试论建筑消防电气系统设计

【关键词】建筑消防 电气设计 

　　目前设计者应该熟悉和掌握与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—2005以下简称“高规”）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—98以下简称“报警规范”）、《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16—2008以下简称“民规”）等。三部规范对高层建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。 

　　2 高层建筑的消防用电电源 

　　2.1 基本原则 

　　高层建筑的消防用电，一般遵循以下五个原则。（1）主电源必须安全可靠。一般采用放射式线路供电。（2）备用电源必须处于常年临战状态。备用电源的切换时间一般不超过30秒。（3）消防用电线路应采用耐热绝缘导线，管线不宜集结，并应暗敷于混凝土层中并作防火保护措施进行处理。（4）各个消防用电系统之间，以及与消防用电有关联的用电设备，都应集中联控和显示。（5）对消防设备及消防用电系统，必须采取有效的自身防火保护措施，确保消防设备的安全运转。 

　　2.2负荷性质 

　　消防用电具有五大特性：短时性、常备性、可靠性、突发性和灵敏性。因此，消防用电，在电源供给上都是一备一用。通常情况下，一类高层建筑，必须按照一级负荷要求供电，二类高层建筑，应按照二级负荷要求供电，最少不得低于二级负荷的技术要求供电。备用电源可用自备发电机来解决。备用电源的容量，可以根据消防水泵和电梯的容量来确定。高层建筑发生火灾初期，首先用的水是高位水箱内常备的10分钟消防用水，在消防给水压力下降或动用消火栓时，消防水泵才启动供水，此时消防电梯复位待命。所以消防用电的备用电源设计容量，主要依据消防设备用电负荷而定。 

　　3 高层建筑的火灾自动报警系统 

　　3.1 火灾报警系统的基本形式 

　　火灾报警系统的形式应根据具体保护对象来确定，设计者首先应分清保护对象的建筑类别、使用性质、火灾危险性等因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。按“报警规范”，火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式：区域系统、集中系统、区域——集中系统、控制中心系统。随着火灾报警新技术的不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。 

　　3.2 报警控制器的设计 

　　报警控制器是给探测器供电，接受、显示、传递信号，并能输出控制指令的一种装置。按其输入网络的系统线路划分有少线制（又名总线制）和多线制两类；按作用性质划分有区域报警器（中继器）、集中报警器、通用报警器（前二者通用）3种。以往的设计模式是：火灾探测器→n个区域报警器→集中报警器→联动控制装置。随着消防科技的发展，目前多线制与以往的设计模式已较少采用，而是一般采用总线制、模拟量多功能的报警控制器。它除常规功能外，还具有以下特点： 

　　（1）系统布线简洁。系统布线少，布线规律性强，方式任意，减少了布线故障。因而使设计简单，便于施工和维修，提高了系统的可靠性。 

　　（2）系统结构模块化。系统单机结构包括250～2000个可编地址的各种探测器、手动报警按钮、联动模块和报警显示装置，设计人员可灵活地进行系统配置，选择系统监控回路的数量；若单机结构地址容量不够，还可灵活地将系统配置成网络结构形式。 

　　3.3 联动控制系统的构建 

　　（1）消火栓控制系统 

　　消火栓的水源一般来自消防水箱。系统处于常压状态，当压力不足时，由稳压泵自动开启补水达到规定的压力时，水泵自动停止。一般设置2台互为备用的消防水泵，并要求在泵房、消防控制室、各层消火栓处3地控制。设计中消火栓控制系统的控制电源电压等级为直流24V，且多采用独立电源。消火栓按钮的作用是：1、向消防控制室报警并申请启动消防水泵；2、直接启动消防水泵；3、发生火灾时，任一消火栓按钮动作启动消防水泵后，该防火分区内所有消火栓上的指示灯亮，告诉消防人员该区消防水泵已启动，不需要再操作消火栓按钮。目前国内生产的火灾自动报警产品，均配有带地址编码的消火栓按钮，它属于手动按下方式，内装手动报警输入模块板，可将手动按钮触点的开关量信号转换成二总线脉冲码信号，返回给报警控制器，并有一组常开输出触点，用于直接启动水泵，还配有红色确认灯。 

　　（2） 自动水喷淋系统 

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，对一、二类高层建筑分别要求设置自动喷水系统，其工作原理是：失火时喷淋头表面温度达到它的破碎温度时，喷淋管网中的压力水自动喷出，此时系统中压力开关、水流指示器动作，通过火灾自动报警系统的联动模块，向消防控制室报警并申请启动喷淋水泵，火灾自动报警系统则对压力开关、水流指示器的报警时间及位置进行记录，启动喷淋水泵，灭火后由远控或现地控制水泵停止运行。 

　　（3）防火卷帘、防火门控制系统 

　　两个防火分区之间设置防火卷帘和防火门，是阻止烟火势蔓延的防火隔断设备。它要求现地（现场手动）控制、与探测器联动控制、消防控制室控制，即三地控制。 

　　（4）电梯控制系统 

　　大楼内设有多部客梯和消防电梯，当发生火灾时，由火灾自动报警系统的联动模块发出指令，不管客梯处于任何状态，电梯上按钮将失去控制作用，客梯全部降到首层，客梯门自动打开，待梯内人员疏散后， 自动切断客梯电源，同时将动作信号反馈至消防控制室。消防电梯降到首层后，供消防人员使用。 

　　（5）消防设备电源和疏散照明系统 

　　在高层建筑消防电源供电设计时，消防电源应处于该建筑物（群）供电系统中最高供电负荷等级的位置上；当建筑物为高压受电时，从变压器低压出口处分开， 自成独立的消防供电系统；对消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等消防用电设备的供电，均应采用双路电源或双回路供电线路，并在最末一级配电箱处实现自动切换。火灾自动报警系统的主电源取自末端自动切换的双电源配电箱，直流备用电源取自与该系统配套的专用蓄电池。主、备电源的切换，由火灾自动报警系统中的控制器自动控制。应急疏散照明是为了在火灾发生之际，指示出入位置和方向，便于有组织的疏散。一般安装在楼梯间及其前室、走道和出入口等处。公共建筑当走道长度超过20米，应每隔20米增设一个，疏散照明灯具距地面0.4米，地面照度不低于0.51x。根据“报警规范” 规定，发生火灾时，应局部切断有关层的交流电源，防止电源短路引起二次火灾。为此，在消防控制室设置有切断空调、照明电源的按钮，以便根据火情切断相应的电源，电源切断后，应急照明及疏散指示灯自动打开，引导人们安全疏散。 

　　4 结束语 

　　随着我国经济的迅速发展，新时期建筑向高层发展的速度也随之加快。由于高层建筑面积大，各种电气系统日趋复杂，线路纵横密布， 因电气配线选择、安装和使用不当所造成的火灾逐年增多。所以，高层建筑消防电气设计是综合设计的重要组成部分。