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摘要：本文主要对建筑电气消防设计在消防电源及其配电、消防应急照明、火灾自动报警等方面的常见问题进行分析。
关键词：建筑电气; 消防电源;消防应急照明;消防设计
Abstract: this paper mainly to the building electrical fire fighting design in the fire and power distribution, fire emergency lighting, automatic fire alarm, and other aspects of the common problems are analyzed.
Keywords: electrical building; Fire power source; Fire emergency lighting; Fire fighting design
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号
目前，建筑电气专业消防设计规范主要有防火规范GB50016—2006《建筑设计防火规范》(简称《建规》)、GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版，简称《高规》)、GB50067—1997《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、GB50098—2009《人民防空工程设计防火规范》、GB50368—2005《住宅建筑规范》；行业规范JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》(简称《民规》)；专业规范GB50116—98《火灾自动报警系统设计规范》(简称《报警规范》)等。以上几部规范仅《民规》是国家建设部发布的行业标准，其余为国家标准。几部规范由于主编单位不同、发布时间不同，对相同内容要求也不一致。对设计者来说，强制性规范必须严格遵守，部标或行业标准应服从国标，后发布规范应服从新发布规范。
一、消防电源及其配电
1、当一类高层建筑两个电源引自室外变电所两段低压母线，应明确该变电所上一级两路电源就安全供电而言是互相独立的。
2、消防用电设备(以消防泵房、消防控制室较为常见)负荷级别应根据此设备保护建筑物最高级别确定。例如，有一消防泵房设在小区会所的地下层，但该消防泵房负责小区其它一类和二类高层住宅的消防给水。该消防泵房内消防设备负荷级别应为一级，而不应根据其所在建筑级别确定。
3、地下I类汽车库连通几幢二类高层时，其消防设备负荷级别应为一级。《高规》第9.1.1条规定，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第9.0.1条规定，I类汽车库应按一级负荷要求供电。由于这种建筑各部分之间互相连通，火灾危险性大，灭火难度高，因此消防应按整体设计，各部分不应独立考虑，并应按建筑最高消防负荷级别为一级设计。
4、对于屋顶层集中多台小容量一级负荷消防用电设备，有些设计者采用图1所示配电系统。虽然第一级配电装置、中间级配电装置中用电负荷全部为消防设备，该配电系统满足“独立形成防灾供电体系”和“消防用电设备专用供电回路”要求。但设计者未能深入理解GB50052--2009《供配电系统设计规范》第3.0.2条规定“一级负荷应由双重电源供电,当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”。由于存在多台用电设备，彼此间相互影响，增加一级配电就增加更多故障机率，消防用电设备供电可靠性得不到保证。
图1配电系统图
二、消防应急照明
1、备用电源的连续供电时间
关于消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源连续供电时间，《高规》中规定：应急照明和疏散指示标志可采用蓄电池作为备用电源，且连续供电时间不应少于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。《建规》中规定：消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源的连续供电时间不应少于30min。《消防应急灯具》GB17945--2000第5.1.2条规定：消防应急灯具的应急工作时间应不小于90min，且不小于灯具本身标称的工作时间。可见，3个标准或规范所规定的连续供电时间有3种不同的说法，从应用的角度来看，建筑工程中应按照持续供电时间不低于90min(即《消防应急灯具》产品标准的要求)进行设计、生产、安装和使用。
2、消防应急灯具的控制
（1）应急灯具控制的相关规定
做好消防应急灯具的控制，应熟悉以下相关规范内容。
第一、火灾应急照明设备应采用专用的供电回路，每个防火分区应有独立的应急照明回路。
第二、采用分散供电时，在各层(或最多不超过3～4层)应设置专用火灾应急照明配电箱或专用消防配电箱，并应在配电箱处实现2个独立电源(或双回线路)的自动切换。
第三、疏散照明采用带蓄电池的应急照明灯时，正常供电电源可接自本层(或本区)的分配电箱的专用回路，或接自本层(或本区)的专用消防配电箱。
