建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及綠色建筑淺析

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摘要：城市的飛速發(fā)展帶來(lái)了社會(huì)安全問(wèn)題，無(wú)論是交通出行還是用水、用電，都在考驗(yàn)著城市的承載能力。隨著各種高層建筑的不斷建設(shè)，用電負(fù)荷也開始不斷增加，電器線路變得越來(lái)越多。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理設(shè)計(jì)電氣消防系統(tǒng)，預(yù)防建筑火災(zāi)的發(fā)生，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全?；诖?，筆者結(jié)合建筑電氣消防設(shè)計(jì)的主要原則，總結(jié)了建筑電氣消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和完善對(duì)策，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；消防設(shè)計(jì)；難度與措施

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量不斷增多。由于高層建筑的高度高、機(jī)電設(shè)備多、管線繁雜，引發(fā)火災(zāi)的因素呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。民用建筑的公共消防設(shè)施管理比較困難，火災(zāi)隱患已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師既要根據(jù)建筑物的使用功能、空間與平面特征、使用人員的特點(diǎn)，采取安全的防火措施和控制火源措施，防止發(fā)生火災(zāi)，也要設(shè)置合理的安全疏散設(shè)施與有效的滅火、報(bào)警等設(shè)施，以控制和撲滅火災(zāi)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)人身安全、減少火災(zāi)危害的目標(biāo)。

1電氣消防設(shè)計(jì)的主要原則

1.1確定電氣消防用電負(fù)荷等級(jí)

《建筑設(shè)計(jì)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。《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052—2009）第3章明確規(guī)定了負(fù)荷分級(jí)及供電要求。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)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(shè)施正常運(yùn)行的基本保障。在實(shí)踐中，消防設(shè)備的配電線路不可靠，就不能保證消防用電設(shè)備的供電可靠性。如果生產(chǎn)、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(zāi)，電氣線路短路或切斷生產(chǎn)、生活用電都會(huì)導(dǎo)致消防用電設(shè)備不能運(yùn)行。因此，消防用電設(shè)備必須采用專用的供電回路，確保生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí)，仍能滿足消防供電要求。

1.3滿足火災(zāi)時(shí)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(shè)施、火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)裝置、疏散照明燈、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)防火門窗、電動(dòng)卷簾、電動(dòng)閥門等設(shè)施用電。連續(xù)供電是人員疏散和消防人員撲滅火災(zāi)的重要保障。

1.4明確是否設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能起到早期發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火警信息，及時(shí)通知人員進(jìn)行疏散、滅火的作用。對(duì)于高度低、層數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的建筑，設(shè)計(jì)人員可以按照防火規(guī)范的相關(guān)條款不設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置范圍包括：同一時(shí)間停留人數(shù)較多，發(fā)生火災(zāi)容易造成人員傷亡需及時(shí)疏散的場(chǎng)所或建筑；可燃物較多、火災(zāi)蔓延迅速、撲救困難的場(chǎng)所或建筑，以及不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)且性質(zhì)重要的場(chǎng)所或建筑。因此，在初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要明確是否設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

2建筑電氣消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在民用建筑設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)周期短、任務(wù)重，設(shè)計(jì)師往往沒(méi)有把握建筑電氣消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，而這些要點(diǎn)對(duì)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。因此，筆者在實(shí)際項(xiàng)目中，總結(jié)了以下幾個(gè)要點(diǎn)。

2.1火災(zāi)時(shí)消防排煙風(fēng)機(jī)與消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)需要連鎖啟停線

《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51251—2017）（以下簡(jiǎn)稱《防煙排煙標(biāo)準(zhǔn)》）第5.2.2條中規(guī)定：“排煙防火閥在溫度達(dá)到280℃時(shí)應(yīng)自行關(guān)閉，并應(yīng)連鎖關(guān)閉排煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)機(jī)。”當(dāng)排煙防火閥在280℃應(yīng)自動(dòng)熔斷并關(guān)閉，補(bǔ)風(fēng)機(jī)與排煙機(jī)應(yīng)對(duì)應(yīng)設(shè)置，排煙風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)風(fēng)機(jī)應(yīng)連鎖停止運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)人員需要設(shè)置一根啟停線來(lái)連鎖關(guān)閉補(bǔ)風(fēng)機(jī)。

2.2消防主電源電纜和備用電源共用同一橋架敷設(shè)，中間設(shè)置隔板

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（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(shè)在同一層或同一個(gè)橋架內(nèi)：1kV以上和1kV以下的電纜；向同一負(fù)荷供電的兩回路電源電纜；電力和電信電纜；當(dāng)受條件限制需安裝在同一層橋架內(nèi)時(shí)，宜采用不同的橋架敷設(shè)，當(dāng)為同類負(fù)荷電纜時(shí)，可用隔板隔開。”在沒(méi)有限制情況的條件下，向同一負(fù)荷供電的兩回路電源電纜宜分橋架敷設(shè)，但在實(shí)際施工中，許多消防主電源電纜都共用同一橋架敷設(shè)。因此，設(shè)計(jì)人員必須在中間設(shè)置防火隔板來(lái)保證消防線路安全和防止因電纜過(guò)熱而相互影響。

