关于民用建筑中消防设计几个问题的分析.doc
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1、. -关于民用建筑中消防设计几个问题的分析The analysis of several problems on the fire protection design of civil buildings摘要:本文介绍了民用建筑消防设计中常见的系统保护分级,供电系统方案,应急照明系统,消防系统供电线缆选择,电气火灾报警等系统设计,并通过工程例如简要介绍设计应用的概况,供设计人员参考。关键词:火灾自动报警,负荷分级,双重电源,应急照明,电气火灾监控系统。前言:民用建筑中消防报警及供电系统,事故照明系统,电气火灾监控系统的设计,是各类民用建筑消防设计中必不可少的内容。如何按照规X要求,设计出合理的
2、消防控制系统,既保证人民生命和财产的平安,又可靠,经济,实用一直是设计人员追求的目标。作者结合多年的设计实践经历,并结合新规X要求,对消防设计中的几个问题提出一些看法,供同行参考。1 消防自动报警系统新的分级标准1.1 在2009全国民用建筑工程设计技术措施电气:11章中以下简称“09措施,对系统保护分级做了如下变动:设置火灾自动报警系统的民用建筑,根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分级为特级、一级、二级、三级,并宜按照表11.2.1-1划分。在“火灾自动报警设计规XGB50116-98中是按特级、一级、二级来划分的宜符合表3.1.1。本规X修改报批稿2009已上报,修改稿中已按四级
3、来分类。按照“09措施要求来分类、分级划分后,提高了火灾报警系统的防护要求,对10层以下的居住建筑和一级、二级以外的24米以下公共建筑,均应按三级火灾报警系统设计火灾自动报警系统。由于GB50116-98修改报批稿尚未正式批复,对于三级火灾报警系统的设计内容和标准尚不明确,有待于设计探讨适宜的实施措施。1.2 在住宅建筑规XGB50368-2005第9.7节消防电气中规定:对35层及35层以上的住宅建筑应设置火灾自动报警系统。对10层及10层以上的住宅建筑的消防供电不应低于二级负荷要求。1.3 在“高层民用建筑设计防火规XGB50045-95-2005年版中,第9章电气局部9.1、9.4中对火
4、灾自动报警系统的供电电源级别,火灾自动报警设置部位和X围做了大致的规定。目前在民用建筑火灾自动报警系统设计中均是参考以上几个规X要求进展设计。2 按新的供配电系统设计规X要求,确定各级消防设备供电系统2.1 GB50052-2009“供配电系统设计规X中负荷分级及供电要求:2.1.1 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电对人身平安、经济损失上所造成的影响程度进展分级。1负荷分级原那么应符合3.0.1-1、2、3、4的要求2对一级负荷中特别重要的负荷供电,除应由双重电源供电外,尚应设置应急电源。3关于双重电源的定义: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
5、。2.1.2 供电系统设备的供电电源切换时间:应满足设备允许中断供电的要求:1允许中断供电时间为15s以上的供电,可选用快速自动启动的发电机组。2允许中断供电时间为毫秒级的供电,可选用蓄电池静止型不连续供电装置。3自动装置的动作时间能满足允许中断供电时间的,可选用带有自动投入装置的独立于正常电源之外的专用馈电线路。能满足此条件的电源线路是很少的,一般城市供电网均为非独立式线路。2.1.3 应急电源系统接线例如:附图1附图1 应急电源接线例如本图为应急电源供电系统例如图,其中独立于正常电源的应急电源采用柴油发电机组。由于在实际中很难得到两个真正独立的电源,电网的各种故障都可能引起全部电源进线同时
6、失去电源,造成停电事故。对特别重要负荷要由与电网不并列的独立的应急电源供电。这是非常重要的。2.1.4 我国供电电网根据多年来供电系统实际运行经历说明,电气故障是无法限制在某个X围内部的,电力企业难以确保供电不中断,因此应急电源应是与电网在电气上独立的各种电源,例如蓄电池、柴油发电机等。供电网络中有效地独立于正常电源的专用的馈电线路即是指保证两个供电线路不大可能同时中断供电的线路。正常与电网并联运行的自备电站不宜作为应急电源使用。2.2 消防设备用电负荷分级原那么2.2.1民用建筑中消防用电的负荷等级,应符合以下规定:一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散
