建筑電氣節(jié)能設計及綠色建筑淺析

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摘要：城市的飛速發(fā)展帶來了社會安全問題，無論是交通出行還是用水、用電，都在考驗著城市的承載能力。隨著各種高層建筑的不斷建設，用電負荷也開始不斷增加，電器線路變得越來越多。因此，設計人員應合理設計電氣消防系統(tǒng)，預防建筑火災的發(fā)生，保護人民的生命財產安全?；诖?，筆者結合建筑電氣消防設計的主要原則，總結了建筑電氣消防設計的要點和完善對策，以供參考。

關鍵詞：建筑電氣；消防設計；難度與措施

近年來，隨著經濟的快速發(fā)展，高層建筑的數量不斷增多。由于高層建筑的高度高、機電設備多、管線繁雜，引發(fā)火災的因素呈增長趨勢。民用建筑的公共消防設施管理比較困難，火災隱患已經成為人們關注的焦點。在建筑設計中，設計師既要根據建筑物的使用功能、空間與平面特征、使用人員的特點，采取安全的防火措施和控制火源措施，防止發(fā)生火災，也要設置合理的安全疏散設施與有效的滅火、報警等設施，以控制和撲滅火災，實現(xiàn)保護人身安全、減少火災危害的目標。

1電氣消防設計的主要原則

1.1確定電氣消防用電負荷等級

《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016—2014）第10.1條規(guī)定明確指出了消防電源及其配電?！豆┡潆娤到y(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052—2009）第3章明確規(guī)定了負荷分級及供電要求。因此，設計人員應嚴格執(zhí)行這些規(guī)范。

1.2保證消防用電的可靠性

消防用電的可靠性是建筑消防設施正常運行的基本保障。在實踐中，消防設備的配電線路不可靠，就不能保證消防用電設備的供電可靠性。如果生產、生活用電與消防用電的配電線路采用同一回路，那么一旦發(fā)生火災，電氣線路短路或切斷生產、生活用電都會導致消防用電設備不能運行。因此，消防用電設備必須采用專用的供電回路，確保生產、生活用電被切斷時，仍能滿足消防供電要求。

1.3滿足火災時連續(xù)供電的需求

“消防用電”包括消防控制室照明燈、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)裝置、疏散照明燈、疏散指示標志和電動防火門窗、電動卷簾、電動閥門等設施用電。連續(xù)供電是人員疏散和消防人員撲滅火災的重要保障。

1.4明確是否設置火災自動報警系統(tǒng)

火災自動報警系統(tǒng)能起到早期發(fā)現(xiàn)和通報火警信息，及時通知人員進行疏散、滅火的作用。對于高度低、層數少、結構簡單的建筑，設計人員可以按照防火規(guī)范的相關條款不設置火災報警系統(tǒng)?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)的設置范圍包括：同一時間停留人數較多，發(fā)生火災容易造成人員傷亡需及時疏散的場所或建筑；可燃物較多、火災蔓延迅速、撲救困難的場所或建筑，以及不易及時發(fā)現(xiàn)火災且性質重要的場所或建筑。因此，在初步設計階段，設計人員需要明確是否設置火災自動報警系統(tǒng)。

2建筑電氣消防設計要點

在民用建筑設計中，由于設計周期短、任務重，設計師往往沒有把握建筑電氣消防設計的要點，而這些要點對消防設備持續(xù)運行起著關鍵作用。因此，筆者在實際項目中，總結了以下幾個要點。

2.1火災時消防排煙風機與消防補風機需要連鎖啟停線

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術標準》（GB51251—2017）（以下簡稱《防煙排煙標準》）第5.2.2條中規(guī)定：“排煙防火閥在溫度達到280℃時應自行關閉，并應連鎖關閉排煙風機和補風機?！碑斉艧煼阑痖y在280℃應自動熔斷并關閉，補風機與排煙機應對應設置，排煙風機停止運行時，對應的補風機應連鎖停止運行。因此，設計人員需要設置一根啟停線來連鎖關閉補風機。

2.2消防主電源電纜和備用電源共用同一橋架敷設，中間設置隔板

《民用建筑電氣設計標準》（GB51348—2019）第8.5.13條規(guī)定：“下列不同電壓、不同用途的電纜，不宜敷設在同一層或同一個橋架內：1kV以上和1kV以下的電纜；向同一負荷供電的兩回路電源電纜；電力和電信電纜；當受條件限制需安裝在同一層橋架內時，宜采用不同的橋架敷設，當為同類負荷電纜時，可用隔板隔開?！痹跊]有限制情況的條件下，向同一負荷供電的兩回路電源電纜宜分橋架敷設，但在實際施工中，許多消防主電源電纜都共用同一橋架敷設。因此，設計人員必須在中間設置防火隔板來保證消防線路安全和防止因電纜過熱而相互影響。

