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摘要:文章对建筑电气消防设计中火灾自动报警、消防联动控制和消防设备配电三个方面设计思路分析，并在关键点设计做详细阐述，确定消防用电设备的供电方式，指明建筑电气消防设计与各专业之间必须紧密配合。
关键词:建筑电气,消防设计,消火栓系统,喷淋系统，设计规范
Abstract: in this paper the design of building electrical fire automatic fire alarm and fire control and fire fighting equipment distribution with three aspects of the design idea is analyzed, and the design key points in detail, sure fire electrical equipment supply methods specified electrical building fire control design and each major must close coordination between.
Keywords: electrical building, fire fighting design, fire hydrant system, spraying system, design standard
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
1确定消防用电设备的供电方式
1.1确定电力负荷等级
根据《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑防火设计规范》的要求确定建筑的供电负荷等级。一级负荷应有两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏;二级负荷的供电系统应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时,不致中断供电或中断后能迅速恢复;三级负荷无特殊要求。
1.2火灾自动报警系统供电
1)火灾自动报警系统的主电源宜按一级或二级负荷来考虑。有两个或两个以上电源供电,在消防控制室进行自动切换。同时还要有直流备用电源,直流备用电源宜采用火灾报警控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。当直流备用电源采用消防系统集中设置的蓄电池时,火灾报警控制器应采用单獨的供电回路,并应保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作。
2)火灾自动报警系统的主电源和备用电源,其容量应分别符合现行有关国家标准的要求,在备用电源连续充放电3次后,主电源和备用电源应能自动转换。分别用主电源和备用电源供电,火灾自动报警系统的各项控制功能和联动功能应正常。火灾报警控制器电源要有自动转换和备用电源的自动充电功能,备用电源要有欠压和过压报警功能。
3)火灾自动报警系统有CRT显示器、计算机主机、消防通讯设备、应急广播等装置时其主电源宜采用UPS电源。
4)火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关,控制器的主电源应直接与消防电源连接,严禁使用电源插头。
5)火灾自动报警系统接地装置的接地电阻值应符合下列要求:采用专用接地装置时,接地电阻值不应大于4Ω,这一取值是与计算机接地要求有关规范一致的。采用共用接地装置时,接地电阻值不应大于1Ω。
1.3消防用电设备供电要求
1)消防用电设备应采用单独的供电回路,并当发生火灾后切
断有关部位的生产、生活用电时,应仍能保证消防用电,其配电线路和控制回路宜按防火分区划分。
2)按照《高层民用建筑设计防火规范》的要求,对于消防控制室、消防水泵、防排烟风机、消防电梯等重要消防设施的供电应在最末一级配电装置处进行双电源切换。最末一级配电装置的位置指在消防控制室、消防水泵房、防排烟风机房、消防电梯机房
双电源切换转换开关建议采用PC级。
3)一类高层建筑自备发电设备,应设有自动启动装置,并能在30 s内供电。二类高层建筑自备发电设备,当采用自动启动有困难时,可采用手动启动装置。
1.4应急照明
应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明三类。我国GBJ 133-1990照明设计标准和CIE室内照明指南均规定,备用照明的照度不应低于该场所正常照明照度的10%。一般在大型超市的设计中每条光带中正常照明为4/5,事故照明为1/5,作为正常照明的一部分使用,其中安全照明占15%,事故、疏散及安全出口照明占5%左右。应急照明由双电源自动切换供电,事故、疏散、诱导指示照明除由双电源供电外,还在灯具内配置镉镍电池作为应急电源。应急照明电源切换时间:我国设计标准和CIE室内照明指南均规定,不应超过15 s(商场中的收款台不应超过1.5 s),美国标准规定为10 s,英国GB 50045-95规定:疏散用的应急照明,其地面最低照度不应低于0.51lx。应急照明和疏散指示标志,可采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应少于20 min;高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30 min。
