民用建筑消防電氣設計原則

黃春

（廣東建安消防機電工程有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

建筑消防電氣設計工作的首要任務就是充分保證人們的生命與財產安全。為了民用建筑在使用方面更加穩固與安全，工作人員必須主動參與設計的全過程以及細節工作，有重點的開展消防電氣設計工作，同時，為全面實現消防電氣設計的實效性與科學性，必須始終堅持民用建筑消防電氣設計原則，積極應對并解決電氣設計工作中出現的各類問題。

1 民用建筑消防電氣設計中要遵循的原則

1.1 保證消防供電具備最高的供電等級

為了有效解決消防電氣在高壓供電情況下出現的突發狀況，保證整個供電系統不受其他供電系統影響，需要制定一系列的民用建筑電氣設計規定，嚴格規范消防供電和配電系統，在民用建筑消防電氣與其他低壓防災系統的相對應的變壓器出口處建立單獨的供電體系。另外，為滿足消防電氣設備供電過程的穩定與安全，盡可能的發揮消防電氣設計的有利作用，在供電負荷量的整個工作過程中，消防系統電源務必要處于最高的供電等級，這樣就可以形成獨特的供電系統。

1.2 消防配件需要具有更高的獨立性

對于某些高層民用建筑而言，參與設計的工作人員往往只重視從配電室到消防控制室等整個供電工作系統的穩定性與可靠性，忽略了每個層級之間消防電機設備的供電可靠性。目前，民用建筑內部沒有成立單獨的供電系統，依舊存在很多安全隱患，比如電動防火門、排煙閥等這些消防電氣設施都沒有安裝獨立的供電系統，很容易發生火災。以我國某個城市的一棟民用建筑為例，建筑內部在設計時安裝了兩部電梯，根據具體的設計工作要求和具體標準，其中一部電梯設置為消防電梯，需要通過兩路電源引入消防電梯的機房內部，然后另外一條線路則直接引入普通的電梯機房。這種線路設計原理實現了消防電梯設備的供電獨立性，然而在設計工作的實際過程中，參與設計的工作人員并沒有采取這種設計方法，只是把消防電梯與普通電梯設在同一個供電電源，共用一條供電線路，一旦發生緊急危險事故，就會造成線路短路，電梯無法正常使用，整個消防電氣設計工作規范無法得到具體落實，更嚴重的可能造成人員傷亡[1]。

1.3 穩定供電原則

在民用建筑電氣設計工作過程中，穩定供電原則始終是關鍵原則，處于核心地位。當今時代的民用建筑居住條件呈現出多樣化特點，建筑電氣設備的種類也隨之發生著變化，主要包含照明系統、供電配電系統、建筑防雷與接地設計、建筑弱電設備等4種類型的建筑設計。設計人員在設計所有的消防電氣設備時，必須以滿足廣大居民更加現代化、舒適化的居住環境為前提，更要保證所有電氣設備都能以最佳狀態投入使用，保證供電穩定，方便居民的日常生活，進而滿足電氣的穩定供給需求。

1.4 安全性原則

為了提高電氣設備的安全性能，民用建筑消防電氣設計單位堅持安全性原則，采用科學手段選擇電氣設備，避免使用超負荷電流的電氣設備，以此提高設計方案的合理性與科學性，創造出安全穩定的工作環境，同時嚴格控制相關設備的安裝質量，從根本上降低火災事故的概率。

1.5 經濟性原則

民用建筑消防電氣設計人員應該分別從建設和運營兩個角度出發重點解決電氣設備的能源消耗與成本投入問題，積極參與民用建筑電氣設計，盡量減少資金投入，有效提高開發企業的效益。

1.6 環保性原則

當今社會各類能源在為人類提供便利的同時也在遭受破壞和浪費，因此節約能源已經成為全人類共同關注的重點話題，國家制定了一系列節能環保的規章制度來規范各行各業的發展，建筑行業也在其中。設計單位始終堅持環保原則，并將其貫穿于整個消防電氣設計的全過程。設計單位在設計上完善設計方案，在用料上采用性能高、實用性較強的設備和材料，減少電氣設備正式運轉時的能源消耗。另外，為了減少電損耗以及電氣設備出現短路，超負荷運轉，接觸不良等現象的發生，必須及時查看電氣設備的使用年限，若其已經達到或者超過使用年限需要及時進行更換，這樣才能有效減少能源過度浪費[2]。

