谈论建筑电气中的消防设计

邓海霞

（山西鼎立科技有限公司，山西 太原 030024）

据应急管理部消防救援局向媒体公布的2021年度全国火灾数据显示，从引发火灾的直接原因看，因电气引发的占28.4%，而较大以上火灾则有三分之一系电气原因引起，且以电气线路故障居多，占电气火灾总数的近八成，安全用电已成为各个行业必须准守的安全导则。如何有效地识别电气火灾，减少造成生命财产损失的电气火灾的发生，是当今社会消防研究的重点。建筑行业快速发展的今天，电气在消防设计中发挥了相当重要的作用，大大的保障了人员与建筑物的安全。因此，设计人员在设计中须要重点提高消防设计的科学性和合理性，保障建筑物的安全投入使用，推动建筑行业的可持续发展。

1 建筑电气设计中消防设计的意义

1.1 完善消防功能

现阶段，由于城市化进程的不断深入，社会对建筑消防提出了更高的要求，消防系统的功能必须要保证完善，不能出现的性能缺失或者质量不足等问题，因此消防设计成为建筑工程的难点和重点。建筑电气中消防设计内容众多，任何一种功能的缺失，都可能会引发严重后果，会直接影响到后期消防的使用功能，而性能不完善的消防系统，往往无法发挥出应有的作用，会引发极大的建筑风险。比如在具体的系统设计中，消防自动灭火设施与非消防电源切断之间出现冲突，就会产生相互干扰，不能有效的发挥系统的防护功能。优化建筑消防设计，避免上述问题的发生，可明显提升设计质量，使建筑消防功能更加完善，更好的发挥出其应有的作用。所以，在建筑设计过程中，要重点的关注消防部分，加强消防设计管理，不断对其进行优化，促进其消防功能的完善，达到预期的建筑运行目标。

1.2 保证建筑安全

火灾是当代建筑的主要威胁，由于建筑大型化发展，建筑火灾的危害性越来越大，房屋建筑在使用的过程中，一旦出现火情，其控制难度非常大，而且会在很短的时间内大规模蔓延，威胁到人们的生命和财产安全，影响社会稳定。消防系统是建筑工程首要的防护系统，其在火灾防控方面有突出效用，在建筑物的使用过程中，消防系统的正常运行，能降低火灾发生几率。比如出现明火，建筑消防系统会自行的启动喷淋装置，对火情进行控制，从而遏制火灾蔓延，给人们提供安全防护，在消防系统质量不佳的情况下，其功能会大幅度下降，火灾扑救效率降低，建筑火灾风险因此增加，对人们的生命财产安全非常不利。通过消防设计优化，能控制系统质量问题，进一步的发挥出消防系统的关键性作用，对建筑火灾进行有效防控，进一步的减少火灾对人们的威胁，建筑安全性大幅度提升，具有非常重要的现实意义，设计人员需要树立先进的设计理念，不断的促进消防设计质量的提升，这也是设计单位需要重点完成的任务。

1.3 满足建筑发展需求

建筑行业是我国的重点行业，建筑行业的发展干系重大，加速行业建设，推动行业发展，也是增速经济的重要手段，特别是在城市化进程中，对建筑工程行业提出了更高的要求，建筑工程不仅要向着大型化的方向前行，而且还需要保证功能完善性，不断的融合各种高新技术，打造智能型建筑，这也是建筑行业的综合发展方向。在建筑消防设计中，设计人员会结合当前的形势和行业需求，对建筑消防系统进行科学规划，不断融合各种高新技术，促进消防功能的完善和提升，同时，设计单位也会根据建筑大型化的特点，对原有的消防系统进行改进，打造出大型建筑独有的消防体系，并且在先进技术的作用下，实现消防联动，只有这种功能先进的建筑消防系统，才能满足建筑大型化和智能化的发展需求。为此，建筑消防设计需要受到各方面的高度重视，不断促进设计质量的提升，为建筑行业的稳定前行奠定一个良好的消防基础。

2 建筑电气设计中消防配电接线形式

2.1 放射式供电

《民用建筑电气设计标准》提出，电源容量大以及重要电负荷均应以放射式供电，即从低压电源配电室起引出配电回路至设备末端控制箱。在配电系统设计中采用放射模式供电，电气设备的配电线路灵活性与可靠性更高，某处发生线路故障时，其他电源输出线路的供电仍能维持稳定运行。但低压配电柜引出的配电连接线路较多，需配套大量箱体开关管材等设备，大大提高了工程造价。为了确保突发火灾事故时建筑内的消防设备仍可发挥灭火功能，消防泵、消防电梯在内的各类重要消防电气装置均应优先应用放射式配电的方法，保证各装置具有足够的独立性与稳定性。

