建筑电气设计中的消防配电设计研究

随着城市化建设的步伐逐渐迈进，人们对于建筑建设的要求也在逐渐提升，并且在建筑居住舒适的基础上，对建筑的安全性理念也在逐渐改变。在建筑电气设计中，其消防配电是设计的重点内容，对于整个建筑电气设备使用的安全性有着十分重要的意义，同时也是保障居民居住安全的重要基础。本文以某建筑中电气设计为基础，对其消防配电设计类型进行详细分析，其中包含树干式设计和放射式设计以及链式和混合式设计四种方式，进而以科学的设计方案保障消防配电设计方案的质量和价值，使建筑电气维持在一个安全的使用状态。

在目前的建筑配电施工作业中，全面改善消防的配电设计质量，能够在一定程度上保障电气设备的安全使用，发挥其设备的具体效果与价值。而作为电气设备中的重要组成部分，消防配电设计能够起到关键性的作用和机制。可充分结合电气设施的种类和运行特征来增加电气设施的安全性，并且随着建筑领域的全面发展和建设，建筑行业内部的电气设施数量也在急剧上升，因此只有保障电气设施的稳定运行，方可充分满足百姓的用电需求，进而提升整个建筑物的安全性。

1.1树干式设计

在现阶段对于消防配电设计中的树干式设计多出现在多项消防设施中，其共用一条火灾主线，也是现阶段十分普遍的设计方案。在线路设计过程中，一些消防设施的共用配电线路的情况，可能会出现部分损坏而影响整个功能的可能性。而树干式电路设计可以使一些區域内部的设施共同进行线路的使用，其可体现出消防设施的整体性。如果出现一些局部损坏的情况，就算是配电线路正常运行，其在一些指定区域内部的性能发挥也会受到影响。而树干式设计方案其可以节约较多的导线和开关，降低投入成本，保障其体系中自身的稳定性和火灾发生时相应的灵敏性。

1.2放射式设计

在放射式设计中，其具有两方面的特征，

1. 在设计方案中，如果发现出现某一条线路故障，对于周边的线路不会造成影响。但是在该设计中会对导线和开关的耗损增加。

另外在放射式设计中，需要大量的能源资源，其经常在单台容量较大的设备中存在。

1.3链式设计

链式设计与树干式设计有些类似，其属于一种架构简单的设计方案，其方案中虽然投入成本相对较低、运转的能耗损失较低且性价比较高，但是线路在发生故障之后，互相影响的可能性较大，导致配电系统的稳定性降低，目前只能用在一些微型建筑物中。

1.4混合式设计

混合式设计方案就是将树干式、放射式与链式三种设计方案进行混合，也是目前我国建筑工程中电气设计中十分重要的消防配电设计方案。

本工程为一类的高层综合楼建筑（53层，239m），由一栋超高层办公塔楼、一栋超高层酒店塔楼（38层，162.15m）、两栋高楼的1-6层相连的配套用房组成，总建筑面积为21万m，其中地上17万m，地下4万m。消防控制室被设置在一层，具有直接的对外出口。该项目业态分布如图表1所示。主要的设计范围为低压配电系统、照明系统和火灾自动报警系统。

3.1电气设备选择的原则与依据

1. 技术要求。工作电压：设备铭牌上最高允许的电压不能小于也不能等于设备运行期间的最高工作电压。额定电流：将I作为额定电流，I作为工作电流，则需要保障I≧I。短路水平：需要在满足短路条件下的动稳定和热稳定性的要求。

3.2低压断路器的选择

当电路发生故障期间，可以结合电路切断的方式来保障其他电路的正常工作，而要想实现这一操作，就需要用到开关来保障动作的灵敏性与选择性，其中低压断路器是一种良好的设备形式。为了保障低压断路器可以可靠的工作，在线路短路电流期间得出准确的数值，在保证额定电压和额定电流的情况，需要以短路电流的计算来判断断路器选择是否满足设计要求。公式为