2 民用建筑消防電氣設計中存在的問題

2.1 消防配電系統的設計問題

設計單位應從建筑消防系統運行的安全性與穩定性考慮，完善民用建筑消防電氣設計，有效保證設計方案為建筑提供更多的實際需要。準確分析建筑火災的發生原因以及建筑配電設計的不合理之處。比如在配電設計過程中，沒有嚴格劃分消防設備區域，一旦出現火災，火勢會順著設備快速擴散，加大火災范圍。再比如在火災發生時，沒有考慮消防設備正常的供電問題，相關設備無法發揮其有效價值，如果在黑夜中發生火災，應急通道照明設備無法滿足穩定供電需求，且應急照明設備無法得到提示，加劇火災事故的破壞程度。

2.2 火災自動報警系統的設計問題

目前民用建筑火災自動報警系統設計中主要存在3個問題：①現有火災探測器設計不科學，沒有結合建筑實際需要選擇型號，規格，功能齊全的火災探測器，導致室內出現高溫異常或者濃煙異常時不能在最快最短時間內發出火災警報。②在設計探測器環節，火源和回風口設計間距太大，不利于探測器功能的發揮，致使其難以發現火情。③火災自動報警系統中的電路電壓設計不夠合理，該系統應該處于全天不斷的持續工作狀態，電子零部件要具備持續承受固定電壓的能力，倘若發生電路擊穿，很容易導致系統故障或系統誤報險情。上述情況都會大大的影響火災自動報警系統的利用效率。

2.3 火災應急照明系統的設計問題

與普通照明系統相比，火災應急照明系統的實際使用次數很少，然而火災應急照明系統的作用卻不容小覷，因此在民用建筑消防電氣設計中應重視該系統設計，將火災應急照明系統與普通照明系統區別對待。燈具選擇不合理是當前民用建筑火災應急照明系統設計中存在的主要問題，當突發狀況發生時很難充分發揮其照明作用，嚴重影響民用建筑的消防安全與穩定[3]。

2.4 防雷避雷設備的設計問題

一方面直擊雷產生的沖擊電壓小到數十萬伏大則百萬伏，一旦直擊雷擊中建筑，直擊雷的電壓直接摧毀建筑內的電氣設備，就會出現電線短路或者燒斷線路現象，更為嚴重的情況是電氣設備產生的電火花會引起特大火災。另一方面，強大的雷電電流會直接進入地下或城區中，電流接地方圓5～10m處內會產生較強的電壓，很有可能導致嚴重的觸電事故，造成人員傷亡。目前，有些設計單位只重視建筑防雷工作，預防直擊雷造成的損害，往往忽略了雷電波的入侵，最終導致消防電氣設計難以避免雷電波的入侵所帶來的不利影響。

2.5 電纜設備的設計問題

民用建筑的特點是居住人員密集，為減少居民隨意觸碰電氣設備造成的危險，保證電氣設備的安全性能，提高設備的使用年限，一些設計單位在消防電氣設計過程中，對消防泵和排煙機等設施實行過度保護策略。當火災事故發生時，會阻礙消防設備的使用，不利于火災撲救工作。

3 優化消防電氣設計的有效對策

3.1 優化消防配電設計方案

消防配電設計方案科學有效的實施決定了民用建筑中電氣消防系統的穩定運行，并對民用建筑的總體消防水平起著關鍵作用。為此，必須一切從民用建筑的實際出發，調整與完善消防配電設計方案，具體實施方法包括以下3點：①民用建筑電氣消防系統的正常運行離不開穩定的電量供應，因此，必須依據建筑工程結構設計方案，科學合理的安裝EPS、UPS等電源設備，詳細設置安裝數量，以滿足電氣設備面對不同的環境也能夠安全穩定的運行。②為了保證電氣系統的正常使用，需要與民用建筑的使用特點相結合，具體展開供電與配電設計。比如學校綜合體建筑工程可以分三個階段進行開發，三個階段的消防電氣系統相互影響相互制約，第一階段消防電氣系統的開發與設計離不開第二、三階段消防配電系統的使用需求，這樣才能在總體上提高建筑消防配電水平。③倘若民用建筑發生火災等事故，為防止火勢蔓延，控制火災過程中因供電問題所帶來的危害，降低火災影響，必須嚴格設計防火分區，并保證各分區實現最大容量，使各分區供配電設計與消防配電設計有機結合。同時為保證設備在火災發生時能夠充分發揮其有利作用，必須利用消防專用回路完成防火卷簾門、排煙機等消防配電系統中的設備正常供電[4]。