2.2 树干式供电

消防配电设计中的树干式设计多出现在多项消防设施中，其共用一条电源主线，也是现阶段十分普遍的设计方案。建筑电气线路设计过程中，一些消防设施有共用配电线路的情况，这样可能会出现部分损坏而影响整个功能的可能性。如果出现局部损坏的情况，就算是配电线路正常运行，指定区域内的性能也会受到影响。但是树干式设计方案可节约较多的导线和开关，降低投入成本，保障其体系中自身的稳定性和火灾发生时相应的灵敏性。

2.3 链式设计供电

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。

3 建筑电气消防设计的相关要求

3.1 协调性原则

建筑电气消防设计难度很大，而且设计质量必须要得到保证，由于建筑系统综合性较强，存在多个分项系统，这些系统之间联系密切，系统之间的协调性非常关键，是建筑消防设计质量的主要影响因素之一，如果协调性不足，彼此之间就会相互干扰，在这种情况下，建筑安全就无法得到保证，必然会导致建筑功能的缺失。为此，在建筑消防设计过程中，需要遵循协调性原则，设计人员要立足于整体，与各个部门之间保持密切联系，特别各系统的设计人员，一定要实时性的进行沟通，共同对建筑项目进行规划，在出现系统冲突的时候及时的进行解决，合理规划系统运行路径，尤其要注重细节处理，并且在设计方案完成以后，要反复进行核对验证，不断提高方案质量，在减少设计变更的同时，降低建筑风险。协调性原则是建筑消防设计中的重要原则，设计人员一定要注重系统协调，以达到预期的工程设计目标。

3.2 安全性原则

提高建筑安全性，是建筑消防设计的主要目的，在建筑大型化的发展形势中，建筑安全备受关注，建筑消防设计工作也需要遵循安全性原则，利用科学的规划设计，提高建筑安全性和系统自身的运行安全性。消防系统是建筑电气设计中的重要内容，在系统规划环节，需要设置备用电源，以保证在主电源出现问题以后，备用电源能为消防系统提供持续的能源供应，促进其稳定运行，最大程度的发挥出消防系统的关键性作用，并且其额定荷载要满足系统运行需求，不能出现盲目性设计的问题。在电源设计中，为了保证其安全性，要采取双回路设计模式，这种设计模式拥有一定的优势作用，在电源出现问题的时候，能马上启动备用电源，有效的促进消防系统的稳定运行。

3.3 节能性原则

现阶段，节能成为了可持续的建筑发展理念，提高建筑运行节能效果，也是建筑设计的主要目标之一。在建筑消防系统运行中，会产生非常可观的能耗，包括电力资源的损耗和水资源的消耗，如何在保证系统功能完善的基础上，提高系统节能效果，是设计方面需要重点关注的问题，特别是在可持续发展理念下，建筑行业正处于转型的关键时期，通过建筑消防的节能设计，能在降低建筑能耗的同时，进一步的加速建筑转型，是打造节能型建筑的重要手段之一。具体来讲，在建筑消防设计中，设计人员要科学的规划消防给排水压力和供水量，而且要对消防设备的规格型号进行重点分析，避免盲目性的应用大功率设备，要保证消防设备的额定荷载与系统运行的实际荷载保持一致，通过这种设计模式，能减少能源浪费，促进建筑节能效果的提升。

4 建筑电气消防设计要点分析

4.1 火灾报警系统

火灾报警系统是网络技术在消防防火监督中的主要体现形式之一，该系统也是提高防火效能的有效手段。在当代建筑中，火灾报警系统得到了广泛应用，根据触发条件的差异，常见的有自动触发和手动触发两种。比如烟感、温感等设备，其在系统运行过程中，自行的收集环境参数信息，把这些信息与设定的参数进行对比，如果发现参数异常，会马上发出警报，通知相关部门和人员，当确定火情后立即启动联动设备，共同对火情进行报警和控制，最大程度的遏制火势蔓延，给人们夺取珍贵的逃生时间。而手动报警按钮则是系统中的手动触发装置，安装在主要疏散通道上，在发生火情以后，人们在逃生的同时，能直接按响警报，实现有效的手动报警，为消防救援赢得宝贵的时间。在火灾报警系统的设计过程中，其重点是分析各种设备元件的特点，明确使用环境，并根据其特性确定其保护范围，以保证设备使用的合理性和火灾报警系统的正常有效运行。

