高层建筑消防供配电设计要点探讨

摘要：高层建筑消防设施是确保建筑物消防安全,保障人们的生命和财产安全的重要设施,而消防供配电系统直接为消防设备提供动力,所以供配电系统设计是否合理也关系到建筑消防设施能否正常运行。本文分析了高层消防用电设施对供电系统的要求，并探讨了高层建筑消防供配电设计要点。

关键词：高层建筑；消防；供配电；设计

中图分类号：TU208文献标识码:A

一、高层消防用电设施对供电系统的要求

消防用电设施包括：报警设施（手动及自动报警器、探测器、水流指示器、压力开关）；防火设施（卷帘门、防火门、防排烟系统）；灭火设施（消防水泵、喷洒泵、自动灭火装置）；安全、疏散设施（紧急广播、应急照明、消防电梯）；通迅信号及联动指令等设施（火警电话、报警和显示装置、联动控制装置等）。

消防用电设施对供电系统的要求如下：

首先，是供电的可靠性。高层民用建筑发生火灾时，主要利用建筑物自身的消防设施进行灭火和疏散人员、物资，而建筑物的消防设施一般来说都离不开电。因此，如果没有可靠的电源，就不能及时地报警、灭火，不能有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延，势必造成严重的损失。因此，合理的确定电力负荷等级，保障高层民用建筑消防用电设施的供电可靠是非常重要的。

其次，是断电的区分性。为防止火灾时火势沿电气线路、设施蔓延扩大火灾区域，威胁消防人员的安全，根据火灾的具体情况，必须切断部分或全部非消防设施的供电电源。供电系统的设计，既要保证消防设施供电，又需灵活地有选择性地及时切除非消防电源，这是设计应认真考虑的一个重要因素。

最后是电源切换的时间性。有些高层建筑根据主电源的可靠程度，备有应急发电设备作为消防备用电源。为了保证发生火灾时各项救灾工作的顺利进行，消防用电设施2个电源的切换方式、切换点和应急发电设备的启动方式等都是消防供电系统应予考虑的问题。其中，2个电源转换的时间能否满足消防设施的要求很重要。

二、高层建筑消防供配电设计要点

（一）高层建筑消防设备电气配线

规范对消防用电设备配电线路的要求根据“高规”规定,消防配电线路应符合下列要求:

（1）当采用暗敷设时,应敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不宜小于30mm。

（2）当采用明敷设时,应采用金属管或金属线槽上涂防火涂料保护。

（3）当采用绝缘和护套为不延燃材料的电缆时,可不穿金属管保护,但应敷设在电缆井内。

常用消防配线方式：

（1）防火涂料保护

在普通电缆外壁涂防火涂料保护,最常用的消防涂料如T60-1饰面型防火涂料等。

（2）金属管或金属线槽保护(明敷)

穿金属管或金属线槽明敷在墙体上,外壁涂刷防火涂料保护。

（3）PVC保护(暗敷)

穿PVC塑料管暗设在不燃烧体结构内。

（4）采用耐火、阻燃绝缘材料

导线的绝缘层或护套采用高氧指数(一般>30)的阻燃材料或使用一种不燃无机材料作为耐火型绝缘层。

（二）按规定设置ATS和UPS

1、末端ATS的设置

火灾自动报警、消防通信、火灾广播、联动控制等消防用电设备均设有应急电源。当使用的电源故障停电时,被停止供电的重要负荷采用电源自动切换装置(ATS)切换至另一电源。《高层民用建筑设计防火规范》第9.1.2条规定:“高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动切换装置”。ATS设在起端(如在变电所低压的第一级配电处)和设在末端相比,末端设ATS时,除了电源故障停电能自动切换外,当配电设备故障或低压线路上发生故障而停电时,末端ATS也能动作,增加了负荷的供电可靠性;起端设ATS时,如果配电设备或低压线路发生故障而停电,该ATS不动作,这样就无法保证负荷的继续供电,所以末端ATS比起端ATS更为可靠。在有的设计中自动切换装置不是设在最末一级配电箱,双电源线路进楼后,总配电箱处设了自动切换装置,而从此后是单回路至各层消防配电箱,显然这种设计是不符合要求的。

