肖 祥

（四川省建筑设计研究院有限公司，四川成都 610000）

1 消防配电方式的选择

消防设备的配电设计应以安全、可靠为基本前提，进一步考虑电源的持续时间，应有效简化配电系统的接线，降低作业难度，减少在接线方面的成本投入。

消防配电模式主要有两种，分别是放射型、树干型，为了直观对比两种消防配电模式的应用特点，以办公楼的低压配电干线系统为例展开分析。

某办公建筑低压配电干线部分系统如图1所示。

图1 某办公建筑低压配电干线系统

1.1 放射式

在配电系统设计中应用放射模式，电气设备的配电线路具有灵活性与可靠性（独立敷设），某处发生短路故障时，其他电源输出线路的供电仍能维持稳定。但低压配电柜引出的配电连接线路较多，需配套大量开关。

《民用建筑电气设计标准》（GB 51348—2019）指出，电源容量大以及重要电负荷均应以放射式并从低压电源配电室引出配电。

为了确保突发火灾事故时建筑内的消防设备仍可发挥灭火功能，消防泵、消防电梯在内的各类重要消防电气装置均应优先应用放射式配电的方法，保证各装置具有足够的独立性与稳定性。

1.2 树干式

与放射式相比，树干式的干线数量较少，但线路故障会对整体造成不良影响。在消防电气设备方面，根据《供配电系统设计规范》（GB 50052—2016）可知，建筑内消防应急用电设备负荷为一级且由交流电电源供电时，宜采取双电源的模式，即主电源及其他应急电源两部分协同供电，此时的供电方式可以选择放射式或树干式。

建筑物负荷不是一类且消防电力负荷为一级时，采用安装在灯上的蓄电池和集中电池组，应使用树干模式供电。基于前述相关分析，将树干式应用于该项目的应急照明电源系统设计中。

消防分配模式的选择应分情况考虑，对于重要的消防设备，应考虑各自的稳定性要求，优先选择放射模式，确保电源可靠性，其他设备采用两种模式灵活匹配的方式，注意节约成本。

2 非消防电源的切除

《民用建筑电气设计标准》（GB 51348—2019）指出，灾情确定后应在控制室内自动切除该区域的非消防电源。规定对消防以外的电源的切断有严格限制，消防以外的电源只有在火灾得到确认后才能切断。表示非消防电源的切断决策需要慎重，不允许在出现火灾后随即切断非消防电源，需要对具体的特性做准确的判断，选择合适的切断方法。

2.1 非消防照明用电电源

火灾报警后，如果立即将照明电源切断，容易引起撤离人员的恐慌，造成混乱。在火灾的初期阶段，需要有足够的照明引导人员的疏散并进行灭火工作的开展，必须小心切断照明电源。确认火情后，需要根据火情情况，在控制室手动切断火区照明电源或进行联动切除[1]。

2.2 空调、送排风、电热及其他非消防用电电源

以受灾建筑物的重要性作为切断电源的主要判断依据，确定与之相适应的自动化断电扑救对策。对于非常重要的建筑物，可以根据涉及范围自动卸荷；对于普通建筑物，可以根据电路自动从配电室卸荷。

（1）设备停电后，会对人们的日常活动造成一定程度的干扰，但不会引发恐慌，设备停电后的秩序性较好。

（2）现代建筑常需要进行二次装修，与原设计的照明能耗相比，实际照明能耗明显偏大。随着时间的推移，建筑用户数量逐步增加，用电负荷有所增加，对应的电力设备数量增加，在此环境下，建筑的供电变压器几乎满负荷运行。发生火灾时，不尽快拆卸除灭火设备以外的电气设备，将导致变压器过载，影响变压器电源总开关，该装置跳闸必然会对后续灭火工作的开展造成阻碍。

3 消防配电线缆的选择和敷设

3.1 选择思路

（1）在低压消防电缆的设计中，常忽略安全耐压保护标准，需要将此方面作为重点考虑对象。根据规范，低压消防电缆的整体耐压强度标准范围应大于450 V/750 V。

（2）有机绝缘耐火电缆必须选择为保护对象物，在二级的建筑物（一般的二级高楼等）中作为消防配电干线。在该方式下，即便普通阻燃电缆达到防火标准，其能够提供的连续供电时间也普遍未达到30 min。对消防室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等长时间工作的设备运行不利。

（3）为降低二次火灾风险，在大型建筑中，宜采用矿物绝缘电缆，或选择低烟无卤耐火电缆，在商场、超市等人流量较大的场所更应注重对此类电缆的应用。火灾自动报警系统作用在于全面防护特级建筑，在消防设备的设计中，主、支电源线适宜采用矿物绝缘电缆。