4.2 消防应急广播系统

消防应急广播是火灾自动报警系统中不可或缺的系统环节。它是火灾疏散和灭火指挥的重要设备，在整个消防控制管理系统中起着极其主要的作用。当火灾确认后，消防工作人员第一时间通过作消防中心的功放设备向发生火情的建筑进行全楼火灾信息播报，指导现场人员紧急疏散，减少消防救援工作，降低消防救援难道。在消防应急广播系统的设计中，其重点是明确消防应急广播是否与背景广播合用、消防广播是否可分区域切换控制、消防广播容量、消防广播信号传输电压等级、传输线路截面、扬声器的保护半径等问题，以保证消防应急广播系统的稳定运行。

4.3 消防应急照明和疏散指示系统

消防应急照明和疏散指示系统由应急照明控制器、应急照明集中电源或应急照明配电箱、应急照明灯具及相关装置构成，是现代建筑中重要的消防设施，其主要功能是在火灾等紧急情况下，为人员的安全疏散和灭火救援行动提供必要的照度条件及正确的疏散指示信息。它作为一种辅助人员安全疏散和消防作业的建筑消防系统，成为建筑电气设计中不可或缺的重要组成部分。当前标准下，智慧型消防应急照明和疏散指示系统分别为集电集控型、非集电（自带蓄电池）集控型、集电非集控型、非集电（自带蓄电池）非集控型四种类型。在消防应急照明和疏散指示系统设计中，设计人员应根据工程项目类型兼故发生火灾危害等级、救援难度等因素综合考虑，选择安全的、合理的消防应急照明系统型式。

4.4 消防配电系统

在建筑电气消防设计中，需要保证电力资源的持续供应，在发生突发状况以后，仍然能保证消防系统的稳定运行，为了达到这样的设计目标，需要在消防供电系统中设置应急电源。在此配电设备的作用下，一路电源中断或线路故障的情况下，启用备用电源，为建筑消防系统提供电能供应，保证建筑功能的完善性，特别是维持消防电梯、消防水泵及风机的运行。另外，基于对以往普通火灾发生情况的综合分析，在火灾发生后，若不将普通电源切断，极易导致电路混乱失火现象的产生，而消防设施的电源一般情况下是不允许中断的。为此，在系统设计过程中，需要对非消防系统的供电线路进行规划，常规照明和动力系统须与消防设施的配电系统需要分开供电，不能混用同一个供电线路，这样可以有效的提高建筑消防的安全性，在火灾发生以后，消防设施系统也能保持稳定状态，为消防灭火和救援提供良好的前提条件。

4.5 防火门监控系统

防火门作为建筑工程中重要的防火分隔和防烟设施，在发生火灾的情况下，它作为防火的第一关，其消防功能的有效发挥对建筑的消防安全和人员疏散至关重要。因此，在国家建筑防火设计规范中明确的提出了对防火门的消防设置要求。为了对防火门的工作状态进行实时的监控管理，建筑电气设计人员应在建筑工程中设置专用的防火门监控系统成为比不可少的一环。防火门监控系统通常由前端防火门监控主机、中间级防火门监控分机以及末端的防火门监控模块和其他配件、通讯线路组合而成。防火门根据平时开启状态分为常开或常闭防火门，作为设计人员须要明确工程中防火门的类型，不同的防火门配置的构件不同。如常开防火门须设电磁释放器、机械/电动闭门器及门磁开关，常闭防火门仅设机械闭门器和门磁。正确的配置设备，搭建完整的系统框架，促使防火门更有效的发挥其阻止火势蔓延和烟气扩散的作用，同时为人员疏散争取宝贵的时间。

4.6 电气火灾监控系统

据有关数据显示，在所有火灾起因中，电气火灾居于首位，经分析鉴定后发现，其中大部分的电气火灾又是由于电气线路直接或间接原因引起的。在发生电火灾之前我们看不到，提前预警成为电气防火的重点。电气火灾监控系统主机通过监控模块可以对线路漏电电流进行实时的、在线的电气监控，并发出报警信号，成为防止和减少电气火灾事故发生的重要预防系统，为安全用电、保障生命和财产安全发挥着出积极的作用。但并不是所有的线路均须设电气火灾监控模块，作为设计人员须区别对待。

4.7 消防电源监控系统

建筑工程中消防电梯、消防泵、防排烟风机、应急照明、防火卷帘门、火灾报警系统等消防设施在火情发生时对建筑消防安全起到重要的作用，而这些消防设施平时多为闲置状态，关键时刻能否正常投入使用至关重要，因此这些消防设施的供电可靠性和稳定性成为关注的重点。依靠人为措施定期的消防检查无法保证其时刻完好无损，而通过消防电源监控系统消防人员可以实时掌握这些消防设施的供电情况，保证发生火情时，各各消防设施可以正常运行，发挥其应尽的消防功效。