2.3火災時消防聯(lián)動控制器應具有切除相關非消防負荷的功能

《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50116—2013）（以下簡稱《系統(tǒng)設計規(guī)范》）第4.10.1條規(guī)定：“消防聯(lián)動控制器應具有切斷火災區(qū)域及相關區(qū)域的非消防電源的功能，當需要切斷正常照明時，宜在自動噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)動作前切斷。”火災自動報警系統(tǒng)應能切斷火災區(qū)域及相關區(qū)域的非消防電源，現(xiàn)在普遍的做法是，在非消防的配電柜主開關中設置分勵脫扣器輔助觸點來切斷非消防電源。設計人員往往沒有統(tǒng)一在變配電室低壓柜和二級配電柜中設置消防聯(lián)動控制器，導致現(xiàn)場施工混亂，火災時消防聯(lián)動控制器不能切掉非消防負荷。

2.4正壓送風機需要設置余壓監(jiān)控裝置

《防煙排煙標準》第5.1.4條規(guī)定：“機械加壓送風系統(tǒng)宜設有測壓裝置及風壓調節(jié)措施?！睓C械加壓送風系統(tǒng)設置測壓裝置，既可作為系統(tǒng)運行的信息掌控裝置，又可作為超壓后啟動余壓閥、風壓調節(jié)措施的動作信號裝置。疏散門的方向是朝疏散方向開啟的，而加壓送風作用方向與疏散方向恰好相反。若風壓過高則會引起開門困難，甚至打不開門，從而影響疏散。

2.5火災自動報警系統(tǒng)報警總線穿越防火分區(qū)處設置短路隔離器

《系統(tǒng)設計規(guī)范》第3.1.6條規(guī)定：“系統(tǒng)總線上應設置總線短路隔離器，每只總線短路隔離器保護的火災探測器、手動火災報警按鈕和模塊等消防設備的總數不應超過32點；總線穿越防火分區(qū)時，應在穿越處設置總線短路隔離器。”然而，在實際設計中，設計師往往沒有在防火分區(qū)穿越處設置短路隔離器，而是在下一個防火分區(qū)探測器旁設置。

2.6疏散走廊設置末端探測器過多

《系統(tǒng)設計規(guī)范》第6.2.4條規(guī)定：“在寬度小于3m的內走道頂棚上設置點型探測器時，宜居中布置。感溫火災探測器的安裝間距不應超過10m；感煙火災探測器的安裝間距不應超過15m；探測器至端墻的距離，不應大于探測器安裝間距的1/2。”然而，在寬度小于3m的疏散走道上設置點型探測器時，設計師往往沒有優(yōu)先考慮居中布置。當感溫火災探測器的安裝距離為10m時，末端的感溫火災探測器至墻的距離應為5m；當感煙火災探測器的安裝距離為15m時，末端的感煙火災探測器至墻的距離應為7.5m。這種布置方法，既美觀又節(jié)約成本。

2.7高大空間要求設置兩種以上類型探測器

《系統(tǒng)設計規(guī)范》第12.4.1條規(guī)定：“高度大于12m的空間場所宜同時選擇兩種及以上火災參數的火災探測器?！笨紤]到建筑高度超過12m的高大空間場所建筑結構的特點及在發(fā)生火災時火源位置、類型、功率等因素的不確定性，設計人員需要設置兩種以上類型的火災探測器。在一般情況下，設計人員往往只設置了線型光束感煙火災探測器和消防水炮裝置，這不符合規(guī)范要求。因此，設計人員還需要增設一套管路采樣式吸氣感煙火災探測器來滿足規(guī)范要求。

2.8消防弱電線路合用橋架時需要加隔板

《系統(tǒng)設計規(guī)范》第11.2.5條規(guī)定：“不同電壓等級的線纜不應穿入同一根保護管內，當合用向一線槽時，線槽內應有隔板分隔?！睘榱吮ＷC火災自動報警系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，當消防電源線、消防報警信號線、消防電話線、消防廣播線、消防強啟線等合用一個線槽時，不同電壓等級的消防弱電線路之間需要加防火隔板。另外，線槽應采取涂防火涂料等防火保護措施。

