建筑电气设计中的消防设计要点分析

王大雷

（山西中方森特建筑工程设计研究院有限公司，山西太原 030002）

0 引言

消防设计是建筑电气设计最重要的一环，如果消防设计不达标则会直接影响建筑消防系统，如果发生火灾，整个建筑都将陷入危险中，所以在设计时一定要注意消防配电的设计，使其符合标准、符合安全要求、符合实际使用要求。消防配电设计其实是一项复杂烦琐的工作，需要考虑很多因素，如各种电气设备，合理设置电气设备发挥其最大作用的同时，要如何保证这些电气设备的正常运行等。在建筑中经常能看到自动报警装置，它是一个自动化电气设备，设计者通过消防配电设计构建合理有效的配供电系统，使其能够在发生火灾时实现自动报警，从而在一定程度上保障了建筑安全。所以消防配电设计至关重要不容忽视。

消防配电设计的合理与否除了影响建筑消防安全保障功能外还会影响建筑电气系统，因为消防配电系统并不是单独独立运行，它和其他电气系统共同组成建筑的电气系统，电气系统的正常运行需要各类系统之间的相互关联，这就使得如果消防配电系统设计出现问题，建筑安全得不到保障，建筑其他电气系统也可能无法运行，很可能会引起安全事故，使建筑面临安全风险。所以消防配电设计人员除了要清楚消防配电设计的规范和要求，还要了解建筑电气系统中各子系统的关联，在此基础上兼顾实用性进行统筹设计，从而保证建筑电气系统的安全可靠运行[1]。

1 建筑电气设计中的消防设计要点

1.1 选择电源

消防配电设计中最关键的部分就是电源设计，任何情景下消防系统的正常稳定运行都离不开电的充足供应，所以要注意消防配电系统的电源设计。电源设计首先要满足其供电的独立性，这种设计需求主要是为了避免受当地供电系统的影响。如果建筑的消防配电系统没有独立供电，完全依赖当地市政供配电系统，一旦出现系统统一断电，这种情境下消防系统将陷入瘫痪，一旦出现火灾，将会是一场灾难。除此之外，为了保证一、二级负荷供电系统的持续供电，电源设计一般都设计成双电源模式，即主电源和备用电源两种电源来供电，顾名思义，主电源是供电系统的主要供电方式，一般是在建筑电气系统单独设置的一个专用电源为建筑消防系统供电。当主电源出现问题无法正常供电时，备用电源会开启工作，这样的设计主要是为了保障消防系统的正常供电，减少电压电流不稳而引起的供电不顺畅问题。双电源的设计要注意两种电源之间的切换问题，避免实际使用过程中无法顺利切换导致消防系统断电，如果它们无法相互切换，就失去了双电源设计的意义[2]。这种电源设计理念同样适用于消防报警系统和给水系统等需要长时间稳定可靠供电的系统，由此来实现消防系统正常平稳的供电，从而保障建筑安全，防范相关风险。

1.2 确定配电方式

消防配电设计除了电源设计外，还要注意选择适合建筑消防系统的配电方式。符合实际情况的配电方式更有利于消防系统的良好运行。在选择配电方式时，一定要结合建筑工程的现实情况以及各种消防设备的布置详情，切不可纸上谈兵，只有多方面多角度综合考虑才能选择出最优的配电方式，更好地为消防配电系统服务，常见的配电方式有以下3 种。

（1）放射式配电方式。放射式配电方式是建筑电气系统消防配电设计最常见的一种配电方式，它将消防系统涉及的所有电气设备都考虑在内，为了保障每个电气设备可以独立正常运行，每个电气设备都配了单独的线路，这样做可以使各个电气设备在运行过程中互不干涉，如果其中某一条线路出现问题，也只影响该线路的电气设备，其他线路连接的电气设备不受任何影响，最大限度降低了线路问题给消防系统正常运行带来的影响，能够给电路检修工作带来方便，能够更快速地发现问题所在。除此之外，放射式配电方式各线路相互独立，极大地提升了配电的准确性。放射式配电方式好处很多，但从成本角度出发，放射式配电方式不占优势，因为其各个线路的独立供电，需要铺设大量电线，成本较高，另外线路的长期使用也会产生较大的电能损耗[3]。采取改善措施，可将消防末端配电箱设置在消防水泵房、消防电梯机房、消防控制室和各防火分区的配电小间内；各防火分区内的防排烟风机、消防排水泵、防火卷帘等可分别由配电小间内的双电源切换箱放射式供电。