4.8 其他消防联动系统

一个大型的建筑往往会设置有消防自动灭火、防排烟，防火卷帘与挡烟垂璧、电动排烟窗等消防设施。如防火卷帘门其安装在疏散通道上须分两步降落，而做为防火分隔则要一步降落到底；排风风机入口处排烟防火阀在280℃时需要联动关闭排烟风机和送风机；火灾发生时应打开疏散通道上的门禁系统，同时需要立即切断诸如空调、扶梯、厨房设施、康乐设施、排污泵等的电源，而正常照明的电源须在水系统动作前切断；重要的消防设施不仅需要在现场控制启动，也需在消控室内远程控制启动，因此在实际电气消防设计工作中，我们需要根据各专业工况对各个系统的联动控制要求分析总结，保证各消防子系统分工合作，稳定运行。

5 建筑电气设计中的消防设计管理策略

5.1 创新设计模式

新形势下，建筑工程项目的规模呈现出了大型化的趋势，消防设计难度持续增大，而且由于在建筑工程中包含了许多的专业，为了保证设计质量，各专业人员要加强协作，实时性的进行沟通，以便于共同处理设计问题，促进工程设计效果的提升。在传统的建筑设计模式中，各专业之间的协同性较差，只能独立完成专业设计内容，然后进行统一校对，不仅方案修订的难度很大，而且一些设计问题无法及时发现和处理，导致工程方案质量不过关，增加了工程变更几率，对后续的工程建设产生了严重的影响和干扰。为了提高消防设计效率和质量，可以利用BIM技术进行辅助设计。BIM技术具有信息化的特点，在信息共享方面有显著功效，各专业人员能共享同一个工程模型，实现统一性方案设计，不仅效率更高，而且不易出错，设计难度大幅度降低，方案可操控性更强，降低设计变更的发生几率。同时设计单位可以利用BIM技术，开展碰撞测试，这也是该技术在建筑领域中的重要应用方式之一，把设计方案导入到软件中，可以快速的完成测试，准确的显示各系统之间的碰撞点，整个过程非常高效，而且对设计方案的审核比较细致全面，从而促进了建筑设计质量的提升，达到了优化建筑方案的最终目的。

5.2 完善设计责任制度

制度的缺失，对建筑消防设计会产生很大的影响，也是管理工作中现存的主要问题，所以，管理人员的首要任务，就是完善制度调控，为管理工作提供依据，保证建筑消防设计工作可以规范性的进行。具体来讲，制度的构建，要以行业规范为参考，明确各项设计要点，为了实现对建筑消防设计产生更强力的管控，在制度中可以渗透责任理念，以便于工作人员可以采取责任制的方式，对建筑消防设计进行管理，设计人员要对自己的行为负责，如果发现建筑消防设计问题，对相应的人员进行问责，必要的时候可以对其进行处罚，通过这种方式，能激发设计人员的工作意识，产生积极的工作心态，主动对建筑消防设计方案进行校验和完善，设计质量问题的发生几率明显降低。

5.3 提高设计人员能力

人员因素对建筑设计产生的影响比较直接，在消防设计过程中，人员的能力高低，对最终的建筑消防系统性能会产生直接影响，由于消防设计工作的专业性较强，对设计人员的专业素养和个人能力都有非常严格的要求，所以，设计单位必须要保证人员能力达标，最大程度的消除人员因素对消防设计产生的干扰。实际上，在现阶段的建筑设计领域中，许多的消防设计人员都存在不同程度的能力缺失，导致工程隐患频发，系统节能性不足，建筑性能缺失，为了避免这些问题的发生，设计单位要加强人员能力考核，定期的进行能力评价，对于消防设计工作，要选择高素养的设计人员，并且为人员创造更多的学习机会，通过这种方式，促进消防设计效果的提升，真正的发挥出消防设计的关键性作用。消防设计人员要禁止出现闭门造车的行为，树立高度负责的意识，对已经完成的设计方案不断的进行修正，加强与其它系统设计人员的联系，共同进行项目设计，以保证系统的独立性，消除各种消防系统运行隐患，进一步的提高消防设施运行效果。

6 结语

综上所述，在建筑电气工程中，消防系统的作用非常关键，通过消防系统的稳定运行，能为建筑物提供有效的安全防护，消除各种潜在的风险隐患，对建筑安全的提升有非常明显的促进作用，同时，消防设计也是建筑设计中难点内容。近年来，城市中出现了大量的大型建筑，在这种形势下，消防系统的功能必须要完善，可以实现有效的火灾风险防控，以便于给人们创造安全稳定的建筑空间。建筑消防设计难度很大，而且在建筑智能化背景下，进一步的增加了消防设计难度，设计单位要加强设计管理，促进消防系统功能的完善性，真正的发挥出建筑消防的关键性作用。