| 消防设备供电系统设计 |
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| 作者：郑之伟
2004-9-24 14:26:00 |
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摘要 通过对高层公共建筑特点的分析，提出消防用电设备种类及其对供电系统的要求，并阐述了消防设备的供电系统的典型接线方式。
关键词 高层建筑;消防用电设备;供电系统;应急电源;自动切换;转换时间
随着经济建设的发展，建筑用地需求越来越多，促进各种公共建筑如各种饭店、宾馆、写字楼等向高层发展，消防用电设备的供电系统设计显得尤为重要。笔者根据多年的设计施工经验，结合现代高层建筑的特点和功能需要，针对消防用电设备的供电系统设计做一些探讨。
1. 高层建筑的特点及其对消防用电设备供电系统的要求
高层公共建筑与一般民用建筑不同，它具有以下特点：(1)功能多—— — 现代公共建筑往往把居住、娱乐、商业、办公等功能集于一身，形成多元化功能；(2)人员密度高—— — 建筑物内居留着大批人员，尤其是文化、娱乐、商业场所的人员密度更高；(3)保安要求高—— — 这类建筑内居留着大批人员并拥有众多的贵重设备，所以必须保证高度安全；(4)内部配套设备多—— — 由于这类建筑的功能多、标准高、要求舒适的生活环境，以及现代化的办公、管理、娱乐、生活等功能，因此内部与各专业配套的设备相当多；(5)设有地下室—— — 此类建筑一般均设有若干地下层，其中设置有变配电室、中水处理设备间、生活与消防水泵间、制冷机房、空调机房、汽车库等；(6)装修标准及工程造价高。
由于高层公共建筑具有功能广、人员多、要求高的特点，决定了消防设计的重要性。其中消防用电设施大致可分成以下几类：(1)报警设施：手动和自动报警器、探测器、水流指示器、压力开关等；(2)防火设施：电动卷帘门、防火门、防排烟设施等；(3)灭火设施：消防水泵、自动灭火装置等；(4)安全、疏散设施：紧急广播、应急照明、消防电梯等；(5)通讯、信号及联动指令等设施：火警电话、消防广播、报警和显示装置、联动控制装置等。
这些消防用电设施对供电系统的要求，可归纳为以下几点：
(1)保证供电电源的高度可靠性：高层公共建筑造价高，人员集中，供电的可靠性将直接关系到企业的运作和人员设备的安全。发生火灾时，能及时地报警、灭火，有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延。因此，合理地确定电力负荷等级，保障高层民用建筑用电设施的供电可靠性是非常重要的。
(2)供配电系统的网络设计需合理布置：为防止火灾时火势沿电气线路、设施蔓延扩大火灾区域，或威胁消防人员的安全，将根据火灾的具体情况，既要保证消防设施供电，又能灵活地、有选择性地及时切除非消防电源。
(3)消防供电系统力求简单可靠，便于电源切换：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事故时的应急电源配电系统。消防用电等一类负荷在火灾情况下，由应急电源系统保证连续供电，二类负荷应保证两回路切换供电，以保证发生火灾时各项救灾工作能顺利进行。
2 消防设备供电系统设计应注意的几个问题
2.1 消防用电设备的两路电源应在最末一级配电箱处自动切换。
2.2 应急照明电源与正常照明电源应分开，采用独立电源供电。
应急照明供电方式主要有：(1)自容方式：供电装置（蓄电池等）置于灯具内；(2)中心供电方式：独立发电机组、蓄电池组（集中设置）；(3)电力网中有效地独立于正常电源的馈电线路；(4)以上3种方式任意两种组合。
在高层建筑应急照明设计中，多采用自容式供电。但是当应急照明灯具数量多、容量大、要求持续供电时间长的场所，自容方式不仅造价高，而且长期不用时容易损坏，一旦发生火灾时，其可靠性就很难保证了。笔者认为，应急照明的供电方式应根据建筑物的具体情况确定。
2.3 确保应急照明的电源转换时间。
应急照明根据其功能可分为以下3类：
(1)疏散照明：在正常电源发生故障时，为使人员能容易且准确地找到建筑物的出口而设的应急照明部分，其电源转换时间<=15s。
(2)安全照明：在正常照明发生故障时，为确保处于潜在危险中的人员安全而设的应急照明部分，其电源转换时间，<0.5s.
(3)备用照明：在正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设的应急照明部分，其电源转换时间,<15s，商场中的收款台,<1.5s。
对于大容量的应急电源，多采用柴油发电机组。因此，为确保电源转换时间，应选用装设有快速自动起动装置及电源切换装置的柴油发电机组，使柴油发电机组经常处于准备起动状态。当工作电源中断供电时，应能立即起动柴油发动机组，向应急负荷供电。在工作电源恢复供电后，延时切换到工作电源供电，柴油发电机组自动停止。
2.4 配电系统的电气线路应考虑防火分区。消防用电设备配电系统的分支线路不应跨越防火分区，分支干线不宜跨越防火分区。
3 消防用电设备配电系统主接线方式
高层建筑低压配电系统应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求；应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。因此，要求从电源端至负荷端的消防用电设备供电系统与非消防用电设备供电系统截然分开，笔者根据建筑物的分类和外电源情况，提出一些建议性接线方式，以供参考：
3.1 双电源各自独立的系统
这种系统适用于一类高层建筑物，要求外电源二个并各自是独立的，以满足一类高层建筑对消防负荷的要求，系统接线见图1：
该系统自变压器低压出线后，即把消防及非消防负荷通过K1-K4开关分开，消防及非消防负荷由各自单母线分段供电。一旦火灾发生时可把K1、K3切断，保证对消防负荷可靠供电。该系统由于负荷分段明确，火灾发生时不易产生误操作。
如果可能，可将消防配电室与消防控制室贴邻布置，以便消防控制室值班人员联系处理。
3.2 备有应急柴油发电机的系统
这种系统多用于高层建筑，利用柴油发电机做备用电源，确保了其供电可靠性，系统接线见图2：
3.3 带UPS的供电系统
为增加消防电源可靠性，对特别重要的消防负荷（如消防用微机等）又加上不停电电源装置(UPS)，系统接线见图3：
这种接线方式不论系统电源出现任何情况，都能保证火灾报警和通讯系统可靠供电。
3.4 小容量负荷供电系统
本系统适用于负荷容量小，而且只能选用一台变压器供电时的接线方式，系统接线见图4：
该系统的低压备用电源可由建筑物附近接自另一高压电源的变电所引来，另外，利用柴油发电机组做为备用电源供电也较为普遍。
综上所述，在进行高层建筑的消防供电设计时，应根据建筑物的性质特点，确定其负荷等级，了解供电部门提供的电源情况，合理地选择消防用电设备的供电系统，以确保消防供电安全及可靠性。
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【文章出处：郑之伟】 |
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