2消防联动系统设计
2.1消火栓系统的联动
消火栓泵的启动主要有三种方式:
1)消火栓泵启泵按钮动作后直接启动消防泵;
2)在消控中心的联动柜控制消火栓泵的启、停;
3)在消防泵房内,通过控制柜,手动控制消火栓泵的启、停。
同时消防泵的运行状态信号及故障信号应能反馈到消控室的火灾报警控制器或消防联动控制柜,消火栓泵启泵按纽的工作状态应反馈到消控室的火灾报警控制器上,消防泵房内消火栓泵控制柜的手动、自动状态的信号也应在消控室的联动柜上显示。
2.2喷淋系统的联动控制
喷淋泵应有三种启动方式:
1)通过系统中的压力开关动作直接启动喷淋泵;
2)在消控中心的联动柜上控制喷淋泵的启、停;
3)在消防泵房内,通过控制柜,手动控制喷淋泵的启、停。
同时,压力开关动作信号、水流指示器动作信号、信号阀的状态信号、喷淋泵的运行及故障信号、消防泵房内喷淋泵控制柜的手动和自动状态信号均应反馈到消控室。
2.3火灾报警系统的联动
1)火灾报警后的联动。
包含防烟楼梯机械正压送风系统的联动、机械排烟系统的联动、电动挡烟垂壁的联动、常开防火门的联动等。
2)确认火灾的联动。
包含一切非消防电源、火灾警报装置和应急广播的联动、防火卷帘门联动、消防电梯及客梯的联动、气体灭火系统的联动。在设计配电回路时,在条件允许的情况下,根据建筑的功能分区,尽量细化配电回路,在配电所设置消防模块,从而在确定火灾后减小断电面积。
3通道上的防火卷帘控制问题
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.8条的规定，疏散通道上的防火卷帘应设置火灾探测器组，且应按下列程序自动控制：感烟探测器动作后，卷帘下降至距地1.8米；感温探测器动作后，卷帘下到底。这样的采用不同类型火灾探测器与信号来控制的规定，其目的是要提高卷帘动作的安全可靠性，但是，通常情况下，卷帘两侧的使用功能是相同的，即两侧应设置同样的火灾探测器。若按上述条文，在不具备条件的场所，人为硬性设置不同的探测器，则其中一类探测器的误报率较高，反而降低了动作的安全可靠性。如大型地下汽车库，因其正常情况下有汽车尾气产生，且通风状况较差，根据规范应设置感温探测器，而感烟探测器是不适合的，若按以上条文设置感温—感烟探测器组来控制卷帘，则误报概率增大。设置探测器，并在卷帘两侧各选一个探测器，同类型和不同类型均可，构成探测器组成控制卷帘，而不是刻意构成不同类型的探测器组。因为，现在火灾自动报警产品的性能和质量都有了较大的提高，尤其是模拟量类比式探测器，而两个探测器同时误报的概率就更低了。当然，在满足有关火灾探测器选择的规范条文的前提下，应首选不同类型的探测器组成控制防火卷帘。另外，对于通道上的防火卷帘，探测器组设置在什么部位，规范未作具体规定。在具体的工程中，一般都设置在防火卷帘的附近，这并非是最佳选择。因为当离防火卷帘较远处着火时，防火卷帘不能及时起到隔火和挡烟的作用。为此，探测器组应是“虚拟”的，既在该防火分区内，并不确定哪几个探测器成探测器组，而是当区内任意两个探测器动作时，防火卷帘应下降至距地1.8米；当第三个探测器动作时，防火卷帘下到底，做到这一点，对于现在的大多数采用微机控制的火灾自动报警产品，都是完全可行的。
4 双电末端自切问题
根据有关规范，消防用电设备之电源应专用，且为双电末端自切。但在实际的工程中，特别是楼层面积大，功能较多的，消防用电设备往往是数量多，分布广，单机容量较小。若在每台设备就地设置双电源自切配电箱，并由二路专线供电，则将造成变电所出线仓位紧张，配电通道拥挤，较难满足规范的要求。为满足规范要求，上述双电源自切配电箱应相对集中设置，在消防用电设备就地设置按钮盒，接触器及热继电器均设于配电箱内，或在就地设置磁力起动器，配电箱内仅设置断路器。双电源自切配电箱的供电半径宜控制在30米内。对该类配电箱可采用链式供电，即由变电所引来一组双电源带若干台双电源自切配电箱，所链接的双电源自切配电箱不宜超过3台，总容量宜控制在50KW以内。这样设计，既减轻了变电所及配电通道的压力，又完全满足有关规范的要求。
5 各专业之间必须紧密配合
建筑物消防设计是涉及众多专业的整体设计,各专业之间相互协调,才能提高综合设计水平,保证设计质量,从而保证消防设施安全可靠地运行使用。消防电气设计人员不但要熟悉本专业知识,还要了解相关专业知识,熟悉相关专业的消防设备,如防火卷帘门、电动防火门、防火阀、排烟阀、水流指示器、压力开关、电磁阀等设备的结构及性能。
结语
对于建筑电气消防设计，首先要严格执行有关规定，特别是强制性规范；又应根据消防机理及各设备在火灾时的运行情况，合理地选择设备，构成系统，以使各消防设备能准确、及时、安全地运行。
关键词:建筑电气,消防设计,消火栓系统,喷淋系统，设计规范
Abstract: in this paper the design of building electrical fire automatic fire alarm and fire control and fire fighting equipment distribution with three aspects of the design idea is analyzed, and the design key points in detail, sure fire electrical equipment supply methods specified electrical building fire control design and each major must close coordination between.