第四、火灾应急照明应能在火灾确认、且切断有关部位的非消防电源的同时自动投入。根据工程不同要求，可采用集中控制的应急照明模式，也可采用分散就地控制的模式。
第五、备用照明为正常照明的一部分，同时使用时应分别设置配电线路和控制开关；备用照明仅在事故状态时使用，在正常照明故障时应自动投入工作。
第六、备用照明和疏散照明回路应分开，严禁在应急照明电源输出回路中连接插座。
（2）应急灯具的控制
设计时应深入理解应急照明种类：疏散照明(应急照明灯、疏散指示灯、安全出口标志灯)、备用照明、安全照明。应急照明控制分为设有火灾自动报警系统、无火灾自动报警系统两种情况。
第一、对于没有火灾自动报警系统的工程，消防应急照明控制如图2所示。在配电箱集中操作方案一般适合于日常有人管理而且管理比较到位的公共建筑，而对于一般的无专人管理的场所，如出租的办公楼、店面、住宅等，也可考虑设现场开关，此时配电系统可采用二线一开关的接线，但电源开关必须常闭(设计应注明)且回路中的自带蓄电池灯具的充电线应引自现场开关前，防止充电线被现场开关关断。图2(a)适合正常电源下不亮，断电后自动应急方式；图2(b)适合正常电源下常亮，断电后自动应急方式；图2(c)适合正常电源下由K(配电箱内断路器)集中控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论K处于何位，均不影响应急正常启动或工作；图2(d)适合正常电源下由QK(墙壁开关)分散控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论QK处于何位，均不影响应急正常起动或工作。
图2无火灾自动报警系统的消防应急照明控制
第二、对于设有火灾自动报警系统的工程，消防应急照明控制如图3所示。强制接通应急照明是火灾自动报警的一项功能，應急照明箱配电系统及其灯具接线方案应与其相配合。基本有两种模式：一种是在配电箱与消防中心两地集中控制，另一种是由现场面板开关与消防中心强制接通。两种不同控制方式的灯具不应混接在同一回路。平时必须常暗，只有火灾时才接通的灯具不应与平时常亮的共回路，一般应各自独立回路。图3在消防一般状态时(非直接燃烧及邻近区域)，使接触器J吸合，应急灯自动点亮，不再受QK、K控制；火灾进入危险期时，直接关断正常照明相线，使应急灯投入应急状态。
图3有火灾自动报警系统的消防应急照明控制
三、火灾自动报警
1、防火规范、专业规范、行业规范对于火灾自动报警设置部位要求不一致。例如丙类物品库房，《建规》第11.4.1条2款要求“每座占地面积>1000m2棉、毛、丝、麻、化纤及其织物的库房，占地面积>500m2或总建筑面积>1000m2的卷烟库房设置火灾自动报警系统”。而《报警规范》第3.1.1条规定建筑面积>50m2的丙类物品库房就应设置火灾自动报警系统。
2、Ⅲ、Ⅳ类地下汽车库，按规范要求可不设火灾自动报警系统，但车库内有防火卷帘门、防排烟设施，探测器应根据联动对象要求设置。防火阀平时为常闭的，在火灾初期，感烟探测器报警后，先启动阀门，再启动排烟风机，当风管温度达到280℃时，防火阀自熔后阀门自动关闭，同时联动风机停止运行；探测器信号作为防火卷帘门下降信号。如不设火灾自动报警系统，无法确认火灾发生，就无法联动设备动作。在设有气体灭火系统、泡沫喷淋灭火系统、自动喷淋系统、防火卷帘门、防排烟设施等场所要求设置探测器。
3、用作防火分隔的多档防火卷帘门的自动控制。应将几档卷帘门作为一个地址进行编码，当任何一探测器接收信号时，几档卷帘门应同时下降。应将联动控制模块控制其中一档门，其余几档门的自动控制线并联于直接控制的卷帘门控制箱。
4、探测器布置应考虑安装间距极限、梁高影响、保护面积、保护半径、保护间区域等几方面。探测器安装间距极限如果x、y方向均按2倍保护半径考虑，其中一方向必定突破安装间距极限要求。如x、y方向均按 倍保护半径设计，保护面积可得到充分利用。
5、应注意相关专业条文中与电气专业有关的内容。GB50084--2001《自动喷水灭火系统设计规范》第6.2.7条、6.3.3条、11.0.1条、11.0.5条均列为与电气专业相关的条文；《建规》第7.5.2条2款关于常开防火门规定。
参考文献：
[1] 林用学. 论建筑电气消防设计探讨[J]. 中國新技术新产品, 2011,(09)
[2] 梁勇. 探讨降低接地电阻的新技术[J]. 广东建材, 2010,(08)
[3] 王翔. 建筑消防电气设计中若干问题的探讨[J]. 浙江建筑, 2003,(01)
[4] 施斌. 对防火卷帘控制设计的一些认识[J]. 消防技术与产品信息, 2002,(12)
[5] 于霞, 柳正茂, 张力. 建筑电气消防设计若干问题探讨[J]. 经济师, 2007,(05)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑电气; 消防电源;消防应急照明;消防设计
Abstract: this paper mainly to the building electrical fire fighting design in the fire and power distribution, fire emergency lighting, automatic fire alarm, and other aspects of the common problems are analyzed.
