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摘要：建筑消防设施是确保建筑物消防安全,保障人们的生命和财产安全的重要设施,而消防供配电系统直接为消防设备提供动力,所以供配电系统设计是否合理也关系到建筑消防设施能否正常运行。下面我就把自己在设计中遇到的几个问题拿出来与大家一起探讨，有不妥或不正确的地方还请大家多多指正。
关键词：负荷等级防火分区过负载保护切断电路作用于信号
问题一、负荷的等级问题
有的设计师只要一提到消防负荷就认为不是一级负荷就是二级负荷,总之两路供电末端自切就行。其实规范是有明确规定的:《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),11．1．1以及《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045,1995 2005年版),9．1．1的表述并参考《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)有关负荷分级的内容就可以发现存在非一、二级负荷的消防负荷,如单层面积不大、室外消防用水量小于等于25L/S的一般公共建筑。对于这类建筑,一般只要专线配电且线缆满足防火要求即可,除非该公共建筑有一定重要性才有必要双电源供电末端自切。还有一些重要的楼宇中,消防负荷虽不是一级负荷中特别重要负荷,但有大容量的自备发电机,在这种情况下考虑消防负荷的应急电源未尝不是一种明智的选择。总之,在明确消防负荷的负荷等级的前提下,根据工程自身的特点,考虑适合的配电方案确实是非常重要的。这里还有一个比较重要的问题,即满足要求的两路电源。一般情况下对于一级负荷而言,引自不同区域变配电站的两路10KV电源是优先选择。它既能满足可靠性的要求,末端自动转换又相对容易;而在一定量的特别重要负荷的建筑内,设置自备发电机,由其提供第二路电源或作为应急电源的做法是最好的,并且严禁将其他负荷接人应急供电系统,以免影响重要负荷供电;若一级负荷容量不大,应优先采用从邻近单位或电力系统取得的第二低电压电源;而对于比较分散的消防负荷如应急照明或小型消防设备而言,选择小容量的EPS或自带蓄电池是合适的;至于消防与安保合用控制中心时,小容量的UPS电源更能满足两者的需要。当电源来自两个不同的发电厂或两个区域变电站,或是一路电源来自区域变电站,另一路来自自备发电机时,均可作为一级负荷供电,二级负荷供电系统应做到当电力变压器或电力线路出现故障时不至中断供电,来自不同变压器的市电即可做为其两路电源来满足供电要求。
问题二、注意防火分区的划分
做施工图设计时，应该时刻在心里提醒自己一定要注意防火分区的划分，但不经意见还是会犯一些错误，就拿我在最近设计中遇到的一个问题来举例说明。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008，第13．9．12．1条的规定“当建筑物消防用电负荷为一级，且采用交流电源供电时，宜由主电源和应急电源提供双电源，并以树干式或放射式供电，应按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。但我在最近的一个办公楼设计中，就犯了一个很明显的错误自己却没有发觉，该建筑物消防用电负荷为一级，我设计为地上部分每三层设置了一个应急照明配电箱，根本就没注意地上部分防火分区的划分问题，原因是以前经常做住宅地上都是这样做的，根据惯性思维也就顺理成章的这样做了，其实只要稍等注意下就应该知道办公楼地上部分防火分区的划分与住宅是不同的，办公建筑地上层至少每层为一个防火分区，应急照明配电箱应该根据每层的防火分区来设而不应该每三层设置一个应急照明配电箱。总之,要严格按各防火分区设置配电箱,而不能仅仅纸上谈兵,避免在实际工程中犯错误。问题三、明确认识各类消防设备特性有的消防设备平时也是使用的,如消防电梯、兼作排风用的排烟风机、兼作一般照明的应急灯等;有的只是在火灾时使用,如各种消防水泵等;也有的是在特定条件下使用的,如消防泵房、消防电梯用的排水泵。对于上述第一类的消防负荷需注意的是在计算变压器容量或进线容量时应当计人;而上述第三类的消防设备设计时容易不按消防负荷供电,导致供电可靠性不能满足要求。