2.3火災(zāi)時(shí)消防聯(lián)動(dòng)控制器應(yīng)具有切除相關(guān)非消防負(fù)荷的功能

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116—2013）（以下簡(jiǎn)稱《系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》）第4.10.1條規(guī)定：“消防聯(lián)動(dòng)控制器應(yīng)具有切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源的功能，當(dāng)需要切斷正常照明時(shí)，宜在自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)動(dòng)作前切斷。”火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)能切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)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(guān)中設(shè)置分勵(lì)脫扣器輔助觸點(diǎn)來(lái)切斷非消防電源。設(shè)計(jì)人員往往沒(méi)有統(tǒng)一在變配電室低壓柜和二級(jí)配電柜中設(shè)置消防聯(lián)動(dòng)控制器，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)施工混亂，火災(zāi)時(shí)消防聯(lián)動(dòng)控制器不能切掉非消防負(fù)荷。

2.4正壓送風(fēng)機(jī)需要設(shè)置余壓監(jiān)控裝置

《防煙排煙標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.4條規(guī)定：“機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)宜設(shè)有測(cè)壓裝置及風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施?！睓C(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置測(cè)壓裝置，既可作為系統(tǒng)運(yùn)行的信息掌控裝置，又可作為超壓后啟動(dòng)余壓閥、風(fēng)壓調(diào)節(jié)措施的動(dòng)作信號(hào)裝置。疏散門的方向是朝疏散方向開啟的，而加壓送風(fēng)作用方向與疏散方向恰好相反。若風(fēng)壓過(guò)高則會(huì)引起開門困難，甚至打不開門，從而影響疏散。

2.5火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警總線穿越防火分區(qū)處設(shè)置短路隔離器

《系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1.6條規(guī)定：“系統(tǒng)總線上應(yīng)設(shè)置總線短路隔離器，每只總線短路隔離器保護(hù)的火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕和模塊等消防設(shè)備的總數(shù)不應(yīng)超過(guò)32點(diǎn)；總線穿越防火分區(qū)時(shí)，應(yīng)在穿越處設(shè)置總線短路隔離器?！比欢?，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師往往沒(méi)有在防火分區(qū)穿越處設(shè)置短路隔離器，而是在下一個(gè)防火分區(qū)探測(cè)器旁設(shè)置。

2.6疏散走廊設(shè)置末端探測(cè)器過(guò)多

《系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.4條規(guī)定：“在寬度小于3m的內(nèi)走道頂棚上設(shè)置點(diǎn)型探測(cè)器時(shí)，宜居中布置。感溫火災(zāi)探測(cè)器的安裝間距不應(yīng)超過(guò)10m；感煙火災(zāi)探測(cè)器的安裝間距不應(yīng)超過(guò)15m；探測(cè)器至端墻的距離，不應(yīng)大于探測(cè)器安裝間距的1/2?！比欢?，在寬度小于3m的疏散走道上設(shè)置點(diǎn)型探測(cè)器時(shí)，設(shè)計(jì)師往往沒(méi)有優(yōu)先考慮居中布置。當(dāng)感溫火災(zāi)探測(cè)器的安裝距離為10m時(shí)，末端的感溫火災(zāi)探測(cè)器至墻的距離應(yīng)為5m；當(dāng)感煙火災(zāi)探測(cè)器的安裝距離為15m時(shí)，末端的感煙火災(zāi)探測(cè)器至墻的距離應(yīng)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(shè)置兩種以上類型探測(cè)器

《系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第12.4.1條規(guī)定：“高度大于12m的空間場(chǎng)所宜同時(shí)選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器?！笨紤]到建筑高度超過(guò)12m的高大空間場(chǎng)所建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及在發(fā)生火災(zāi)時(shí)火源位置、類型、功率等因素的不確定性，設(shè)計(jì)人員需要設(shè)置兩種以上類型的火災(zāi)探測(cè)器。在一般情況下，設(shè)計(jì)人員往往只設(shè)置了線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器和消防水炮裝置，這不符合規(guī)范要求。因此，設(shè)計(jì)人員還需要增設(shè)一套管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)器來(lái)滿足規(guī)范要求。

2.8消防弱電線路合用橋架時(shí)需要加隔板

《系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.2.5條規(guī)定：“不同電壓等級(jí)的線纜不應(yīng)穿入同一根保護(hù)管內(nèi)，當(dāng)合用向一線槽時(shí)，線槽內(nèi)應(yīng)有隔板分隔?！睘榱吮ＷC火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)消防電源線、消防報(bào)警信號(hào)線、消防電話線、消防廣播線、消防強(qiáng)啟線等合用一個(gè)線槽時(shí)，不同電壓等級(jí)的消防弱電線路之間需要加防火隔板。另外，線槽應(yīng)采取涂防火涂料等防火保護(hù)措施。

