建筑電氣設(shè)計消防配電設(shè)計研究

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【摘要】電氣設(shè)計與建筑使用安全密切相關(guān)，而電氣設(shè)計的重點在于優(yōu)化消防配電設(shè)計。優(yōu)質(zhì)的消防配電設(shè)計可促進消防設(shè)備良好運轉(zhuǎn)，促進及時警報，支持消防救援，提升建筑使用功能和建筑安全性。本文闡述針對消防配電設(shè)計進行研究的重要意義，總結(jié)消防配電設(shè)計中的常見類別，并對設(shè)計要點進行重點研究，以期能為相關(guān)工作人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】消防配電系統(tǒng)；建筑工程；配電設(shè)計研究；建筑安全

前言

當代建筑以高層建筑為主，此類建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電氣設(shè)計難度較高，電氣設(shè)計安全性與使用者人身財產(chǎn)安全密切相關(guān)。尤其是消防配電設(shè)計，直接決定建筑的消防安全水平。優(yōu)質(zhì)的消防配電設(shè)計可促進消防設(shè)備良好運轉(zhuǎn)，促進及時警報，支持消防救援，提升建筑使用功能和建筑安全性。

1研究必要性

經(jīng)濟發(fā)展以后，城市建設(shè)提速，在此發(fā)展進程中，高層建筑層出不窮，建筑功能日益多元化，建筑總量增長幅度較大。評價建筑質(zhì)量時，通常從兩個核心維度著手：①使用功能；②安全性。電氣設(shè)計與安全性和使用功能皆有密切關(guān)聯(lián)。電氣設(shè)計中涵蓋多個系統(tǒng)，其中消防配電對建筑安全產(chǎn)生決定性作用。消防配電設(shè)計不科學，不僅影響整個電氣系統(tǒng)的日常運行和建筑功能使用，而且在火災(zāi)等意外發(fā)生時，可能出現(xiàn)延遲警報、無法及時切斷故障電路，進而導(dǎo)致錯失黃金逃生時機以及火災(zāi)加速蔓延、影響電氣系統(tǒng)全局的不良后果。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在建筑火災(zāi)中，約有53.24%的電氣火災(zāi)是因消防配電設(shè)計不科學引發(fā)，后果極其嚴重，在造成大量財物損失之外，更造成人員傷亡。對消防配電設(shè)計加強深入研究，促進科學設(shè)計，可減少意外損失，提升建筑抗災(zāi)能力，增強建筑安全[1]。

2設(shè)計常見類別

2.1放射式設(shè)計

此類設(shè)計方案具有常用性，應(yīng)用優(yōu)勢顯著。采用此種設(shè)計，保證配電設(shè)計獨立性，當線路故障發(fā)生時，不易造成連鎖反應(yīng)，可避免危及其他線路。在其設(shè)計中，通用選擇幾種配電，易于后期管理，提升消防系統(tǒng)日常管理便捷度，與此同時，此種設(shè)計穩(wěn)定性較高，可促進持續(xù)配電支持。應(yīng)用該設(shè)計，可促進電路供應(yīng)獨立，保證不同功能區(qū)域或設(shè)備的相對獨立性，其中某一部位損壞，對全局無顯著影響，從功能層面進行評價，該設(shè)計方案較為理想。因為其供電模式為集中式供電，管理易于執(zhí)行，可提高效率，對后續(xù)投入需求較低，對管理隊伍和管理投入而言具有顯著優(yōu)勢。在具體應(yīng)用中，該設(shè)計對火災(zāi)相關(guān)監(jiān)控和預(yù)警活動，以及進行范圍控制時，具有較為優(yōu)質(zhì)的成效。此種設(shè)計缺陷在于對材料消耗較大，在系統(tǒng)建設(shè)時，需要使用大量開關(guān)，以及使用大量電線，對成本要求較高，在實際建設(shè)中對有色金屬需求度較高，資源消耗顯著，應(yīng)用范圍有限，難以廣泛普及，對于單臺容量高的電氣設(shè)備具有適配性。此外，此類設(shè)計通常具有較為復(fù)雜的設(shè)計結(jié)構(gòu)，對消防專用的導(dǎo)線與控制導(dǎo)線的相關(guān)開關(guān)需求較大，在敷設(shè)管線時需要大量成本。加之以獨立線路實現(xiàn)電路供應(yīng)，在運行時，常見額外電能損耗，因此從節(jié)能角度而言，具有一定缺陷。總體而言，設(shè)計使用成本較高，火災(zāi)發(fā)生可能性較低，或者當該建筑具有較低的消防等級時，在經(jīng)濟效應(yīng)方面存在缺陷[2]。

