浅析建筑电气若干消防设计问题

摘要：建筑电气消防设计主要包括以下几个方面，即火灾自动报警、消防联动控制、消防设备配电、消防应急照明，以夏新增漏电报警系统。在此，本人谈几点对消防电气设计的认识和体会，以期与同行探讨。

关键词：火灾自动报警；消防联动控制；消防设备配电；消防应急照明：漏电报警系统

中图分类号：TU99

文献标识码：A

文章编号：1006-3315(2010)3-149-002

完善的消防电气设计系统对于发生火灾后，能使建筑物内各种消防用电设备及时地可靠运行，有效地疏散人员、物资、控制火势的蔓延是十分重要的。笔者认为建筑电气消防设计主要包括以下几个方面，即火灾自动报警、消防联动控制、消防设备配电、消防应急照明，以及新增漏电火灾报警系统。在此，本人谈几点对消防电气设计的认识和体会，以期与同行探讨。

消防设计应严格按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95，2005年版)、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)和《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)进行。电气消防和给排水及空调专业联系得非常密切，有许多需要相互配合的细节，如防排烟系统、消火栓系统、喷淋系统等。因此，不管是在设计前期还是在设计中，必须经常与这两个专业有良好的沟通，才能确保设计的准确性和避免重复更改。

一、浅析火灾自动报警及消防联动系统的设计

在火灾自动报警系统的设计中，工作量最大的是各种探测器的布置。在一个探测区域布置探测器，应根据不同的场所，选定与之相应的探测器，确定好各种探测器的位置。在设计中，探测器的布置往往与风管、风口、灭火喷头、灯具等布置有矛盾，除火灾探测器布置满足有关规范外，还应按照以下原则设计：探测器离空调送风口边的距离不应小于1.5m，至灯具水平距离不应小于0.2m，至灭火喷头的水平距离不应小于0.3m。

手动报警按钮除了安装间距不应大于30m外，另外应注意将其安装在明显和便于操作的部位。

消火栓按钮主要应有两个作用，一是直接启动消火栓水泵并反馈水泵状态，二是向消防控制室报警。直接启动消火栓泵是在高规和建规中规定的，所以设计不要忽视从消火栓按钮到消防水泵起动装置的直接起泵线。

有人提出将手动报警按钮与消火栓按钮相互替代，这种观点是不对的。因为任何发现火情者，均可通过手动报警按钮向火灾报警器发出报警信号；而消火栓按钮是供消防人员或想使用消火栓灭火者使用，消火栓按钮按下后，应立即启动消防水泵。消火栓按钮兼有报警功能，而手动报警按钮只有报警功能，不能启动消防水泵，故手动报警按钮不能代替消火栓按钮。

消防联动控制系统开启雨淋报警阀有两种控制方式：a由灭火系统保护区内就近的感烟、感温探测器组成与门，当二者均动作后。通控制电路开启雨淋报警阀，并返回动作信号。b由喷水灭火系统保护的防火分区内任意火灾探测器报警，确认火灾后，由火灾自动报警控制器发出控制信号至输入输出模块，开启雨淋报警阀，并返回动作信号。

从报警可能性考虑宜采用第二种控制方式。湿式报警阀压力开关的接点和消防控制室手动按钮应直接延时起泵，在无消防控制室的工程中，应把湿式报警阀压力开关的接点线路直接引至湿式喷水灭火系统喷淋泵的控制箱内，实现直接延时起泵和显示信号的功能，在有消防控制室的工程中，消防控制室内应设手动联动控制台，将压力开关的接点线路引至控制台，经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵，并显示信号。

防烟和排烟系统中，在电动防火阀处设控制模块，经火灾报警后开启相应防烟分区内的加压送风口或排烟口的电动防火阀，关闭有关部位的空调送风系统，并返回动作信号。联动控制台与防烟和排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线，以便在联动控制台能自动和手动控制防烟和排烟风机的启停，显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。空调送风系统亦如此，在火灾报警后，用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀，并关闭空调送风机。

确认火灾后，联动控制台控制消防电梯和客梯停于首层，在首层设有消防电梯的紧急迫降按钮，消防电梯的联动线，可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制返回信号接点上，通过该接点信号控制消防电梯停于首层。

疏散通道上的防火卷帘两侧设感烟、感温探测器两组。其任一侧感烟探测器动作后，报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m处，感温探测器动作后，防火卷帘下降到底。作为防火分区分隔的防火卷帘，两侧各设感烟探测器一组，当任一侧防火分区内火灾探测器动作后，防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮，在探测器误动作后，能强制开启防火卷帘，当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时，应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。

