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智能建筑消防負(fù)荷等級(jí)的確定根據(jù)GB50052—2009《供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:電力負(fù)荷按供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度,可分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷(參照電力負(fù)荷分級(jí)方法)。GB50045—95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中根據(jù)高層建筑的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度將消防負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷。GB50016—2012《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中根據(jù)各種建筑物、構(gòu)筑物的火災(zāi)撲滅救難度,使用性質(zhì)和重要性將消防用負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。鑒于目前我國(guó)尚無(wú)智能建筑方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)考慮智能建筑多為大規(guī)模高層建筑或建筑群,投資巨大,一般是商業(yè)、政治、文化的中心和樞紐,一但發(fā)生火災(zāi)造成損失、影響大。因此智能建筑的消防電源,應(yīng)采用一級(jí)負(fù)荷;對(duì)少數(shù)小規(guī)模智能建筑,例如只在建筑物中的一部分有智能化要求,可視具體情況確定該區(qū)域消防負(fù)荷等級(jí),一般確定為二級(jí)負(fù)荷。
智能建筑消防負(fù)荷供電要求1)一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由2個(gè)電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷容量較大或有高壓用電設(shè)備時(shí),應(yīng)采用兩路高壓電源。如一級(jí)負(fù)荷容量不大時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用從電力系統(tǒng)或臨近單位取得第二低壓電源,亦可采用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組,如一級(jí)負(fù)荷僅為照明電話站負(fù)荷時(shí),宜采用蓄電池組作為備用電源。2)對(duì)于特等建筑應(yīng)考慮一電源系統(tǒng)檢修或故障時(shí),另一電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴(yán)重情況,此時(shí)應(yīng)從電力系統(tǒng)取得第三電源或自備電源。3)應(yīng)根據(jù)一級(jí)負(fù)荷允許中斷供電時(shí)間,確定備用電源手動(dòng)或自動(dòng)方式投入。一級(jí)電源中主電源要求:每一段母線的電源來(lái)自不同的發(fā)電機(jī);母線段之間無(wú)聯(lián)系或雖有聯(lián)系但當(dāng)其中一組母線發(fā)生故障時(shí),能自動(dòng)斷開聯(lián)系,不影響其余母線供電。實(shí)際設(shè)計(jì)中,主電源可采取下列幾種方式。當(dāng)采用二級(jí)負(fù)荷時(shí)電源應(yīng)符合下列要求;當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時(shí)不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。
1應(yīng)急電源與UPS電源
1.1應(yīng)急電源消防電源分為主電源和應(yīng)急電源。所謂應(yīng)急電源就是當(dāng)工業(yè)與民用建筑處于火災(zāi)應(yīng)急狀態(tài)時(shí),為保證火災(zāi)撲救工作的成功,擔(dān)負(fù)向消防用電設(shè)備和供電的獨(dú)立電源。應(yīng)急電源可有電力系統(tǒng)電源、自備柴油發(fā)電機(jī)組和蓄電池組3種類型。1)應(yīng)急電源要求。作為應(yīng)急電源必須具備以下性能:(1)應(yīng)急電源與工作電源必須采取可靠措施防止并列運(yùn)行;(2)當(dāng)工作電源停止供電時(shí)能自動(dòng)接入;(3)蓄電池容量應(yīng)能保證兩個(gè)報(bào)警區(qū)域消防設(shè)備的供電能力,同時(shí)對(duì)全部音響設(shè)備必須滿足10min的供電需要;(4)應(yīng)急電源的容量應(yīng)為消防電源要求容量以上,備用電源的配線應(yīng)采取耐熱措施。