7、指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷,二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷。2.2.2火灾自动报警系统保护对象分级原那么表1等级保 护 对 象特级超高层建筑高度超过100米的高层建筑一级居住建筑19层及以上的居住建筑二级居住建筑10层至18层的居住建筑三级居住建筑10层以下的居住建筑、24米以下一级、二级外的公共建筑2.2.3对各类消防用电设备供电电源的要求:1消防用电负荷等级为一级时,应由主电源和自备电源或城市电网中独立于主电源的专用回路的双电源供电;2消防用电负荷等级为二级时,应由主电源和与主电源不
8、同变电系统,提供给急电源的双回路的电源供电;3为消防用电设备提供的两路电源同时供电时,可由任一回路作为主电源,当主电源断电时,另一路电源应自动投入;4消防系统配电装置,应设置在建筑物的电源进线处或配变电所处,其应急电源配电装置宜与主电源配电装置分开设置;当分开设置有困难,需要与主电源并列布置时,其分界处应设防火隔断。配电装置应有明显标志。5消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路,应在最末一级配电箱处自动切换。消防设备的控制回路不得采用变频调速器作为控制装置。以上是不同等级消防负荷对供电的要求。为确保消防作业人员和其他人员的人身平安,消防负荷应为独立系统,当建筑物内附设有变电所时,应
9、由变电所自成系统,当建筑物为低压进线时,应自进线处开场自成系统。2.2.4 备用应急电源的设置原那么:1对超高层建筑中,特级保护对象的消防用电负荷应定为一级负荷中的特别重要负荷,应增设备用应急电源,并严禁将其他负荷接入备用应急供电系统。2对一级负荷中的特别重要负荷的供电要求,除应满足2.2.41条的要求的两个电源供电外,还必须增设备用应急电源。3为了保证对一级负荷中的特别重要负荷的供电可靠性,应严格界定负荷等级,并严禁将其他负荷接入备用应急电源系统。工程设计中,对于其他专业的提出的特别重要负荷,应仔细研究。4当消防范用应急电源由自备发电机组提供备用电源时,应符合以下要求:1消防用电负荷为一级时
10、,应设自动启动装置,并应在30s内供电;2当消防用电负荷为二级,且采用自动启动有困难时,可采用手动启动装置;3主电源与应急电源间,应采用自动切换方式。2.3民用住宅建筑中消防用电系统设计实例:2.3.1特级或一级住宅建筑消防供电系统:附图2备用应急电源系统接线方案图一本方案特点说明:1) 本方案为两路市电同时供电,对特级负荷增设一台柴油发电机组作为备用电源。2) 特别重要的消防负荷由主供市电和备供发电机组各引一路给特别重要负荷供电,双电源均为放射式供电,在设备末端做双电源自动切换,供电可靠性高。3) 正常情况下AH1,AH2,1QF均处于合闸位置,AH3,2QF分闸。4) 当市电或中有一路停电
11、时,AH3合闸,此时由单一路市电暂时供电,但一段非消防负荷应切除由失压脱扣器、分励脱扣环节完成,以使变压器不致过载。5) 当二路市电电源均失电后,应急柴油发电机组在1530秒内自动启动后向应急母线段供电,此时在确认AH1,AH2断开后,二路高压AG01,AG02均断开后柴油发电机组才允许启动,接与门信号控制机组自启动,以保证向重要负荷供电的可靠性。a6) 市电恢复后,1QF先断电,之后AH1,AH2投入工作ATS自动切换到市电方向,发电机组不能向应急母线供电。7) 柴油发电机组空载运行310分钟,确认市电处于正常状态后,发电机组自动或手动停机。8) 市电及发电机组运行信号应传送到消防中心联动柜
12、上。2.3.2 二级住宅建筑消防供电系统:附图3 备用供电电源系统接线图二本方案特点说明:1) 本方案为2路供电独立电源同时工作分别向消防负荷放射式供电。末端自动切换,保证供电可靠性。2) 正常情况下:AH1,AH2处于合闸,AH3分闸,只有当一路10KV高压停电后,AH3才允许合闸。3) 2路电源10KV同时供电时,可由任一回路作为主供电源,当主供电源断电时,另一路电源自动投入。4) 对二类消防设备供电时,可按以下方案简化供电系统:a、 公共建筑顶层,除消防电梯外的其他消防设备,可采用一组消防双电源供电。由末端配电箱引至设备控制箱,应采用放射式供电,公共建筑的屋顶层的消防设备除消防电梯外,一
13、般情况下还设有正压风机、增压泵等,可采用一组消防双电源,由末端配电箱以放射式供电。b、 当1218层普通住宅的消防电梯兼作客梯且两类电梯共用前室时,可由一组消防双电源供电。末端双电源自动切换配电箱,应设置在消防电梯机房间,由配电箱至相应设备采用放射式供电。按住宅建筑规X要求国内1218层住宅必须设消防电梯,而此消防电梯一般兼作客梯,并与普通客梯共用前室,故此类电梯采用一组双电源供电较为合理且符合平安要求,我国的多数城市早已允许这样做。c、 本方案中对2类住宅建筑的顶层的消防用电设备供电方式供电系统示出,可供电给顶层所有消防设备用电,从双电源切换箱开场放射式系统供电,可以满足规X要求,这可以减少