目前有些如消防水泵等互为备用的消防设备在末端集中进行两电源互投时,采用从配电室引出一主线,在末端并联各设备,而不是采用从消防配电室放射供电方式,一旦主线引起故障,互备用设备均失去电源,无法起动。所以在消防用电的配电设计安装时,对消防控制室、消防水泵等用电量大或较集中的地方,应从配电室开始采用放射式供电,使各设备的供电线路互相独立。还有的消防联动设备的配电共用,未在末端的配电箱设两路自动切换装置,导致火灾时备用电源不能自动切换成应急电源,手动切换又会延误时间,造成损失。故应在最末端的配电箱设高质量的两路自动切换装置。
问题四：根据《低压配电设计规范》GB50054-95,第4．3．5条的规定“突然断电比过负载造成的损失更大的线路， 其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。”。
现在，在我们的设计中，有一种做法是：断路器直接取消热脱扣器，只保留电磁脱扣器，当线路过载时，断路器就不切断电路了。 这种做法看似满足了规范的要求，但我们仔细查看规范条文“过载保护”，规范要求的是当线路的载流量达到“过载保护”动作的值时，“应作用于信号而不应作用于切断电路。”这就是说，并不是在超过了“过载保护”的保护范围后，线路保护断路器还不跳闸。王厚余老师在讲课时，说过：谁叫你们把“保护”吃了，此规范条文是告诉你们，对特别重要负荷（例如：消防负荷），在牺牲线路的使用寿命的前提下，保证回路能持续运行，并不是要取消过载保护，把线路给烧了。所以，我们在设计消防回路时，不能简单地把过载保护取消掉，而应该在过载保护时，通过线路热继电器等发出报警信号，断路器在超过过载保护范围后，跳闸。当然有一些厂家，已明确具有过载保护时不跳闸，超过过载保护范围后跳闸的断路器。这样就可以满足规范的要求。但是，在现实当中，报警报到哪里是个很大的问题，如果是就地报警，那么当一个防火分区着火，风机报警，人敢进入着火分区么，当屋顶的增压风机报警，人会知道么，如果集中到消防控制室报警，那么当一个大型建筑，有很多消防设备，如何传导过载信号，在控制台如何集成？这也是一个值得思考的问题。
问题五：根据《低压配电设计规范》GB50054-95第4.3.5条，要求重要设备（如消防设备）配电线路上保护电器的过负载保护，不应作用于切断电路，而仅作用于信号。但对于存在有备用设备的消防设施，如何执行此条？此处的“配电线路”，是仅指末端配电线路，还是包括由变配电所引出的各级配电线路？
答：①所谓“重要设备”，在民用建筑中，主要是指消防水泵、消防风机等消防用电设备。对于《低压配电设计规范》GB50054-95第4.3.5条，参考相关国标图集,具体实施如下：
1）无备用泵的消防泵和排烟风机的过载保护的热继电器触点，不动作于切断控制电路，而发出报警信号。同时还用注意，排烟风机和消防泵主电路中的断路器的长延时脱扣器的整定值也应加大，使其达到计算电流的1.5至2倍，并按此整定值选择线、缆截面，或选用仅带短路瞬时保护的脱扣器。
2）对于有备用设备的消防设备（如消防水泵），其过负荷保护的热继电器触点，允许在过载时作用于切断自身配电回路，并能发出报警信号，且实现备用自投。
3）对于上述消防设备最末级断路器，应去除长延时脱扣器，选用仅带短路瞬动保护的脱扣器；或者将断路器长延时脱扣器整定值加大（使其不低于计算电流的1.5~2倍），并按此整定值选择配电线缆截面。
②对于上述“配电线路”，前两本规范均未明确是仅指末级线路，还是包括由变压器低压侧开始引出的各级线路。而结合《通用用电设备配电设计规范》GB50055第2.4.6条，关于“交流电动机过负荷保护”，也规定了：“断电导致损失比过载更大时，不宜装设过载保护，或使过载保护动作于信号。”解读此条，可理解该条规定是仅针对电动机保护电器这一末級而言的。如果设计人要求变配电所配出的每一级消防线路的过负荷保护电器，都只是报警而不切断电路，则设计就应给出可靠的、具体的线路保护和报警措施。