當(dāng)備用電源設(shè)置在設(shè)備內(nèi)時(shí),配線可不采取耐熱措施。2)智能建筑中主電源與備用電源聯(lián)接智能建筑消防負(fù)荷多用一級(jí)負(fù)荷供電,它是以兩路市電與備電源相結(jié)合的供電方式。3)蓄電池組。蓄電池組的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠、轉(zhuǎn)換快;缺點(diǎn)是容量不大,持續(xù)時(shí)間有限,放電過(guò)程中電壓不斷下降,需經(jīng)常檢查維護(hù),作為應(yīng)急電源應(yīng)具有下列性能:(1)蓄電池設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)充電,充電電壓高于額定電壓的10%左右,保持能正常進(jìn)行充電;(2)蓄電池設(shè)備應(yīng)設(shè)有防止過(guò)充電的裝置;(3)蓄電池設(shè)備應(yīng)有自動(dòng)與手動(dòng)并易于穩(wěn)定進(jìn)行均等充電的裝置;但如設(shè)備穩(wěn)定性能正常,可不受此限。(4)自蓄電池設(shè)備引至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的消防設(shè)備線路應(yīng)設(shè)開關(guān)及過(guò)電流保護(hù)裝置;(5)對(duì)蓄電池設(shè)備輸出電壓、電流應(yīng)設(shè)電源電壓表及電流表進(jìn)行監(jiān)視;(6)周圍溫度在0~40℃時(shí)蓄電池應(yīng)能保持正常工作。目前應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志產(chǎn)品的備用電源基本采用自容式,由于蓄電池分散在大樓內(nèi)的應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志內(nèi),管理復(fù)雜,不便于維修,一旦發(fā)生損壞火災(zāi)時(shí)將給滅火救援和安全疏散帶來(lái)極大困難,因此可采用備用電源集中供電方式,即將蓄電池和電源整流裝置集中設(shè)置在樓層的配電管道內(nèi),平時(shí)整流裝置對(duì)應(yīng)急照明燈供電和對(duì)蓄電池充電,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),由蓄電池放電。此外,消防控制室還可以對(duì)各樓層的備用電源裝置進(jìn)行監(jiān)控。此種方式技術(shù)先進(jìn),安全可靠,成本低,便于管理。4)柴油發(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇可按以下方法進(jìn)行計(jì)算。
1.2UPS電源為確保某些重要設(shè)備不間斷供電,有時(shí)需設(shè)置不間斷電源(UnintenrruptedPowerSystem)簡(jiǎn)稱UPS。它具有供電可靠、供電質(zhì)量高、抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、體積小、無(wú)旋轉(zhuǎn)噪音、維護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。不足之處是,長(zhǎng)時(shí)過(guò)載能力較低但短時(shí)過(guò)載能力可達(dá)成125%~150%額定電流。1)UPS電源設(shè)置。符合下列情況之一時(shí),應(yīng)設(shè)不間斷電源:(1)當(dāng)用電負(fù)荷不允許中斷供電時(shí)(如用于實(shí)時(shí)性計(jì)算機(jī)的電子數(shù)據(jù)處理裝置等);(2)當(dāng)用于電負(fù)荷允許中斷供電時(shí)要求在1.5s以內(nèi)時(shí);(3)重要場(chǎng)所(如監(jiān)控中心等)的設(shè)備用電源。智能建筑中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相當(dāng)發(fā)達(dá),一旦停電將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓,在短期內(nèi)很難恢復(fù),同時(shí)消防控制中心,全天候保衛(wèi)建筑消防安全,必須持續(xù)供電,因此應(yīng)設(shè)置UPS電源。2)UPS電源主接線系統(tǒng)分類。根據(jù)用電設(shè)備對(duì)供電可靠性、連續(xù)性、,穩(wěn)定性和電源諸參數(shù)質(zhì)量的要求,可分為單一式、并聯(lián)式、冗余式、并聯(lián)冗余式。其中并聯(lián)冗余式不間斷電源系統(tǒng)(見圖6)可以切斷其中任一單元來(lái)保證其余負(fù)荷功率的連續(xù)性,繼續(xù)對(duì)全部系統(tǒng)負(fù)荷供電,比其他3種形式更可靠,更適合用于智能建筑。