2、电脑用电应设UPS

另外,火灾自动报警系统中的图形显示装置、消防通讯设备、计算机管理系统、火灾广播等的交流电源应设UPS装置供电。对于电脑用电负荷,在使用中如果电源突然中断,会使电脑中的信息消失,《民用建筑电气设计规范》中规定:“当用电负荷允许中断时间在1.5s以内时,应设不间断电源装置。”[这是老规范的说法，需修改。新规范为2008年版“6．3．2 符合下列情况之一时，应设置UPS装置：

1 当用电负荷不允许中断供电时；

2 允许中断供电时间为毫秒级的重要场所的应急备用电源。”]ATS不是不间断电源装置,两路电源切换时,必有一个停电时间,最快也要0.2～0.3秒,而UPS只能短时间维持,也不能代替ATS,因此对于消防系统中的电脑用电负荷的供电方式是两路电源设置末端ATS加UPS。

（三）消防用电设备保护控制装置

根据有关规范规定，在发生火灾时，为确保消防设备连续运行，避免发生更大损失，消防设备的电动机过载保护应仅作用与信号。但笔者认为对于无备用机组的保护设备和有备用机组的保护设备的保护要区别对待。

对于无备用机组的消防设备，如排烟风机等，应严格按照规范要求设计保护控制装置，过负荷保护仅作用于信号而不切断电源的目的。

但对于有备用机组的消防用电设备（如消防泵等）则需要灵活使用。设置保护装置时，工作机组过载时应作用于跳闸，自动投入备用机组；而备用机组过载时只能作用于报警信号。工作机组应设过载保护并作用于跳闸，是为了避免过载引起短路故障，而拖垮该组消防用电设备的两路电源，以致备用机组无法投入运行；而备用机组不设过载保护或过载保护只作用于信号，是为了尽量延长消防用电设备的运行时间，以利有效扑灭火灾。

对有备用机组的消防用电设备设置保护装置时，均设计成过载时不切断电路，只发出报警信号，这是不合理的。

（四）消防配电存在的其它问题

目前普遍存在的配电问题有：

（1）部分消防用电设备如消防控制室、消防泵的电源不是采用专用的消防电源供电，而使用一般负荷线路上的插座为电源，这样在发生火灾的情况下，在建筑主电源切断后，消防用电设备的电源也随之停电，消防设备全面瘫痪，其火灾损失不可估量。

（2）有些互为备用的消防设备如消防水泵等在末端集中进行两电源互投时，没有采用各设备均从消防配电室放射供电方式，而是从配电室引出一主线，在末端并联互备设备。这样做的结果是一旦主线引起故障(而主线引发故障的机率很大)互备用设备均失去电源，无法起动，达不到预期的效果。

（3）在消防联动设备的配电共用，没有按规定在最末端的配电箱设两路自动切换装置，或自动切换装置的质量差，可靠性低。在火灾发生情况下，备用电源不能自动切换成应急电源，供电中断。有的使用手动切换，当消防人员到达火场后再找切换装置进行电源切换，这将延误战机，造成重大损失。

解决问题的措施：

（1）正常工作电源和应急电源应自成系统，独立配电。当电力与照明分开供电时，则电力与照明应分别设有正常工作电源配电系统与应急配电系统。保证消防用电等一类负荷在火灾情况下，由应急电源连续供电，二类负荷保证两回路切换供电。

（2）在消防用电的配电设计安装时，对用电量大或较集中的消防用电设备，如消防控制室，消防水泵等，应从配电室开始采用放射式供电，并保证主用设备和备用设备的供电线路相互独立。

（3）消防系统各设备的配电共用，应在最末端的配电箱设两路自动切换装置，并安装高质量的电源自动切换装置。如果安装的是手动切换装置，则宜在设备房配电箱内。这样在应急情况下消防人员能在短时间容易找到并实现切换。

参考文献

[1]赵丽萍.超高层建筑电气设计要点[j].中华民居, 2013年18期.

[2]王金元.民用建筑供配电设计应注意的几个问题[c]. 黑龙江省建筑电气情报网、黑龙江省建筑电气专家委员会2010年年会,2010.