（2）树状式配电方式。树状式配电方式也能满足建筑消防系统的配电要求，这种配电方式的重点在于主干线的设计，消防系统涉及的所有电气设备供电线路都是依托主干线，所以需要设计者掌握整个建筑的消防系统设计出符合需要的主干线，然后用支线连接各个电气设备，完成对各电气设备的供电，从而实现对消防系统的供电保障。树状式配电方式主干线的使用使供配电线路变得简单明了，也节约了电路铺设的成本，但是主干线承担着巨大的电力运输压力，即使正常运行，长时间使用也容易受损，而主干线遇到任何损害，都将直接影响对消防系统的供电，使其失去作用，从而让整个建筑陷入危险中。所以，如果选择树状式配电方式，主干线设计是设计工作的重中之重，设计人员一定要把握相关要点，可以利用备用线路作为主干线的补充，避免主干线出现问题带来的断电情况，实现对消防系统的连续供电。

（3）混合式配电方式。混合式配电方式是对放射式配电方式和树状式配电方式的混合使用，该种方式更为灵活，在一定程度上规避了放射式和树状式两种配电方式单独使用的缺陷。该种配电方式对设计者要求很高，要求设计者充分掌握整个建筑消防配电系统以及所有消防用电设备的电力需求，只有这样才能设计出符合需要的灵活配电方式。对于消防系统中用电需求量大、在消防系统中具有重要作用的、相对大型的电气设备可以使用单独线路供电，对于用电需求量小、电路较为烦琐的小型电气设备，也可以精简其线路，利用树状式配电方式设计线路实现供电[4]。

1.3 优化配电线路

消防配电设计中，配电线路设计也是非常重要的部分，主要是选择好配电方式后进一步优化配电线路，使线路铺设和排版在不影响其功能的情况下更清晰更有条理，减少出现线路混乱的情形。除此之外，设计人员在优化配电线路时，还要注意电缆的型号、材质的选择。例如，电力线缆的选择，一定要选择消防专用电线，这种电线耐高温，即使是大火环境中，电线也不受影响，使配电线路在高温环境下也能正常运行保持供电。电缆型号的选择，在成本控制下，消防专用电缆也要尽可能选择横截面积较大的类型，这样做的目的是为了增强线路供电的稳定性，减少电缆长期使用产生的电力损耗，在一定程度上减少资源浪费。消防配电线路长度的优化也是设计者要关注的，在不影响正常供电的情况下，控制线路长度也是非常有必要的，有利于节约线路铺设成本。配电线路的优化涉及线路铺设过程中的方方面面，其中很小的细节优化都会给后期维修工作带来极大的便利，例如，电缆铺设过程中经常会遇到的平行交叉问题，如果设计人员进行细致的布置，后期检修或者电线更换安装都将会非常快速方便[5]。所以消防配电线路的优化设计至关重要。

1.4 消防联动控制

消防系统发挥作用需要一系列消防联动控制完成，这就需要消防配电设计时注重消防联动控制，这也是设计的难点所在。随着时代的不断进步，建筑消防系统自动化水平越来越高，导致消防联动也越来越复杂，给设计者增加了更多的难题。在设计过程中，设计者要充分了解消防系统中的各个消防联动控制单元，如火灾自动报警控制单元，电源控制单元，应急照明控制单元，自动排烟控制单元等，如果设计者不能很好地掌握这些子控制单元，其中任何一个控制单元出现问题，如报警系统不响应或者突然断电、无法排烟等都会直接影响建筑消防系统的运行，使其无法达到预期效果。所以为了保证消防系统的正常运行，就要保证这些子控制单元完好无损并且能够进行有效联动，需要设计人员注意这些消防子控制单元的相互关联，从而选择合适的连接方式来做好消防联动控制设计工作，实现各单元的功能[6]。当然，消防联动控制设计绝不是仅仅依靠设计人员单方面的设计就可以，还需要设计工作者加强和弱电设计人员的合作，只有强电设计和弱电设计相互匹配，才能更好地发挥消防配电系统功能，如果强弱电不匹配，很容易导致消防配电系统的不适应从而产生不利影响，最终使消防系统无法正常运行。