3)UPS電源選型。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷對(duì)電源要求,選擇UPS的參數(shù)指標(biāo)水平,即從負(fù)荷大小、運(yùn)行方式、電壓及頻率波動(dòng)范圍、允許中斷供電時(shí)間、波形畸變系統(tǒng)切換波形是否連續(xù)等各項(xiàng)指標(biāo)確定。4)UPS電源供配電系統(tǒng)分類。可分為集中式和分散式,設(shè)于智能設(shè)備負(fù)荷中心或相鄰變電室。向大廈各智能設(shè)備供電。它易于管理;蓄電池多為分離式,可設(shè)獨(dú)立電池室,容量大、造價(jià)低。但配出回路為單干線,可靠性差;線路長(zhǎng),壓差大,易受干擾;系統(tǒng)擴(kuò)展不靈活;占用面積大,需通風(fēng)散熱設(shè)備。5)智能型UPS電源。智能型UPS具備2重層功能。(1)在局城網(wǎng)(LAN)范圍,UPS通過(guò)RS-232接口與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(或工作站)交換信息,網(wǎng)管員可在工作站上監(jiān)控測(cè)試UPS運(yùn)行情況,斷電時(shí)向連接于服務(wù)器上的所有工作站廣播斷電警告,在UPS低電壓時(shí),再次發(fā)出警告,將高速緩沖寄存器的數(shù)據(jù)存盤并自動(dòng)關(guān)閉服務(wù)器。(2)在廣域網(wǎng)(WAN)上,智能UPS可通過(guò)其附加的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議適配器將運(yùn)行狀況傳到遠(yuǎn)方適配器的網(wǎng)管站上,網(wǎng)管員可在一點(diǎn)管理全網(wǎng)上的UPS。
智能建筑消防設(shè)備配電方式工業(yè)、民用建筑的配電方式主要有放射式、樹干式、環(huán)式3種。其中放射式與另2種供電方式相比有供電可靠,故障發(fā)生后影響范圍小,切換操作方便,保護(hù)簡(jiǎn)單,便于自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn),因此在對(duì)消防設(shè)備供電時(shí)經(jīng)常采用這種方式。由于發(fā)生火災(zāi)后,消防人員必須先切斷工作電源,輸入蓄電池組輸出然后救火,以算撲救中的安全,而消防電梯、消防水泵、事故照明、防排煙等消防用電設(shè)備必須有電,因此消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路,其配電設(shè)備應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)志。配電線路和控制回路宜按防火分區(qū)劃分。
2智能建筑消防設(shè)備供電線路
2.1一般要求消防設(shè)備的供電線路應(yīng)采用獨(dú)立回路,線路不應(yīng)與其他線路共同敷設(shè)。
2.2耐火耐熱配線要求消防設(shè)備的耐火耐熱配線是指按火災(zāi)溫升曲線的1/2曲線對(duì)線路進(jìn)行試驗(yàn),從受火作用起,到火災(zāi)溫升曲線達(dá)到380℃時(shí),在15min內(nèi)仍能有效供電。消防工程中耐火耐熱配線的基本措施為:1)當(dāng)消防設(shè)備配電線路暗敷時(shí),通常采用普通電線電纜并將其穿金屬管或阻燃型硬質(zhì)塑料管(氧指數(shù)≥35)埋設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)且穿管暗敷保護(hù)層厚度≮30mm;2)當(dāng)消防設(shè)施備配電線路明敷時(shí),應(yīng)穿金屬管或金屬線槽保護(hù)且采用防火涂料提高線路的耐燃性能或直接采用經(jīng)阻燃處理的電線、電纜和銅皮防火電纜等并敷設(shè)在電纜豎井或吊頂內(nèi)有防火保護(hù)措施的封閉式線槽內(nèi);3)當(dāng)消防設(shè)備配電線路采用絕緣層和護(hù)套為不延燃的電纜并敷設(shè)在豎井中時(shí),可不穿金屬管保護(hù);但當(dāng)與延燃電纜敷設(shè)在同一豎井時(shí),兩者間必須用耐火材料隔開;4)在建筑物吊頂內(nèi)的消防電氣線路,宜采用金屬管或金屬線槽布線;在難燃材料吊頂內(nèi)可采用難燃型(氧指數(shù)≥50)硬質(zhì)塑料管、塑料線槽布線。