3建筑電氣消防設(shè)計(jì)完善對(duì)策

3.1基于異常檢查，加強(qiáng)消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)一直是建筑施工的重點(diǎn)部分，該系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，會(huì)給建筑物整體性能帶來(lái)不同程度的影響，例如在出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，不能及時(shí)報(bào)警，延誤救援時(shí)間。因此，工作人員必須全面檢查火災(zāi)報(bào)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(jié)合設(shè)計(jì)圖紙?jiān)敿?xì)檢查整個(gè)火災(zāi)報(bào)警消防系統(tǒng)運(yùn)行情況，分析其各階段運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)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(wèn)題，利用專業(yè)知識(shí)來(lái)決定是否進(jìn)行斷電檢查。工作人員也可以根據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重程度，在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下完成檢查。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要具著前瞻性思維，綜合考慮異常檢查需求，加強(qiáng)消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。消防值班人員可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)、水泵。在消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)聯(lián)動(dòng)特點(diǎn)，將報(bào)警儀器放入專用儀器柜中，以便工作人員能夠根據(jù)傳遞的信號(hào)來(lái)手動(dòng)控制設(shè)備。

3.2考慮建筑功能，優(yōu)化消防配電設(shè)計(jì)

為了保證消防配電系統(tǒng)在建筑物中的高效與穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)化消防配電設(shè)計(jì)。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面分析建筑使用功能，結(jié)合民用建筑、公共建筑等不同類型建筑特點(diǎn)來(lái)完成消防配電設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作，從而保證電氣消防系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)基于建筑工程施工周期，結(jié)合消防配電設(shè)計(jì)需求來(lái)保證施工的科學(xué)性、有序性，同時(shí)做好后期維護(hù)工作。最后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)劃分好區(qū)域，保證防火設(shè)計(jì)的合理性。另外，設(shè)計(jì)人員還需要結(jié)合不同區(qū)域的實(shí)際情況來(lái)優(yōu)化消防配電設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍來(lái)做好監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)工作，并且根據(jù)電壓電流監(jiān)控需求來(lái)監(jiān)控消防設(shè)備。設(shè)計(jì)人員應(yīng)保證在出現(xiàn)電壓異常狀態(tài)時(shí)，消防電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓異常，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便工作人員能夠根據(jù)報(bào)警信號(hào)及時(shí)采取有效措施，將問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。

3.3通過(guò)多點(diǎn)設(shè)置，做好消防水泵聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)工作

消防水泵啟動(dòng)方式包括就地啟動(dòng)和消防控制室聯(lián)動(dòng)控制啟動(dòng)兩種方式。在一般情況下，消防水泵的開關(guān)處于聯(lián)控狀態(tài)，它可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)自動(dòng)開啟。當(dāng)消防水泵的開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)水泵控制柜就地控制，工作人員也可以手動(dòng)將其開啟，雙方彼此互補(bǔ)，以徹底避免火災(zāi)的發(fā)生。想要保證手動(dòng)開關(guān)在第一時(shí)間開啟，設(shè)計(jì)人員就需要進(jìn)行多點(diǎn)設(shè)置，保證每一個(gè)區(qū)域內(nèi)的電氣消防系統(tǒng)都能夠開啟消防水泵。最為關(guān)鍵的是，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化聯(lián)控狀態(tài)下整個(gè)消防水泵的自動(dòng)開啟條件：除了要滿足電氣系統(tǒng)的實(shí)際需求以外，還要利用消防水流量或者消防水壓低的特點(diǎn)，讓其自動(dòng)開啟。因此，在開展電氣消防設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合具體情況來(lái)開展相關(guān)工作：一方面，設(shè)計(jì)人員需要和施工人員進(jìn)行密切交流與溝通，保證設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性與可行性；另一方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)做好消防水泵開關(guān)設(shè)計(jì)工作，從而保證設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行?？傊?，設(shè)計(jì)人員通過(guò)多點(diǎn)設(shè)置，做好消防水泵聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)工作，不僅能夠充分滿足火災(zāi)發(fā)生時(shí)第一時(shí)間開啟消防水泵的需求，還能夠保證設(shè)計(jì)工作的效果和質(zhì)量。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市現(xiàn)代化建設(shè)背景下，建筑電氣消防設(shè)計(jì)的作用越來(lái)越明顯。建筑電氣消防設(shè)計(jì)不僅是建筑電氣設(shè)計(jì)中重要的一項(xiàng)內(nèi)容，還關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，相關(guān)人員必須重視建筑電氣消防設(shè)計(jì)工作，并且結(jié)合建筑物的使用功能、空間與平面特征，保證電氣消防設(shè)計(jì)方案的可行性與合理性，從而推動(dòng)建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

作者:李國(guó)富 單位:北京市住宅建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司