消防联动控制系统中，对消防泵、喷淋泵、排烟风机的控制有如下要求：按下消火栓按钮启动消防泵，火灾确认后在火灾报警主机上直接启动消防泵；报警阀组内的压力开关直接启动喷淋泵，火灾确认后在火灾报警主机上直接启动喷淋泵；火灾时待开启排烟阀后启动排烟机，火灾确认后在火灾报警主机上直接启动排烟风机。

二、浅析消防设备配电设计

消防供电应处于最高供电层次，《民用建筑电气设计规范》第24.9.2条规定：“火灾消防及其他防灾系统用电，当建筑物为高压受电时，宜从变压器低压出口处分开自成供电体系，即独立形成防灾供电系统。”消防系统电源的供电负荷等级，在本工程供电系统中应处于最高供电等级，自成供电体系是为了保证消防供电的可靠性。

消防配电应具有独立性，有了可靠的电源，而消防设备的配电线路不可靠，仍不能保证消防没备的安全供电。《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)第9.1.3条规定：“消防用电设备应采用专用的供电回路，”本条规定的供电回路，是指从低压总配电室(包括分配电室)至最末一级配电箱，与—般配电线路应严格分开，但在有的设计中，往往是注意从配电室引至消防控制室配电箱这—段的供电可靠性，而忽视了各层消防用电设备供电的可靠性，如电动防火门、排烟阀等，并没有形成消防专用独立系统。

末端双电源自动切换装置(AT5)的设置，火灾自动报警、消防联动控制、消防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AT5装置切换至另一电源。《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、防烟排烟风机等的供电，应在最末—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1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E发生故障而停电时，末端AT5也能动作，增加了负荷的供电可靠性；起端设AT5时。如果配电设备或低压线路发生故障而停电，该AT5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AT5更为可靠。

火灾确认后，切除非消防电源是为了防止事故扩大。在工程中对非消防电源的切除，最好是利用低压断路器的附件即分励脱扣器。具体的实施办法是，在相关非消防电源回路上的断路器加装分励脱扣器，并通过总线编码模块实施切断操作。因分励脱扣器所需电流比较大，如直接采用消防联动回路的直流24V电源来驱动低压断路器的分励脱扣器不太安全，因此，应将分励线圈接在220V或380V的电路里比较可行。

三、浅析消防应急照明

应急照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下，供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。应急照明不同于普通照明，它包括：备用照明、疏散照明、安全照明三种。

应急照明的供电主要有两种；一种是分散供电式，即每个应急灯上自带备用电源。正常电源切断时，备用电源自动投入。该系统可将应急灯接入应急照明专用回路，平时对备用电源充电。另一种是集中供电式，应急灯本身不带电源，正常照明电源故障时，由专用集中应急电源供电。该系统需设置独立的供电线路和配电设备。专用集中应急电源供电又分为两种类型，一种为集中或分区设置蓄电池组，另一种为后备交流应急电源，可由电网引来有效的独立电源，或由柴油发电机组供电。因为规范中对上述应急照明电源的应用范围没有做出具体规定，并且受应急照明电源转换时间和供电时间的影响，在设计中采用以上两种或三种电源的组合供电方式，会显得更加合理、可靠。

应急照明灯数不多，规模小的建筑物可采用分散供电式系统，其余建筑，特别是高层建筑宜采用白启动柴油发电机组作为应急照明的主要供电方式或后备供电方式(起动及投入运行时间小于15s)，只对诱导指示照明，安全照明及金融商业交易场所等对转换时间要求较高场所的备用照明，采用分散供电式的应急照明灯具作为过渡照明，以满足转换时间的要求。

四、浅析漏电火灾报警系统

《高规》和《建规》均新增加了漏电火灾报警系统这一重要内容。规范条文说明中指出是为了防范由漏电电流引起的火灾，要求该系统能准确监控电气线路的故障和异常状态，能发现电气线路和设备的火灾隐患，及时提醒人员去消除这些隐患。

按照规范要求，漏电火灾报警系统应能探测漏电电流、过电流等信号，发出声光信号报警，准确报出故障线路地址，监视故障点的变化；并储存至少12个月的故障和测试信号；切断漏电线路上的电源，显示其状态；显示系统电源状态。

从上述功能描述可以看出，漏电火灾报警系统不是简单地等同于设置RcD(剩余电流动作保护器)防止电气火灾，而是从系统的层面提出要求，是通过一个功能明确的完整的系统来实现防止电气火灾的目的，因此要用系统设计的方法来解决。

综上所述，建筑电气消防设计是一项涉及面较广的工作。我们必须按照已有的比较完整的技术标准体系，来指导约束自身的防火设计行为。面对日新月异的科技发展，电气设计在诸多方面都应予以加强，这样才能确保建筑工程整体的消防安全。