筑电气消防设计要求的消防配电设计策略

（一）优化改进电源监控设备设计

完善的电源监控设备设计与应用有利于显著提高建筑防火灾能力，使消防监控人员能及时发现建筑内部的火灾，并调动各消防设备及时控制火情。所以，建筑工程师在依据建筑电气消防设计要求开展消防配电设计时，要实地考查建筑现状，明确建筑火灾扑救要点，再依据《建筑设计防火规范》《民用建筑电气设计规范》《火灾自动报警系统设计规范》等各类与消防配电设计有关的文件进行建筑电气监控系统设计。例如，依据相关设计规范，结合建筑工程特征，针对性设计并布设火灾探测器，实时监控各楼层、楼梯间及缓台等的火灾状况;单独规划楼梯间的火灾探测器，并配置相应的监控器，以便火灾探测器发现火情后，监控人员能及时通过监控系统了解状况，再针对性调配资源快速施救。

（二）完善供电系统配电设计

完善供电系统配电设计，有利于提高建筑的消防安全保障水平。对此，在依据建筑电气消防设计要求开展消防配电设计时，要做好下列工作：一是选择合适的电气线路材料和供电方式。通常而言，配电线路是否具备高质量，极大程度地影响到消防系统的运作稳定性、安全性、可靠性。目前，最具优势的电气线材是铜芯电缆、铜芯导线，其线路耐压值超过了450V。二是加强配电系统的供电回路设计。建筑电气消防设计规范指出，须引入并应用专业化的供电回路以进行消防配电设计，以便火灾出现后，相关人员能在第一时间快速关闭防火门、排烟、喷淋等各个设备装置，充分确保建筑内的生命财产安全。否则，非专业化供电回路会引发难以想象的严重后果。

（三）改进配电线路及设备的敷设设计

建筑消防配电设计的优化，离不开配电线路敷设设计优化的支持。对此，建筑工程设计师需做好两大事项：一是根据工程现状，针对性选择明敷设计或暗敷设计。若使用明敷设计，则需设置密闭式防火金属线槽，抑或是防火金属套管，以保障线路稳定安全运作。同时，要做好防火封堵操作，避免楼板墙壁的各个孔洞透火;若选择暗敷设计，则需引入套管保护，切实强化内部防燃性。相较于明敷设计，暗敷设计更有利于提高成本控制水平。二是加强非消防电源切除控制，例如在设计强电系统图时，清晰地标注联动设备、联动管线等，以便相关人员在火灾出现后能迅速找准电源切断位置，避免火灾蔓延。三是理解三个不同等级的消防负荷，确保消防应急照明系统配有相应的蓄电池，以便对非消防负荷能及时得到快速切除，有效保障消防安全。

参考文献：

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