2.2樹干式設(shè)計

線路發(fā)生故障時，樹干式設(shè)計會切斷其他線路，對系統(tǒng)全局存在影響。故而在應(yīng)用樹干式設(shè)計時，應(yīng)提前了解實際用電情況，以及電氣系統(tǒng)的宏觀穩(wěn)定性，基于調(diào)查數(shù)據(jù)實施電氣應(yīng)用數(shù)據(jù)分析，制定個性化設(shè)計方案，提升穩(wěn)定性，做好干線切換設(shè)計，提升切換精準性和科學性。簡而言之，該設(shè)計存在較為顯著的主線設(shè)計，主線通常為1條，或數(shù)量較少，應(yīng)用較為普遍。但其設(shè)計共用配電線路，可由局部影響全局，缺陷較為顯著。

2.3鏈式設(shè)計

鏈式設(shè)計與之前文所述樹干式設(shè)計具有相似性，即在應(yīng)用時，可對其他線路產(chǎn)生影響，但較之樹干式設(shè)計，此種設(shè)計穩(wěn)定性較差，在應(yīng)用時，較易發(fā)生設(shè)備、線路同步故障，影響使用安全，管理難度較高。

2.4混合式設(shè)計

所謂混合式設(shè)計，即為對以上三種設(shè)計進行靈活組合，以實現(xiàn)科學運用。在其應(yīng)用中，基于不同設(shè)計模式的優(yōu)點與缺陷，進行優(yōu)質(zhì)整合，完善全局設(shè)計，進行科學搭配，靈活度較高。進行混合設(shè)計，也可促進配電系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新，對優(yōu)化電氣系統(tǒng)全局設(shè)計、強化建筑安全性能具有積極意義。

3設(shè)計要點

3.1供電系統(tǒng)設(shè)計

在配電設(shè)計中，供電系統(tǒng)居于基礎(chǔ)地位，消防配電宏觀應(yīng)用質(zhì)量與供電系統(tǒng)穩(wěn)定性密切相關(guān)。優(yōu)化供電系統(tǒng)設(shè)計，可強化消防系統(tǒng)穩(wěn)定供電支持，保證消防系統(tǒng)得到安全應(yīng)用（見圖1）。當前該環(huán)節(jié)設(shè)計常見問題如下：①高壓電路問題。在設(shè)計高壓電路時，常見不科學設(shè)計。為促進電氣系統(tǒng)安全，在針對一級負荷供電進行電氣設(shè)計時，其二級回路要求設(shè)計為高壓電路，其電力資源支持應(yīng)具有獨立性，不可與其他供電混用。在該類設(shè)計中，通常使用電池。然而實際設(shè)計中，建筑多以高壓母線開關(guān)當成連鎖輸入的電氣系統(tǒng)支持。采用該供電方式進行供電，降低消防配電質(zhì)量，構(gòu)成安全隱患，應(yīng)予以避免，嚴格執(zhí)行獨立供電設(shè)計；②供電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)設(shè)置雙向電源，但在許多設(shè)計中僅以單向電源作為供電系統(tǒng)支持，使用此種電源模式，在供電出現(xiàn)異常時，難以有效控制供電，將導(dǎo)致供電不穩(wěn)。在進行設(shè)計時，基于以上問題，應(yīng)結(jié)合實際需求，優(yōu)化配電線路，促進供電穩(wěn)定。在規(guī)劃配電線路中，應(yīng)對線路材料進行優(yōu)質(zhì)選擇，確保其材料結(jié)構(gòu)具有不燃的特點，對材料的內(nèi)部保護層也應(yīng)加強把控，厚度應(yīng)為3cm以上。電纜負荷方面，應(yīng)對二級負荷做到有效承載，同時其耐壓值應(yīng)高于450V。明敷管線應(yīng)選擇密封金屬線槽，加強管套防護；暗敷管線也應(yīng)強化管線選材控制。電源監(jiān)控方面，應(yīng)對監(jiān)控設(shè)備進行科學控制，促進穩(wěn)定配電。自動報警裝置供電應(yīng)不小于10min，消火栓供電不小于3h，自動噴水供電不小于1h，火災(zāi)疏散標志供電不小于0.5h。此外，應(yīng)加強維護，促進穩(wěn)定運行[3]。