普通耐火电缆氧指数在32%以上，但燃烧的浓烟透光率在10%以内，能见度在2 m内，火灾时必然影响人员的疏散。矿物绝缘电缆在950 ℃的连续高温火焰外加电压的条件下，能够保持180 min正常工作，其不含有机物，铜溶解后也不会产生烟和毒气。

3.2 消防配电线缆的敷设

（1）消防配电干线的敷设。

敷设主配电控制线路时，通常从供电低压变配电室内的输出电源开关下端开始，经过引线，连接至消防电气设备控制箱。主配电控制线路外径较大，在干线敷设时通常不采用隐藏敷设的方法。

①可以采用电缆井敷设方法，应采用符合规范的绝缘措施，或严格控制与各普通电缆的距离，需要超过300 mm；电缆穿过纵向井楼板时，必须采取防火措施，否则电井将产生烟筒效应，促进火势的蔓延，造成不良影响。

②优先选择优质的矿物绝缘导线电缆，此类电缆的稳定性和耐久性较好，具体体现在耐腐蚀、防水、不燃、抗机械冲击等方面。

③在敷设消防配电线路时，为了保证供电传输网络的稳定性与安全性，选择消防设备网络的材料时适宜使用防火用金属线槽，金属管道的应用效果较差，尽可能不使用。发生火灾的条件下，耐火电缆可以连续供电1 h，但穿金属钢管敷设时的电源输送时间仅为23 min（使用的金属管道应涂有耐火涂料）。

（2）消防配电支线的敷设。

暗敷法主要将穿金属保护管嵌入不燃结构中，保护膜壁厚度在30 mm以上，此方式可以有效满足防火要求，是一种兼具质量可靠、经济高效多重特点的敷设方法。

在明敷施工中，若保护管与供电消防设备共处同一使用空间，为减小彼此间的干扰（要求各自有足够的独立性），可以选择具有防火保护的封闭式金属线槽，在无法使用该类线槽时，调整为具有防火保护功能的封闭式金属线槽。

3.3 各分系统消防配线的要求

（1）火灾自动报警系统线路。

支线材料可以选择阻燃型导线，敷设时将该部分设在具有不燃特性的结构层内，为了保证防护效果，保护层的厚度至少应达30 mm。现阶段应用较为广泛的总线制系统干线的敷设要求更高，应将耐火电缆敷设在耐火电缆桥架内。

（2）消防水泵配电线路。

①消火栓泵配电线路。

分别为各消火栓适配启泵按钮，存在使用需求时，及时按下按钮，启用消防泵。各控制按钮与消防泵控制直接为逻辑“或”的关系：

式中：XB——消防泵；＋——逻辑“或”；→——联动控制；Xn——第n个消火栓启泵按钮。

②喷淋泵配电线路。

以湿式喷水灭火系统为例，适宜采用闭式喷头，在日常的运行中，要求管网内有充足的水（且有一定的压力），建筑内部发生火灾后，温度异常升高，喷头的玻璃球会在高温环境中爆破，启动喷淋泵。

逻辑关系为：

式中：Sn——水流指示器n；SFm——压力开关m；*——“与”的逻辑关系；PB——喷淋泵；→——联动控制。

4 双电源自动转换开关的选用

在消防配电工程设计中，自动电源电压转换及开关控制装置（ATSE）常用于重要的消防用电负荷。在产品选用时，应充分考虑产品的整体结构设计特点。ATSE通过不同的产品结构分类可以再细分为或PC级产品或CB级产品两类。

PC级别为ATSE励磁驱动，集成转换结构无法在接通、承载的同时分断短路电流，针对此局限性，需要适配短路保护装置。PC级别ATSE的短期耐用电流较大，能够充分输送短路电流。电源电路发生短路故障时，ATSE将在短路保护装置运行后开始转换。PC级别的ATSE即使发生超载，也可以维持电气设备继续工作，保证重要负荷继续供电。

CB级别ATSE基于两个电路断路器，控制器借助电动传动机构达到转换两路电源的效果，需要符合《自动转换开关电器》（GB/T 14048.11—2018），与PC等级的产品相比，体积较大，切换时间变长。

机械联动机构可能会因打滑或重新拧紧，可靠度不如PC等级的产品。供电回路存在过电流故障后，断路器脱扣，CB级ATSE无法继续转换，重要负荷难以获得持续性供电。在适配断路器时需要注重产品功能的选择，要求其具有短路保护功能，但不允许带有过载保护功能。

5 结语

消防配电设计对建筑电气设计水平和建筑项目整体安全性的影响重要且深远，本文主要研究建筑电气设计中消防配电设计的要点，以期为相关工作人员提供参照。