结语建筑电气设计人员一定要充分认识消防供配电系统的重要性,并认真理解和执行规范,科学合理的进行设计,让消防电气的设计更加完善。
关键词：负荷等级防火分区过负载保护切断电路作用于信号
问题一、负荷的等级问题
有的设计师只要一提到消防负荷就认为不是一级负荷就是二级负荷,总之两路供电末端自切就行。其实规范是有明确规定的:《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),11．1．1以及《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045,1995 2005年版),9．1．1的表述并参考《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)有关负荷分级的内容就可以发现存在非一、二级负荷的消防负荷,如单层面积不大、室外消防用水量小于等于25L/S的一般公共建筑。对于这类建筑,一般只要专线配电且线缆满足防火要求即可,除非该公共建筑有一定重要性才有必要双电源供电末端自切。还有一些重要的楼宇中,消防负荷虽不是一级负荷中特别重要负荷,但有大容量的自备发电机,在这种情况下考虑消防负荷的应急电源未尝不是一种明智的选择。总之,在明确消防负荷的负荷等级的前提下,根据工程自身的特点,考虑适合的配电方案确实是非常重要的。这里还有一个比较重要的问题,即满足要求的两路电源。一般情况下对于一级负荷而言,引自不同区域变配电站的两路10KV电源是优先选择。它既能满足可靠性的要求,末端自动转换又相对容易;而在一定量的特别重要负荷的建筑内,设置自备发电机,由其提供第二路电源或作为应急电源的做法是最好的,并且严禁将其他负荷接人应急供电系统,以免影响重要负荷供电;若一级负荷容量不大,应优先采用从邻近单位或电力系统取得的第二低电压电源;而对于比较分散的消防负荷如应急照明或小型消防设备而言,选择小容量的EPS或自带蓄电池是合适的;至于消防与安保合用控制中心时,小容量的UPS电源更能满足两者的需要。当电源来自两个不同的发电厂或两个区域变电站,或是一路电源来自区域变电站,另一路来自自备发电机时,均可作为一级负荷供电,二级负荷供电系统应做到当电力变压器或电力线路出现故障时不至中断供电,来自不同变压器的市电即可做为其两路电源来满足供电要求。
问题二、注意防火分区的划分
做施工图设计时，应该时刻在心里提醒自己一定要注意防火分区的划分，但不经意见还是会犯一些错误，就拿我在最近设计中遇到的一个问题来举例说明。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16—2008，第13．9．12．1条的规定“当建筑物消防用电负荷为一级，且采用交流电源供电时，宜由主电源和应急电源提供双电源，并以树干式或放射式供电，应按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。但我在最近的一个办公楼设计中，就犯了一个很明显的错误自己却没有发觉，该建筑物消防用电负荷为一级，我设计为地上部分每三层设置了一个应急照明配电箱，根本就没注意地上部分防火分区的划分问题，原因是以前经常做住宅地上都是这样做的，根据惯性思维也就顺理成章的这样做了，其实只要稍等注意下就应该知道办公楼地上部分防火分区的划分与住宅是不同的，办公建筑地上层至少每层为一个防火分区，应急照明配电箱应该根据每层的防火分区来设而不应该每三层设置一个应急照明配电箱。总之,要严格按各防火分区设置配电箱,而不能仅仅纸上谈兵,避免在实际工程中犯错误。问题三、明确认识各类消防设备特性有的消防设备平时也是使用的,如消防电梯、兼作排风用的排烟风机、兼作一般照明的应急灯等;有的只是在火灾时使用,如各种消防水泵等;也有的是在特定条件下使用的,如消防泵房、消防电梯用的排水泵。对于上述第一类的消防负荷需注意的是在计算变压器容量或进线容量时应当计人;而上述第三类的消防设备设计时容易不按消防负荷供电,导致供电可靠性不能满足要求。