Keywords: electrical building, fire fighting design, fire hydrant system, spraying system, design standard
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：
1确定消防用电设备的供电方式
1.1确定电力负荷等级
根据《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑防火设计规范》的要求确定建筑的供电负荷等级。一级负荷应有两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏;二级负荷的供电系统应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时,不致中断供电或中断后能迅速恢复;三级负荷无特殊要求。
1.2火灾自动报警系统供电
1)火灾自动报警系统的主电源宜按一级或二级负荷来考虑。有两个或两个以上电源供电,在消防控制室进行自动切换。同时还要有直流备用电源,直流备用电源宜采用火灾报警控制器的专用蓄电池或集中设置的蓄电池。当直流备用电源采用消防系统集中设置的蓄电池时,火灾报警控制器应采用单獨的供电回路,并应保证在消防系统处于最大负载状态下不影响报警控制器的正常工作。
2)火灾自动报警系统的主电源和备用电源,其容量应分别符合现行有关国家标准的要求,在备用电源连续充放电3次后,主电源和备用电源应能自动转换。分别用主电源和备用电源供电,火灾自动报警系统的各项控制功能和联动功能应正常。火灾报警控制器电源要有自动转换和备用电源的自动充电功能,备用电源要有欠压和过压报警功能。
3)火灾自动报警系统有CRT显示器、计算机主机、消防通讯设备、应急广播等装置时其主电源宜采用UPS电源。
4)火灾自动报警系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关,控制器的主电源应直接与消防电源连接,严禁使用电源插头。
5)火灾自动报警系统接地装置的接地电阻值应符合下列要求:采用专用接地装置时,接地电阻值不应大于4Ω,这一取值是与计算机接地要求有关规范一致的。采用共用接地装置时,接地电阻值不应大于1Ω。
1.3消防用电设备供电要求
1)消防用电设备应采用单独的供电回路,并当发生火灾后切
断有关部位的生产、生活用电时,应仍能保证消防用电,其配电线路和控制回路宜按防火分区划分。
2)按照《高层民用建筑设计防火规范》的要求,对于消防控制室、消防水泵、防排烟风机、消防电梯等重要消防设施的供电应在最末一级配电装置处进行双电源切换。最末一级配电装置的位置指在消防控制室、消防水泵房、防排烟风机房、消防电梯机房
双电源切换转换开关建议采用PC级。
3)一类高层建筑自备发电设备,应设有自动启动装置,并能在30 s内供电。二类高层建筑自备发电设备,当采用自动启动有困难时,可采用手动启动装置。
1.4应急照明
应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明三类。我国GBJ 133-1990照明设计标准和CIE室内照明指南均规定,备用照明的照度不应低于该场所正常照明照度的10%。一般在大型超市的设计中每条光带中正常照明为4/5,事故照明为1/5,作为正常照明的一部分使用,其中安全照明占15%,事故、疏散及安全出口照明占5%左右。应急照明由双电源自动切换供电,事故、疏散、诱导指示照明除由双电源供电外,还在灯具内配置镉镍电池作为应急电源。应急照明电源切换时间:我国设计标准和CIE室内照明指南均规定,不应超过15 s(商场中的收款台不应超过1.5 s),美国标准规定为10 s,英国GB 50045-95规定:疏散用的应急照明,其地面最低照度不应低于0.51lx。应急照明和疏散指示标志,可采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应少于20 min;高度超过100 m的高层建筑连续供电时间不应少于30 min。
2消防联动系统设计
2.1消火栓系统的联动
消火栓泵的启动主要有三种方式:
1)消火栓泵启泵按钮动作后直接启动消防泵;
2)在消控中心的联动柜控制消火栓泵的启、停;
3)在消防泵房内,通过控制柜,手动控制消火栓泵的启、停。