14、几路电源供电系统,简单可靠。2.3.3 二、三级住宅建筑消防供电系统:附图4 备用电源系统接线方式三本方案特点说明:1) 本方案由一路10KV市电,一台发电机组供电,可适用于二级、三级消防负荷供电。2) 对消防设备采用双电源末端切换方式供电。3) 柴油发电机组起动信号要求同方案14) 按规X要求,还应将发电机组的运行状态信号,接至消防中心的联动控制台上。对市电的变压器运行状态信号也要求接到消防中心联动控制台上。5) 市电低压系统必须引来一个回路作为联络电源与发电机输出回路做双电源切换,只有当市电停电后,柴油发电机组的电源才能配出,这是防止备用电源与市电并列运行的必备措施。6) 当市电来电后,A
15、TS开关自动转换到市电方向,发电机组继续空载运行310分钟,当确认市电稳定后,发电机组才自动或手动停机。7) 对三级负荷,可以仅有一路市电供电,但必须采用专用回路供电,其应急照明应采用EPS供电在无电梯及消防水泵时。3 消防应急照明供电系统设计3.1 新规X对应急照明系统的要求:3.1.1 在09-措施中的消防联动控制要求中,明确要求消防控制室在确认火灾后,应接通火灾应急照明灯和疏散指示灯。(1) 在火灾报警设计规X报审稿中关于应急照明系统联动控制设计中,对集中控制型消防应急照明系统的联动,应由消防联动控制器联动应急照明集中电源和应急照明分配电装置实现。(2) 独立控制型消防应急照明系统的联动
16、,应由消防联动控制器联动消防应急照明配电箱实现。(3) 对消防应急照明系统工作状态的联动控制应保证消防应急照明系统在发生火灾时点亮所有消防应急灯具。(4) 应急照明系统应急启动联动控制信号,由消防联动控制器发出,当确认火灾后,由发生火灾的报警区域开场,顺序启动全楼疏散通道的应急照明系统,启动全楼消防应急照明系统投入应急状态的启动时间不应大于5s。3.1.2 消防应急照明供电可靠性要求:(1) 高层公共建筑楼梯间的应急照明宜由应急电源提供专用回路,采用树干式供电,每层或最多不超过4层设置应急照明配电箱。(2) 备用照明和疏散照明不应由同一分支回路供电。3.1.3 消防应急照明在火灾确认后或正常供
17、电电源停顿供电时应自动切换开启,其切换时间应满足下面要求:(1) 备用照明不大于5s金融商业交易场所不大于1.5s(2) 疏散照明不大于5s(3) 疏散照明平时处于点亮状态,当采用蓄电池作为照明灯具的备用电源时,在停电状态时在点亮状态下应保证不能中断蓄电池的充电电源,以使蓄电池处于经常充电状态。3.2 常规应急照明系统设计:附图5 应急照明配电箱供电系统图一、二级负荷(1) 处于独立控制型应急照明系统,按上图接线方式供电及控制,控制箱内设置K控制模块,由消防控制器联动控制应急灯疏散标志灯和疏散照明灯自动点亮。平时带有蓄电池的灯具内的蓄电池均处于充电状态。(2) 备用照明双头应急灯和疏散照明分别
18、接于不同供电支路上。(3) 应急照明灯具疏散指示灯及应急双头灯其最小连续供电时间不小于30分钟。(4) 火灾时继续工作的备用照明的持续供电时间不小于180分钟。(5) 应急疏散照明的照度应满足规X要求。(6) 附图:应急照明强启控制线路图。附图6附图6-a应急照明强启线路图附图6-b节能延时开关强启线路图附图6-c双控开关强启线路图附图6-d应急照明强启原理图3.3 智能式消防应急疏散照明系统设计在3.1.14中,已明确要求全楼应急照明系统投入应急状态的启动时间不应大于5s,要到达此起动时间要求,只有采用集中式应急疏散照明系统。在几个工程中有酒店,办公楼等,我们采用了这种控制系统,现将系统图附
19、录如下:3.3.1 智能控制主机一般设置在消防中心内,便于管理及控制,每个建筑设置一台主机。3.3.2 控制器分机的设置为每层或每13个防火分区设置一台。3.3.3 每台控制器分机所带疏散照明灯具及标志灯的总数量不应50个。3.3.4 对于楼梯间可设置一套控制分机,各种疏散标志灯和应急照明灯按竖向垂直敷设线路方式配线。3.3.5 当大楼设有总的智能照明控制系统时,可将此系统纳入总系统控制,可以实现节能控制。3.3.6 智能式消防应急照明系统图及楼层智能控制器系统图:附图7 智能式消防应急照明系统图附图8 楼层智能控制器系统图4 消防设备供电系统线缆选择及敷设:火灾自动报警系统,根据建筑物的高度
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