消防广播传输线允许最大距离计算

2021-04-13倪高俊

现代建筑电气 2021年3期

倪高俊, 郑凯

(浙江大学建筑设计研究院有限公司, 浙江杭州 310000)

0 引言

消防广播系统是火灾疏散和灭火指挥的重要系统,高可靠性的消防广播系统可减少火灾时人员伤亡和财产损失[1]。JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》明确了从功放设备输出端至线路最远的扬声器的传输线缆截面积选择计算公式,但该公式是错误的。19DX101-1《建筑电气常用数据》根据《民用建筑电气设计标准》报批稿修改了JGJ 16—2008[2]中的公式,并提供了导线规格选择表,但表中计算公式和结果值得商榷。针对上述情况,本文推导相关公式,并在此基础上提供导线规格选择表。

1 根据线路电压降计算

消防广播系统示意图如图1所示。功率放大器等设备集中设置在消防控制室,采用两路广播线接至扬声器。功率放大器输出端电压为Un,最远的扬声器接线端的电压为U,功率放大器输出端至最远的扬声器间的距离为L,广播线上所有扬声器功率和为P。

定义广播线路上压降为

图1 消防广播系统示意图

(1)

根据欧姆定律,式(1)可变为

(2)

式中:I——通过广播线路的电流;

R——广播线路的电阻;

ρ——广播线路的电阻率;

S——广播线路的截面积。

整理式(2)得

(3)

2 根据线路衰减计算

19DX101-1《建筑电气常用数据》[3]根据《民用建筑电气设计标准》报批稿提供了导线规格选择表,但《民用建筑电气设计标准》报批稿中的公式是根据线路电压降计算缆线长度,导线规格选择表是根据线路衰减和导线截面积计算缆线长度,二者之间的关系并未给出,本文推导如下。

已知线路衰减为

(4)

根据式(1)和式(4)得

Δu=1-10-γ/20

(5)

将式(5)代入式(3)得

(6)

GB 50526—2010《公共广播系统工程技术规范》[4]条文说明提供了传输线缆截面积计算公式,该规范中注明U为额定线传输电压。将Un=10γ/20U代入式(6)可得

(7)

可见,规范中的U应为扬声器接线端的电压,而不是额定线传输电压[5-8]。

3 导线规格选择表和简化公式

消防广播常采用额定电压为120 V和24 V的功率放大器时,参考19DX101-1《建筑电气常用数据》,根据式(6),计算了线路衰减为0.5 dB、3 dB、10 dB的导线规格选择,其中U=120 V,ρ=0.017 5 Ω·mm2/m[6-11]。

120 V额定电压时输出衰减不大于0.5 dB、3 dB、10 dB的允许最大距离选择如表1～表3所示。

表1 120 V额定电压时输出衰减不大于0.5 dB的允许最大距离选择

表2 120 V额定电压时输出衰减不大于3 dB的允许最大距离选择

表3 120 V额定电压时输出衰减不大于10 dB的允许最大距离选择

24 V额定电压时输出衰减不大于0.5 dB、3 dB、10 dB的允许最大距离选择如表4～表6所示。

表4 24 V额定电压时输出衰减不大于0.5 dB的允许最大距离选择

4 结语

住宅小区、校园、办公园区等大型建筑群在消控室集中设置消防广播功率放大器时,需重点复核消防广播线路允许最大距离,现有规范和图集存在错误而无法满足使用需求。本文在公式推导的基础上计算了允许最大距离,可供工程人员参考。若按GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》第13.3.6条,消防应急广播馈线电压采用24 V时,需进一步优化功率放大器设置位置,并慎重选择应急广播馈线规格。