Keywords: electrical building; Fire power source; Fire emergency lighting; Fire fighting design
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号
目前，建筑电气专业消防设计规范主要有防火规范GB50016—2006《建筑设计防火规范》(简称《建规》)、GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版，简称《高规》)、GB50067—1997《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、GB50098—2009《人民防空工程设计防火规范》、GB50368—2005《住宅建筑规范》；行业规范JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》(简称《民规》)；专业规范GB50116—98《火灾自动报警系统设计规范》(简称《报警规范》)等。以上几部规范仅《民规》是国家建设部发布的行业标准，其余为国家标准。几部规范由于主编单位不同、发布时间不同，对相同内容要求也不一致。对设计者来说，强制性规范必须严格遵守，部标或行业标准应服从国标，后发布规范应服从新发布规范。
一、消防电源及其配电
1、当一类高层建筑两个电源引自室外变电所两段低压母线，应明确该变电所上一级两路电源就安全供电而言是互相独立的。
2、消防用电设备(以消防泵房、消防控制室较为常见)负荷级别应根据此设备保护建筑物最高级别确定。例如，有一消防泵房设在小区会所的地下层，但该消防泵房负责小区其它一类和二类高层住宅的消防给水。该消防泵房内消防设备负荷级别应为一级，而不应根据其所在建筑级别确定。
3、地下I类汽车库连通几幢二类高层时，其消防设备负荷级别应为一级。《高规》第9.1.1条规定，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第9.0.1条规定，I类汽车库应按一级负荷要求供电。由于这种建筑各部分之间互相连通，火灾危险性大，灭火难度高，因此消防应按整体设计，各部分不应独立考虑，并应按建筑最高消防负荷级别为一级设计。
4、对于屋顶层集中多台小容量一级负荷消防用电设备，有些设计者采用图1所示配电系统。虽然第一级配电装置、中间级配电装置中用电负荷全部为消防设备，该配电系统满足“独立形成防灾供电体系”和“消防用电设备专用供电回路”要求。但设计者未能深入理解GB50052--2009《供配电系统设计规范》第3.0.2条规定“一级负荷应由双重电源供电,当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”。由于存在多台用电设备，彼此间相互影响，增加一级配电就增加更多故障机率，消防用电设备供电可靠性得不到保证。
图1配电系统图
二、消防应急照明
1、备用电源的连续供电时间
关于消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源连续供电时间，《高规》中规定：应急照明和疏散指示标志可采用蓄电池作为备用电源，且连续供电时间不应少于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。《建规》中规定：消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源的连续供电时间不应少于30min。《消防应急灯具》GB17945--2000第5.1.2条规定：消防应急灯具的应急工作时间应不小于90min，且不小于灯具本身标称的工作时间。可见，3个标准或规范所规定的连续供电时间有3种不同的说法，从应用的角度来看，建筑工程中应按照持续供电时间不低于90min(即《消防应急灯具》产品标准的要求)进行设计、生产、安装和使用。
2、消防应急灯具的控制
（1）应急灯具控制的相关规定
做好消防应急灯具的控制，应熟悉以下相关规范内容。
第一、火灾应急照明设备应采用专用的供电回路，每个防火分区应有独立的应急照明回路。
第二、采用分散供电时，在各层(或最多不超过3～4层)应设置专用火灾应急照明配电箱或专用消防配电箱，并应在配电箱处实现2个独立电源(或双回线路)的自动切换。
第三、疏散照明采用带蓄电池的应急照明灯时，正常供电电源可接自本层(或本区)的分配电箱的专用回路，或接自本层(或本区)的专用消防配电箱。
第四、火灾应急照明应能在火灾确认、且切断有关部位的非消防电源的同时自动投入。根据工程不同要求，可采用集中控制的应急照明模式，也可采用分散就地控制的模式。
