刍议建筑电气消防设备供电设计

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摘 要: 文中介绍建筑物电气消防设备供电设置问题,并探讨建筑电气消防设备供电的线路保护问题。对如何对建筑电气消防设备供电设计问题提出了建议。

关键词: 建筑电气消防设备；漏电火灾报警系统；电源；应急照明

中图分类号： F407.6 文献标识码： A

随着国民经济的发展, 人们生活水平日益提高, 建筑物的装修越来越高档和讲究, 用电量和用电设备越来越多, 火灾隐患和火灾危险性也随之增加, 一旦发生火灾将给人民生命财产造成巨大的损失, 甚至造成重大的政治影响。在发生的所有火灾中, 因电气原因发生的火灾占了很大的比例。面对火灾损失越来越大的形势, 作为建筑电气设计工作者不仅要尽量做到消除电气火灾隐患, 而且还要尽量保证消防设备供电的可靠性。

1 漏电火灾报警系统

漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态, 能发现电气火灾的火情隐患, 及时报警提醒人员去消除这些隐患。因此规范规定高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。漏电火灾报警系统应具有下列功能:

1 ) 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;

2)储存各种故障和操作实验信号, 信号存储时间不应少于12个月;

3) 切断漏电线路上的电源, 并显示其状态;

4) 显示系统电源状态。由于漏电火灾报警系统属于新技术, 在具体工程项目设计时应认真研究和探讨。同时应注意以下几个问题:①在应急照明线路上装设漏电火灾报警系统, 应根据实际情况, 如火灾时人员是否疏散完毕, 灭火时是否影响消防人员的人身安全等决定是否立即切断漏电线路上的电源;

②对于每层建筑面积大, 每层设有总配电箱,出线均为给三相分配电箱供电, 若仅在总配电箱进线总开关装设漏电火灾报警装置, 一旦有线路漏电, 进线总开关跳闸,将造成大面积停电, 因此建议在每个出线回路均设漏电火灾报警装置; 而对于每层建筑面积较小, 每层设有层配电箱, 出线为单相和三相, 那么宜在层配电箱进线总开关装设漏电火灾报警装置, 同时三相分配电箱进线总开关选用漏电300mA动作并带延时的漏电断路器。

③规范规定突然断电比过负载造成损失更大的线路, 其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。在具体工程项目设计时, 消防设备供电线路保护断路器往往取消热脱扣器, 仅有电磁脱扣器, 这样一来线路只有短路保护, 从而可能造成电动机堵转或单相接地故障, 断路器无法跳闸, 采用漏电火灾报警装置就能很好地解决这一问题。因为漏电火灾报警系统能够探测供电线路的漏电电流及过电流情况, 并判断是否切断供电线路的电源。对于建筑物内的人员密集的公共场所, 如有高档装修, 又没有设置漏电火灾报警系统时, 由于插座已设置漏电保护, 因此建议照明回路增设漏电保护, 具体做法如下:

1) 所有照明回路共用一个漏电保护开关, 优点是造价省, 缺点是一旦漏电保护开关动作, 所有照明均失电, 影响面大;

2)每个照明回路均设漏电保护开关, 缺点是造价高, 优点是一旦漏电保护开关动作, 影响面小;

3)相同相序的照明回路设置一个总漏电保护开关, 这样一来造价也不高, 而且一旦漏电保护开关动作, 影响面也较小。

2 消防设备的供电电源和线路敷设

建筑内的消防设备负荷等级规范有明确规定, 如一类高层民用建筑的消防设备为一级负荷, 二类高层民用建筑的消防设备为二级负荷。而柴油发电机房送风机、专供变电所使用的送、排风机以及专供消防水泵房使用的污水泵等设备负荷等级也应与消防设备负荷等级一致, 不能作为非消防设备在火灾时切除供电电源。一级负荷的供电电源应符合下列要求:

1. 一级负荷应由两个电源供电, 当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时, 应采用两路高压电缆。如一级负荷容量不大时,应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源, 亦可采用应急发电机组, 如一级负荷仅为照明或电话站负荷时, 宜采用蓄电池组作为备用电源。

2. 一级负荷别重要负荷,除有两个电源外, 还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电, 严禁将其他负荷接入应急供电系统。常用的应急电源可有下列几种: a. 独立于正常电源的发电机组。b. 供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。c. 蓄电池。二级负荷的供电系统, 宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时, 二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时, 可为一回架空线供电; 当采用电缆线路时, 应采用两根电缆组成的线路供电, 其每根电缆应能承受100%的二级负荷。在建筑电气设计中, 最常用的应急电源是柴油发电机组和EPS应急电源。应急电源的选用不仅要造价、环保等进行分析比较确定, 还应注意以下几个问题:

( 1) EPS 应急电源系统一般的备用供电时间为30 ~120min, 因此在设计时应根据设备性质标明备用供电时间, 例如根据建筑物的性质、类别, 消防泵在火灾时应满足持续工作时间为3h和2h, 喷淋泵在火灾时应满足持续工作时间为1h,用于防火卷帘的水幕泵在火灾时应满足持续工作时间为3h。正压送风机是保证楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、和用前室无烟或少烟, 这一垂直通道不仅是人员的逃生通道, 而且也是消防救火人员的安全通道, 因此其在火灾时应满足持续工作时间应不小于消防泵在火灾时的持续工作时间, 同理消防控制室在火灾时应满足持续工作时间不小于消防泵在火灾时的持续工作时间。同时还必须从概念上彻底地清楚认识: EPS是一种应急电源产品, 不是长时间性质的备用电源, 它只用于当正常电源故障时, 维持重要负载的供电可靠性, 保证重要负荷在一段时间内或规定时间范围内供电的连续性。所以, 对正常电源供电可靠性较差的场所, EPS应急电源不能用作常用设备的备用电源。而应选用柴油发电机组作为备用电源。

( 2)消防电梯及平时和火灾合用的排烟机、送风机等消防设备采用EPS应急电源作为备用电源不合适, 而应采用独立于正常电源的发电机组等。因为市电停电, 作为EPS应急电源的核心蓄电池就没有了充电电源, 其储存的电能在市电停电时就有可能被用完, 一旦此时发生火灾, 这些消防设备将无法投入使用。

供电电源在满足电力负荷的要求下, 供电线路的安全可靠也是非常重要的。供电线路敷设方式应根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布及环境特征等因数确定。应避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响。并应防止在敷设及使用过程中因受冲击、振动和建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备应采用专用的供电回路, 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, 其配电线路敷设应符合下列要求:

1）当采用暗敷设时, 应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm; 明敷设时, 应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽, 其在火灾时应满足持续工作时间应不小于相应消防设备在火灾时的持续工作时间;

2）当采用阻燃或耐火电缆时, 敷设在电缆井、电缆沟内可不采取防火保护措施;

3）当采用矿物绝缘类不燃性电缆时, 可直接敷设;

4）宜与其它配电线路分开敷设; 当敷设在同一井沟内时, 宜分别布置在井沟的两侧。电气管道、线槽穿过隔墙、楼板时, 应采用不燃烧材料将其周围的缝隙填塞密实。特别值得一提的是电气线槽在穿过防火分区时, 线槽内部应做阻火封堵, 以免火灾通过线槽内部电线进一步扩大。

3 应急照明疏散系统

火灾应急照明疏散系统根据规范要求高层建筑的下列部位应设置应急照明:1)楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、和用前室和避难层(间); 2)配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用地的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间; 3)观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所; 4)公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道超过20m 的内走道。除二类居住建筑外, 高层建筑的疏散走道和安全出口处应设灯光疏散指示标志。同时应急照明灯和灯光疏散指示标志, 应设玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩。在已投入使用的工程中, 经常发现作为应急照明灯的筒灯或格栅荧光灯等未带保护罩, 因此在建筑电气设计时, 作为应急照明灯的筒灯或格栅荧光灯等灯具应直接选用带玻璃等保护罩的型号规格, 而不宜仅在设计说明中注明应急照明灯和灯光疏散指示标志应设玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩。应急照明灯和灯光疏散指示标志的供电一般有两种做法:

①灯具自带蓄电池作为备用电源, 这种系统的缺点是布点多、分散、维护较困难, 而且由于没有监测装置, 当蓄电池性能下降或损坏时不易被发现, 如不及时更换, 火灾发生时, 往往起不到应急作用。优点是灯具自带蓄电池作为备用电源, 相当于末端互投, 即使常用电源或线路发生故障, 也不影响应急照明的作用。

② 采用EPS集中供电, 虽然克服了灯具自带蓄电池的缺点, 但由于灯具是采用单回路供电, 因此其供电线路的敷设可靠性将格外重要, 特别是在吊顶内安装时, 导线不应穿塑料管敷设, 而应穿金属管敷设, 同时金属管外壁刷防火涂料,接线盒至灯具的导线应穿阻燃可挠金属电线管保护, 不应采用金属软管保护。在建筑电气设计中, 地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上, 而配电箱又没有作防火措施, 一旦火灾发生在配电箱附近, 配电箱很快而且很容易被烧毁, 因此应设置配电间来放置配电箱, 以保证应急照明供电的可靠性。

总之只有以人为本, 精心设计, 在每个细节上消除电气火灾隐患, 尽量保证消防设备供电的可靠性, 才能达到最佳的安全效果和取得最佳的经济效益。