3.2報警系統(tǒng)設(shè)計

報警系統(tǒng)是消防系統(tǒng)重要功能部分，在其應(yīng)用中，應(yīng)在火災(zāi)發(fā)生后，立即啟動控制系統(tǒng)，及時發(fā)出警報。在設(shè)計前，應(yīng)先對建筑布局進行宏觀掌握，做好火災(zāi)救援基礎(chǔ)，促進建設(shè)宏觀設(shè)計科學性，該部分設(shè)計中，應(yīng)了解電源情況，確保電源符合切斷標準，在電路出現(xiàn)故障時，第一時間執(zhí)行切斷操作，應(yīng)將管線、電源與相關(guān)設(shè)備在設(shè)計圖中明確標注。建筑所用消防配電若為三級配電，應(yīng)在消防設(shè)計中為照明設(shè)備安裝蓄電池，未能切除應(yīng)急照明設(shè)備供應(yīng)的電源，應(yīng)及時予以排查清理，保證設(shè)計與標準要求一致。在實際設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)基于建筑報警需求制定個性化設(shè)計方案，保證有效控制。在設(shè)計消防電梯線路時，應(yīng)設(shè)計兩路專線，通常在地下室設(shè)置消防變電所，其配電延伸到頂層電梯機房。線路應(yīng)選用耐火電纜，也可使用礦物絕緣電纜作為兩路線路之一。

3.3電源監(jiān)控

電源監(jiān)控的作用在于監(jiān)測消防配電的實時運行情況，提供相應(yīng)數(shù)據(jù)，設(shè)備控制工作即以其為依據(jù)科學進行。該類設(shè)計環(huán)節(jié)常見問題是消防電源監(jiān)控缺位，或者在發(fā)電機中，缺少自動啟動相關(guān)裝置，以及電壓檢測器未在設(shè)計之中等。在進行設(shè)計時，應(yīng)在電源箱中按規(guī)定安裝電源監(jiān)控相關(guān)設(shè)備，定期進行運行狀態(tài)檢查，保證其正常運行，記錄檢查記錄，工作人員基于設(shè)備運行參數(shù)判斷運行狀態(tài)，進行系統(tǒng)優(yōu)化。還應(yīng)對非消防電源加強管理，保證消防配電系統(tǒng)可在火情發(fā)生時，進行電源切斷控制，保證及時發(fā)出警報，及時切斷故障線路。3.4供電設(shè)備在消防配電中，應(yīng)選擇與系統(tǒng)適配度較高的供電設(shè)備，保證消防報警系統(tǒng)覆蓋整個建筑，應(yīng)對供電設(shè)備進行分級管理控制，促進有效供電。報警系統(tǒng)方面，應(yīng)采用識別管理模式，確保及時定位起火點，維持電氣系統(tǒng)正常運行。在部分建筑中，消防設(shè)備電源為公用狀態(tài)，在其設(shè)計中，應(yīng)對設(shè)備末端單獨進行電源裝置設(shè)計，確保該裝置為可自由切換狀態(tài)，促進供電穩(wěn)定。此外，設(shè)計中應(yīng)包含火災(zāi)探測設(shè)備，確保供電安全和及時發(fā)出警報。設(shè)備選擇應(yīng)以規(guī)范為基礎(chǔ)標準，科學布置供電設(shè)備，方可保證配電系統(tǒng)常規(guī)運轉(zhuǎn)。在進行消防電源規(guī)劃時，當前設(shè)計多為雙跳閘模式，安全性較低，極易誘發(fā)配電系統(tǒng)短路，影響穩(wěn)定配電。在設(shè)計中，應(yīng)基于建筑情況，優(yōu)化布置供電設(shè)備，降低相關(guān)風險。供電設(shè)備相關(guān)裝置選擇時，應(yīng)從材質(zhì)、性能方面加強把關(guān)，使其與系統(tǒng)設(shè)計相契合。

4結(jié)論

綜上所述，消防配電設(shè)計屬于建筑電氣設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為促進消防安全和使用安全，應(yīng)明確該類設(shè)計可行性模式，結(jié)合建筑情況，基于建筑需要，選擇與建筑適配度高的設(shè)計模式，提高消防配電設(shè)計水平，促進消防系統(tǒng)高效率、穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，保證電氣消防安全。

參考文獻

[1]王旭斌.消防配電設(shè)計在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2020（20）：29-31.

[2]操龍先.消防配電設(shè)計在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].技術(shù)與市場，2020，27（10）：79-80.

[3]李海歌.探究建筑電氣設(shè)計中的消防配電設(shè)計[J].冶金管理，2020（13）：30-31.

作者：王佾庭 王曉峰 單位：廈門市消防支隊