3建筑電氣消防設計完善對策

3.1基于異常檢查，加強消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設計

火災消防報警系統(tǒng)一直是建筑施工的重點部分，該系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，會給建筑物整體性能帶來不同程度的影響，例如在出現(xiàn)險情時，不能及時報警，延誤救援時間。因此，工作人員必須全面檢查火災報警系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況。具體而言，一方面，工作人員需要結合設計圖紙詳細檢查整個火災報警消防系統(tǒng)運行情況，分析其各階段運行數據，通過數據對比，找到出現(xiàn)異常的原因；另一方面，工作人員需要多元分析問題，利用專業(yè)知識來決定是否進行斷電檢查。工作人員也可以根據問題的嚴重程度，在系統(tǒng)正常運行情況下完成檢查。在設計環(huán)節(jié)，設計人員需要具著前瞻性思維，綜合考慮異常檢查需求，加強消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設計。消防值班人員可以根據系統(tǒng)運行情況來遠程控制風機、水泵。在消防報警聯(lián)動系統(tǒng)設計中，設計人員可根據聯(lián)動特點，將報警儀器放入專用儀器柜中，以便工作人員能夠根據傳遞的信號來手動控制設備。

3.2考慮建筑功能，優(yōu)化消防配電設計

為了保證消防配電系統(tǒng)在建筑物中的高效與穩(wěn)定運行，設計人員應優(yōu)化消防配電設計。首先，設計人員應全面分析建筑使用功能，結合民用建筑、公共建筑等不同類型建筑特點來完成消防配電設計與規(guī)劃工作，從而保證電氣消防系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。其次，設計人員應基于建筑工程施工周期，結合消防配電設計需求來保證施工的科學性、有序性，同時做好后期維護工作。最后，設計人員應劃分好區(qū)域，保證防火設計的合理性。另外，設計人員還需要結合不同區(qū)域的實際情況來優(yōu)化消防配電設計。在此基礎上，設計人員應根據消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍來做好監(jiān)控設備設計工作，并且根據電壓電流監(jiān)控需求來監(jiān)控消防設備。設計人員應保證在出現(xiàn)電壓異常狀態(tài)時，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)電壓異常，同時發(fā)出報警信號，以便工作人員能夠根據報警信號及時采取有效措施，將問題解決在萌芽狀態(tài)。

3.3通過多點設置，做好消防水泵聯(lián)動設計工作

消防水泵啟動方式包括就地啟動和消防控制室聯(lián)動控制啟動兩種方式。在一般情況下，消防水泵的開關處于聯(lián)控狀態(tài)，它可以在發(fā)生火災時自動開啟。當消防水泵的開關出現(xiàn)故障時，火災報警聯(lián)動系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場水泵控制柜就地控制，工作人員也可以手動將其開啟，雙方彼此互補，以徹底避免火災的發(fā)生。想要保證手動開關在第一時間開啟，設計人員就需要進行多點設置，保證每一個區(qū)域內的電氣消防系統(tǒng)都能夠開啟消防水泵。最為關鍵的是，設計人員應該優(yōu)化聯(lián)控狀態(tài)下整個消防水泵的自動開啟條件：除了要滿足電氣系統(tǒng)的實際需求以外，還要利用消防水流量或者消防水壓低的特點，讓其自動開啟。因此，在開展電氣消防設計工作的時候，設計人員需要結合具體情況來開展相關工作：一方面，設計人員需要和施工人員進行密切交流與溝通，保證設計工作的科學性與可行性；另一方面，設計人員應做好消防水泵開關設計工作，從而保證設計工作的順利進行?？傊O計人員通過多點設置，做好消防水泵聯(lián)動設計工作，不僅能夠充分滿足火災發(fā)生時第一時間開啟消防水泵的需求，還能夠保證設計工作的效果和質量。

4結語

綜上所述，在城市現(xiàn)代化建設背景下，建筑電氣消防設計的作用越來越明顯。建筑電氣消防設計不僅是建筑電氣設計中重要的一項內容，還關系到人民的生命財產安全。因此，相關人員必須重視建筑電氣消防設計工作，并且結合建筑物的使用功能、空間與平面特征，保證電氣消防設計方案的可行性與合理性，從而推動建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

作者:李國富 單位:北京市住宅建筑設計研究院有限公司