2.3分系統(tǒng)配線選擇1)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)配線。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的傳輸線路應(yīng)穿金屬管、阻燃型硬質(zhì)塑料管或封閉式線槽保護(hù),消防控制、通信和警報(bào)線路暗敷時(shí)最好采用阻燃型電線穿管設(shè)在不燃結(jié)構(gòu)層內(nèi)(保護(hù)層厚度≥30mm)或按基本措施1和2處理。總線制系統(tǒng)干線,需考慮更高的防火要求,如采用耐火電纜設(shè)在耐火電纜橋架內(nèi)或有條件的可選用銅皮防火電纜。2)消防栓泵和噴淋泵等配電線路。消防水泵的電動(dòng)機(jī)配線可采用穿管暗敷或采用電纜橋架架空敷設(shè),供電電源干線采用耐火電纜或耐火母線沿防火型電纜橋架明敷。變電所與水泵房距離較遠(yuǎn)穿越不同防火分區(qū)時(shí),應(yīng)盡可能采用銅皮防火電纜。3)防排煙裝置配電線路。防排煙裝置配電線路明敷時(shí)應(yīng)采用耐火型并聯(lián)供低壓電纜或銅皮防火電纜、暗敷可采用一般電纜。聯(lián)動(dòng)和控制線路應(yīng)用耐火電纜。4)防火卷簾門配電線路。防火簾門配電線路應(yīng)采用耐火電纜并在吊頂內(nèi)使用耐火型電纜橋架明敷。5)消防電梯配電線路。消防電梯配電線路應(yīng)盡可能采用耐火電纜;當(dāng)有供電可靠性特殊要求時(shí),兩路配電專線中一路可選用銅皮防火型電纜;垂直敷設(shè)的配電線路應(yīng)盡量設(shè)在電梯井內(nèi)。6)火災(zāi)應(yīng)急照明線路。一般采用阻燃型電線穿金屬管保護(hù)暗敷于不燃結(jié)構(gòu)內(nèi)保護(hù)層厚度≮30mm。當(dāng)應(yīng)急照明線路不能暗敷而只能明敷于吊頂內(nèi)時(shí),應(yīng)采用耐熱型或耐火型電線。7)消防廣播通訊等配電線路。火災(zāi)事故廣播、消防電話、火災(zāi)警鈴等設(shè)備的電氣配線,在條件允許時(shí)可優(yōu)先采用阻燃型電線穿保護(hù)管單獨(dú)敷設(shè);當(dāng)必須采用明敷線路時(shí),應(yīng)對(duì)線路做耐火處理。
3火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。確保火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警功能,保證不漏報(bào);減少環(huán)境因素影響,降低系統(tǒng)誤報(bào)率;確保系統(tǒng)工作穩(wěn)定,信號(hào)傳輸準(zhǔn)確可靠;系統(tǒng)的靈活性、兼容性強(qiáng),成系列;系統(tǒng)的工程適應(yīng)性強(qiáng),布線簡(jiǎn)單、靈活;系統(tǒng)應(yīng)變能力強(qiáng),調(diào)試、管理、維護(hù)方便;系統(tǒng)性能價(jià)格比高;系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制方式有效,多樣。2)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)形式及應(yīng)用選型。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)有3種基本形式:區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)、集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)。其中控制中心報(bào)警系統(tǒng)由設(shè)置在消防控制室的消防控制設(shè)備、集中控制器、區(qū)域控制器和火災(zāi)探測(cè)器組成或由消防控制設(shè)備、環(huán)狀布置的多臺(tái)通用控制器和火災(zāi)探測(cè)器等組成。它更適用于智能建筑,可對(duì)各類設(shè)在建筑中的消防設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制和手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換。一般,控制中心報(bào)警系統(tǒng)是智能建筑中消防系統(tǒng)的主要類型,是BA的重要組成部分。3)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容。報(bào)警設(shè)備設(shè)計(jì)、自動(dòng)/手動(dòng)滅火設(shè)備設(shè)計(jì)、防排煙設(shè)計(jì)、通訊設(shè)備設(shè)計(jì)、避難設(shè)備設(shè)計(jì)、與火災(zāi)有關(guān)的必要設(shè)備設(shè)計(jì),避難設(shè)施設(shè)計(jì)等。4結(jié)語(yǔ)以上只是對(duì)智能建筑中與消防有關(guān)的電氣問(wèn)題的一些看法和簡(jiǎn)單建議,僅供參考。智能建筑的電氣防火是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,要想真正實(shí)現(xiàn)消防安全必須通過(guò)多方面的努力和艱苦工作。
作者:孫碩單位:天津市天消消防工程有限公司