第五、备用照明为正常照明的一部分，同时使用时应分别设置配电线路和控制开关；备用照明仅在事故状态时使用，在正常照明故障时应自动投入工作。
第六、备用照明和疏散照明回路应分开，严禁在应急照明电源输出回路中连接插座。
（2）应急灯具的控制
设计时应深入理解应急照明种类：疏散照明(应急照明灯、疏散指示灯、安全出口标志灯)、备用照明、安全照明。应急照明控制分为设有火灾自动报警系统、无火灾自动报警系统两种情况。
第一、对于没有火灾自动报警系统的工程，消防应急照明控制如图2所示。在配电箱集中操作方案一般适合于日常有人管理而且管理比较到位的公共建筑，而对于一般的无专人管理的场所，如出租的办公楼、店面、住宅等，也可考虑设现场开关，此时配电系统可采用二线一开关的接线，但电源开关必须常闭(设计应注明)且回路中的自带蓄电池灯具的充电线应引自现场开关前，防止充电线被现场开关关断。图2(a)适合正常电源下不亮，断电后自动应急方式；图2(b)适合正常电源下常亮，断电后自动应急方式；图2(c)适合正常电源下由K(配电箱内断路器)集中控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论K处于何位，均不影响应急正常启动或工作；图2(d)适合正常电源下由QK(墙壁开关)分散控制亮灭，但不影响应急灯充电控制，断电后，无论QK处于何位，均不影响应急正常起动或工作。
图2无火灾自动报警系统的消防应急照明控制
第二、对于设有火灾自动报警系统的工程，消防应急照明控制如图3所示。强制接通应急照明是火灾自动报警的一项功能，應急照明箱配电系统及其灯具接线方案应与其相配合。基本有两种模式：一种是在配电箱与消防中心两地集中控制，另一种是由现场面板开关与消防中心强制接通。两种不同控制方式的灯具不应混接在同一回路。平时必须常暗，只有火灾时才接通的灯具不应与平时常亮的共回路，一般应各自独立回路。图3在消防一般状态时(非直接燃烧及邻近区域)，使接触器J吸合，应急灯自动点亮，不再受QK、K控制；火灾进入危险期时，直接关断正常照明相线，使应急灯投入应急状态。
图3有火灾自动报警系统的消防应急照明控制
三、火灾自动报警
1、防火规范、专业规范、行业规范对于火灾自动报警设置部位要求不一致。例如丙类物品库房，《建规》第11.4.1条2款要求“每座占地面积>1000m2棉、毛、丝、麻、化纤及其织物的库房，占地面积>500m2或总建筑面积>1000m2的卷烟库房设置火灾自动报警系统”。而《报警规范》第3.1.1条规定建筑面积>50m2的丙类物品库房就应设置火灾自动报警系统。
2、Ⅲ、Ⅳ类地下汽车库，按规范要求可不设火灾自动报警系统，但车库内有防火卷帘门、防排烟设施，探测器应根据联动对象要求设置。防火阀平时为常闭的，在火灾初期，感烟探测器报警后，先启动阀门，再启动排烟风机，当风管温度达到280℃时，防火阀自熔后阀门自动关闭，同时联动风机停止运行；探测器信号作为防火卷帘门下降信号。如不设火灾自动报警系统，无法确认火灾发生，就无法联动设备动作。在设有气体灭火系统、泡沫喷淋灭火系统、自动喷淋系统、防火卷帘门、防排烟设施等场所要求设置探测器。
3、用作防火分隔的多档防火卷帘门的自动控制。应将几档卷帘门作为一个地址进行编码，当任何一探测器接收信号时，几档卷帘门应同时下降。应将联动控制模块控制其中一档门，其余几档门的自动控制线并联于直接控制的卷帘门控制箱。
4、探测器布置应考虑安装间距极限、梁高影响、保护面积、保护半径、保护间区域等几方面。探测器安装间距极限如果x、y方向均按2倍保护半径考虑，其中一方向必定突破安装间距极限要求。如x、y方向均按 倍保护半径设计，保护面积可得到充分利用。
5、应注意相关专业条文中与电气专业有关的内容。GB50084--2001《自动喷水灭火系统设计规范》第6.2.7条、6.3.3条、11.0.1条、11.0.5条均列为与电气专业相关的条文；《建规》第7.5.2条2款关于常开防火门规定。
参考文献：
[1] 林用学. 论建筑电气消防设计探讨[J]. 中國新技术新产品, 2011,(09)
[2] 梁勇. 探讨降低接地电阻的新技术[J]. 广东建材, 2010,(08)
[3] 王翔. 建筑消防电气设计中若干问题的探讨[J]. 浙江建筑, 2003,(01)
[4] 施斌. 对防火卷帘控制设计的一些认识[J]. 消防技术与产品信息, 2002,(12)
[5] 于霞, 柳正茂, 张力. 建筑电气消防设计若干问题探讨[J]. 经济师, 2007,(05)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。