同时消防泵的运行状态信号及故障信号应能反馈到消控室的火灾报警控制器或消防联动控制柜,消火栓泵启泵按纽的工作状态应反馈到消控室的火灾报警控制器上,消防泵房内消火栓泵控制柜的手动、自动状态的信号也应在消控室的联动柜上显示。
2.2喷淋系统的联动控制
喷淋泵应有三种启动方式:
1)通过系统中的压力开关动作直接启动喷淋泵;
2)在消控中心的联动柜上控制喷淋泵的启、停;
3)在消防泵房内,通过控制柜,手动控制喷淋泵的启、停。
同时,压力开关动作信号、水流指示器动作信号、信号阀的状态信号、喷淋泵的运行及故障信号、消防泵房内喷淋泵控制柜的手动和自动状态信号均应反馈到消控室。
2.3火灾报警系统的联动
1)火灾报警后的联动。
包含防烟楼梯机械正压送风系统的联动、机械排烟系统的联动、电动挡烟垂壁的联动、常开防火门的联动等。
2)确认火灾的联动。
包含一切非消防电源、火灾警报装置和应急广播的联动、防火卷帘门联动、消防电梯及客梯的联动、气体灭火系统的联动。在设计配电回路时,在条件允许的情况下,根据建筑的功能分区,尽量细化配电回路,在配电所设置消防模块,从而在确定火灾后减小断电面积。
3通道上的防火卷帘控制问题
根据《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.8条的规定，疏散通道上的防火卷帘应设置火灾探测器组，且应按下列程序自动控制：感烟探测器动作后，卷帘下降至距地1.8米；感温探测器动作后，卷帘下到底。这样的采用不同类型火灾探测器与信号来控制的规定，其目的是要提高卷帘动作的安全可靠性，但是，通常情况下，卷帘两侧的使用功能是相同的，即两侧应设置同样的火灾探测器。若按上述条文，在不具备条件的场所，人为硬性设置不同的探测器，则其中一类探测器的误报率较高，反而降低了动作的安全可靠性。如大型地下汽车库，因其正常情况下有汽车尾气产生，且通风状况较差，根据规范应设置感温探测器，而感烟探测器是不适合的，若按以上条文设置感温—感烟探测器组来控制卷帘，则误报概率增大。设置探测器，并在卷帘两侧各选一个探测器，同类型和不同类型均可，构成探测器组成控制卷帘，而不是刻意构成不同类型的探测器组。因为，现在火灾自动报警产品的性能和质量都有了较大的提高，尤其是模拟量类比式探测器，而两个探测器同时误报的概率就更低了。当然，在满足有关火灾探测器选择的规范条文的前提下，应首选不同类型的探测器组成控制防火卷帘。另外，对于通道上的防火卷帘，探测器组设置在什么部位，规范未作具体规定。在具体的工程中，一般都设置在防火卷帘的附近，这并非是最佳选择。因为当离防火卷帘较远处着火时，防火卷帘不能及时起到隔火和挡烟的作用。为此，探测器组应是“虚拟”的，既在该防火分区内，并不确定哪几个探测器成探测器组，而是当区内任意两个探测器动作时，防火卷帘应下降至距地1.8米；当第三个探测器动作时，防火卷帘下到底，做到这一点，对于现在的大多数采用微机控制的火灾自动报警产品，都是完全可行的。
4 双电末端自切问题
根据有关规范，消防用电设备之电源应专用，且为双电末端自切。但在实际的工程中，特别是楼层面积大，功能较多的，消防用电设备往往是数量多，分布广，单机容量较小。若在每台设备就地设置双电源自切配电箱，并由二路专线供电，则将造成变电所出线仓位紧张，配电通道拥挤，较难满足规范的要求。为满足规范要求，上述双电源自切配电箱应相对集中设置，在消防用电设备就地设置按钮盒，接触器及热继电器均设于配电箱内，或在就地设置磁力起动器，配电箱内仅设置断路器。双电源自切配电箱的供电半径宜控制在30米内。对该类配电箱可采用链式供电，即由变电所引来一组双电源带若干台双电源自切配电箱，所链接的双电源自切配电箱不宜超过3台，总容量宜控制在50KW以内。这样设计，既减轻了变电所及配电通道的压力，又完全满足有关规范的要求。
5 各专业之间必须紧密配合
建筑物消防设计是涉及众多专业的整体设计,各专业之间相互协调,才能提高综合设计水平,保证设计质量,从而保证消防设施安全可靠地运行使用。消防电气设计人员不但要熟悉本专业知识,还要了解相关专业知识,熟悉相关专业的消防设备,如防火卷帘门、电动防火门、防火阀、排烟阀、水流指示器、压力开关、电磁阀等设备的结构及性能。
结语
对于建筑电气消防设计，首先要严格执行有关规定，特别是强制性规范；又应根据消防机理及各设备在火灾时的运行情况，合理地选择设备，构成系统，以使各消防设备能准确、及时、安全地运行。