目前有些如消防水泵等互为备用的消防设备在末端集中进行两电源互投时,采用从配电室引出一主线,在末端并联各设备,而不是采用从消防配电室放射供电方式,一旦主线引起故障,互备用设备均失去电源,无法起动。所以在消防用电的配电设计安装时,对消防控制室、消防水泵等用电量大或较集中的地方,应从配电室开始采用放射式供电,使各设备的供电线路互相独立。还有的消防联动设备的配电共用,未在末端的配电箱设两路自动切换装置,导致火灾时备用电源不能自动切换成应急电源,手动切换又会延误时间,造成损失。故应在最末端的配电箱设高质量的两路自动切换装置。
问题四：根据《低压配电设计规范》GB50054-95,第4．3．5条的规定“突然断电比过负载造成的损失更大的线路， 其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。”。
现在，在我们的设计中，有一种做法是：断路器直接取消热脱扣器，只保留电磁脱扣器，当线路过载时，断路器就不切断电路了。 这种做法看似满足了规范的要求，但我们仔细查看规范条文“过载保护”，规范要求的是当线路的载流量达到“过载保护”动作的值时，“应作用于信号而不应作用于切断电路。”这就是说，并不是在超过了“过载保护”的保护范围后，线路保护断路器还不跳闸。王厚余老师在讲课时，说过：谁叫你们把“保护”吃了，此规范条文是告诉你们，对特别重要负荷（例如：消防负荷），在牺牲线路的使用寿命的前提下，保证回路能持续运行，并不是要取消过载保护，把线路给烧了。所以，我们在设计消防回路时，不能简单地把过载保护取消掉，而应该在过载保护时，通过线路热继电器等发出报警信号，断路器在超过过载保护范围后，跳闸。当然有一些厂家，已明确具有过载保护时不跳闸，超过过载保护范围后跳闸的断路器。这样就可以满足规范的要求。但是，在现实当中，报警报到哪里是个很大的问题，如果是就地报警，那么当一个防火分区着火，风机报警，人敢进入着火分区么，当屋顶的增压风机报警，人会知道么，如果集中到消防控制室报警，那么当一个大型建筑，有很多消防设备，如何传导过载信号，在控制台如何集成？这也是一个值得思考的问题。
问题五：根据《低压配电设计规范》GB50054-95第4.3.5条，要求重要设备（如消防设备）配电线路上保护电器的过负载保护，不应作用于切断电路，而仅作用于信号。但对于存在有备用设备的消防设施，如何执行此条？此处的“配电线路”，是仅指末端配电线路，还是包括由变配电所引出的各级配电线路？
答：①所谓“重要设备”，在民用建筑中，主要是指消防水泵、消防风机等消防用电设备。对于《低压配电设计规范》GB50054-95第4.3.5条，参考相关国标图集,具体实施如下：
1）无备用泵的消防泵和排烟风机的过载保护的热继电器触点，不动作于切断控制电路，而发出报警信号。同时还用注意，排烟风机和消防泵主电路中的断路器的长延时脱扣器的整定值也应加大，使其达到计算电流的1.5至2倍，并按此整定值选择线、缆截面，或选用仅带短路瞬时保护的脱扣器。
2）对于有备用设备的消防设备（如消防水泵），其过负荷保护的热继电器触点，允许在过载时作用于切断自身配电回路，并能发出报警信号，且实现备用自投。
3）对于上述消防设备最末级断路器，应去除长延时脱扣器，选用仅带短路瞬动保护的脱扣器；或者将断路器长延时脱扣器整定值加大（使其不低于计算电流的1.5~2倍），并按此整定值选择配电线缆截面。
②对于上述“配电线路”，前两本规范均未明确是仅指末级线路，还是包括由变压器低压侧开始引出的各级线路。而结合《通用用电设备配电设计规范》GB50055第2.4.6条，关于“交流电动机过负荷保护”，也规定了：“断电导致损失比过载更大时，不宜装设过载保护，或使过载保护动作于信号。”解读此条，可理解该条规定是仅针对电动机保护电器这一末級而言的。如果设计人要求变配电所配出的每一级消防线路的过负荷保护电器，都只是报警而不切断电路，则设计就应给出可靠的、具体的线路保护和报警措施。
结语建筑电气设计人员一定要充分认识消防供配电系统的重要性,并认真理解和执行规范,科学合理的进行设计,让消防电气的设计更加完善。