低压主进线和母联以及一些主要的开关（I≧800A）采取空气断路器（B），区域则采取塑壳断路器（MCCB）。在三相线路中采取施耐德电气NSX塑壳断路器，单相采用施耐德iC65微型断路器，如照明和插座等。低压系统采取单母线分段，变压器均以分列的方式运行，同一个低压配电内部两台变压器之间应当设计母联开关。在两台变压器运行期间，均采取独立运行的方式，母联断路器断开，当其中的一台变压器发生故障停止运行后，采取手动调节的方式使母联闭合，随后将剩下的一台变压器为所有的二级负荷用电设备供电。如果当两台断路器均发生故障，应当在发电机组的作用下，为一二级负荷用电设备提供紧急的备用电源。

3.3电缆导线的选择

在电缆导线选择期间，需要结合电压的等级、负荷电缆的环境进行选择，根据本工程实际情况分析，以17层为例。本系统的报警回路线、电源线、通讯线和联动控制线选择的是阻燃型电缆，该种类型的电缆需要封闭式金属外壳进行保护。而消防控制装置的线路采取耐火型电缆，一样也需要封闭式的金属外壳进行保护。在电缆明敷设时采取封闭式的金属外壳进行保护的同时还需采取另外的防火措施。

3.4火灾自动报警与消防联动控制系统设计

3.4.1系统设置

在该工程的消防控制室设备设计中，其分为地上与地下，地上从一层到顶层分为一个阶段，结合其重点内容将地上一层作为核心设计。地下一层到地下四层为另一阶段设计，以地下一层为核心设計。在地上一层中，火灾报警控制器、消防专用电话总机、图线显示装置、远程监控系统等都在这里;地下一层中主要包含消火栓泵控制箱、喷淋泵控制箱、排烟风机控制箱等。结合地上与地下的联动来保障其安全性。

3.4.2火灾探测设计

本系统采取智能式地址编码型的报警系统，任何一种消防报警设备被启动之后所有的警铃都将启动，并且消防控制屏中以等灯光和声响的形式作为报警讯号。本项目在高度超出800mm的吊顶内设置喷头，因此吊顶内部不用设置火灾探测系统。在保安的控制中心和酒店前台等位置设置远程重复显示盘，其可显示所有报警主机上的所有火灾报警信号。其对于火灾探测器的计算可以结合以下公式进行。该公式中N表示探测器的数量，单位为只，取整数;S为该探测区域的面积，单位为m;K为修正系数;A为探测器的保护面积，单位为m.其中K取值范围需结合表2来进行。

3.4.3消防栓的选择与设置

在发生火灾的状态下，消防栓的按钮可用来报警，并且使得消防栓泵工作，因此各个防火分区的消防栓均需要安装消防栓按钮。在带有工作指示灯的消火栓启泵按钮可以直接用来启动消防栓泵，每一组消火栓都需要设置，一旦启动启动按钮，就会启动消火栓箱内部的消火栓。

3.5应急照明的集中电源设计

结合消防应急照明灯具的相关要求，标志位灯具的要求大同小异。而在集中电源自带独立地址，输入AC220V，输出为DC24V。应急照明控制器对于集中控制型应急照明电源可实现互联网的远程控制、自动故障诊断和智能功率分配集中控制型应急照明集中电源监控每一个回路的蓄电池充放电状态，当出现故障后，其自动切换回路并隔离该回路，不会影响其他正常电池组的使用，可实时进行主机的主报故障，其中电池差异充电、能量转移放电。

需要精确注意的是，应急照明控制器的应急工作时间应当不小于180分钟，消防联动可采取RS232协议，其中的FAS系统可提供联动RS232协议和协议接口，具体如图1所示。

4结语

综上所述，本文基于对消防配电设计中的相关要求和设备设计环节的分析，其中在消防配电设备的设计中，重点在于消防配电设备控制室系统的设计、火灾的自动化探测和报警设计、消防栓的位置选择和应急照明系统的设计等方面，因此需要在目前的建筑消防配电设计基础上对这些设计内容实现创新和改进，以此可保障消防安全和使用安全，基于智能化和信息化技术来实现消防系统的高效率运行，保障建筑电气消防安全。

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作者简介：耿海东 ，（1989-），男，汉族，吉林榆树人，工程师，本科学历，电气自动化专业，主要从事电气及自控设计。