2 建筑电气设计中消防设计优化措施

2.1 遵循设计标准

消防配电的设计工作以及优化工作的前提是其所涵盖的内容符合相关法律法规的标准和要求，如果其中个别内容不合规将会带来法律风险。所以建筑消防配电设计人员要增强自己的法律意识，要充分了解相关法律法规知识，如《民用建筑电气设计标准》，《建筑设计防火规范》等，掌握其对建筑消防配电系统的规范和要求。除此之外设计者还要充分关注整个建筑工程的现实情况，以此为基础来展开设计和优化工作，避免出现设计方案不适用现实的情形，也为消防配电系统的运行提供良好条件。建筑消防配电设计和优化是一项复杂烦琐但是意义重大的工作，其与建筑整体安全紧密相关，对设计工作人员提出了很高的要求，设计者要充分了解这项工作的重要价值，要严格按照相关法律法规的要求来开展工作，避免心存侥幸，因为一个小小的细节设计不到位都会给未来消防配电系统带来巨大影响，同时设计者也要不断学习相关知识来完善自身的知识储备，进一步提升设计能力，进而保障消防配电系统的设计和优化工作。消防配电设计意义重大，为了避免不必要的问题，一般都要进行审查进行严把关，审查时要综合评判设计方案是否符合规定，对于不符合法律规定的、不符合实际情况的设计点或者该设计方案缺点等都要一一指出，使设计方案得到进一步优化完善，将方案中可能存在的各种隐患问题扼杀在摇篮里[7]。

2.2 注重人员管理

消防配电设计复杂而艰巨，消防配电设计工作的开展离不开设计人员，设计工作者综合设计能力及其自身的综合素质都直接影响着设计方案的效果，如果设计人员素质差、责任感不强或者能力欠缺，都有可能影响设计方案的可执行性，所以为了设计出切实可行的设计方案，提高设计人员的综合素质非常必要，以此来减少设计方案的问题。对于消防配电设计者，首先要增强法律意识，严格按照法律规定设计方案，其次要积极主动地学习相关知识参与相关设计工作来不断积累经验、提升自身设计能力。消防配电系统中存在很多复杂琐碎的小细节，如果没有相关经验可能很容易忽略，进而导致设计方案出现瑕疵，进一步影响消防系统发挥作用。设计工作者在设计工作中的作用不容忽视，为了规避设计者某些方面能力差、经验不足的问题，也为了最大限度发挥设计者在某些方面的强项，可以组建设计团队来完成消防配电设计工作，可以是双人团队也可以是多人团队，通过他们的合作来弥补个别设计者的不足，从而发挥团队价值，完成消防配电设计工作。

2.3 创新设计技术

消防配电设计涉及一系列消防用电设备及其相关线路配置，对于设计人员来说工作量巨大，设计人员如果合理运用相关先进设计工具，则可以有效减少其工作量，在一定程度上降低设计工作难度，提升方案设计质量。BIM 技术通过数字技术建立三维虚拟建筑模型，建筑消防配电设计运用该技术，会使设计人员的设计界面更为立体，尤其是设计配电线路时可以减少混乱现象的发生，更有利于设计工作者的设计，提升设计效率及设计质量。

3 结语

综上所述，建筑电气设计中高度关注消防设计工作极为必要，消防配电设计作为直接关系到消防系统运行效果的关键指标，设计人员应该予以关注，解决该方面的制约问题。为了切实优化建筑电气设计中的消防设计效果，设计人员应该首先分析明确整个消防配电设计工作要点，把握好各个关键设计任务目标，进而在明确设计标准和要求的基础上，不断提升设计人员综合素质以及创新技术手段。