3.2 優化火災自動報警系統設計方案

火災自動報警系統是民用建筑消防電氣設計工作中的核心內容，因此優化火災自動報警系統已成必然趨勢。該系統中包含很多項功能裝置，比如監控、觸發、火災報警、聯動輸出等裝置都在其中，火災探測器可以實時檢測環境中的熱量、煙霧濃度、火焰等，隨時將檢測信號輸送給火災報警裝置，火災報警裝置接到信號立刻發出警報，為人們提供警報信號，有效避免火災造成的傷害。為了實現對各樓層消防情況的全面監控，并在火災發生時及時發生警報反應，保證系統安全，必須對火災自動報警系統的聯動線路進行合理設計。例如某大型商業建筑中，必須檢查防火卷簾門、電動排煙系統等消防電氣設備等線路，使其能夠適應火災發生后做出反應的情況。建筑結構不同，空調出風口設計也有所不同，要依據出風口的設計方式對火災探測器的安裝進行適當調節，一般來說，為了探測數據更加準確，火災探測器應設置在距出風口1.5m處。又比如大多數的高層建筑、大型商業綜合建筑、辦公樓等使用的都是中央空調用以調節室內溫度的高低，因此，必須充分考慮中央空調的運行要求，合理安裝火災自動報警系統。

3.3 優化照明系統設計方案

通常來講，在民用建筑設施中最基本的設施就是照明系統，主要包括常規照明系統和應急照明系統，不同的照明系統可以滿足不同的環境應用。常規照明系統的主要作用就是滿足居民日常照明所需，因此必須合理設計建筑的結構類型與采光效果。另外，在燈具選擇環節應注意：居住室要選擇節能型燈具，小區內盡量使用太陽能燈具，對于比較光線暗的走廊、樓梯間、地下車庫等照明系統也應根據環境適當的做出調整，發揮照明系統的最佳節能水平。應急照明系統主要用來應對緊急情況、事故和災害的突然發生，萬一電源出現中斷，可以立刻啟用應急照明系統，為建筑內人員提供光明，為人員迅速疏散撤離以及保障人員安全做出重要貢獻。所以，設計單位對應急照明系統必須進行嚴格設計，保證萬無一失。兩類系統必須相互獨立，互不干涉，詳細研究民用建筑的結構設計類型，制定最短的逃生通道，將系統功能發揮到極致。

3.4 優化避雷系統設計方案

科技與經濟的發展帶動了建筑業的不斷進步，使得民用建筑逐漸向高層建筑方向發展，然而當遇到雷雨暴風天氣時高層建筑就會受到威脅，可能導致雷擊現象的發生，為了防止該現象發生，必須科學加強避雷系統設計，不僅要保證電氣設備安全，更要保護居民的人身財產安全。首先準確掌握民用建筑所在地區的氣候變化，了解建筑物的實際高度，測算出防雷等級數據，保證民用建筑有防御直擊雷和雷電波損害的功能，最后由設計單位制定出具體的防雷設計方案。目前有些高層民用建筑安裝防雷裝置，有些則是在樓頂安裝鋼筋結構，這些方式主要目的是將雷電直接通過裝置引入地下，有效保護建筑內的電路電線系統。

3.5 優化供電線路設計方案

很多民用建筑火災的發生都是由供電線路老化、電路短路引起的。在建筑消防電氣系統中供電線路是最基礎的配電設備，完好的供電線路可以保障各項電氣設備安全有序運行。因此要合理優化供電線路設計方案，主要包含以下幾點：第一，為確保供電線路設計方案更好的為建筑物中的電氣設備提供電力服務，必須充分考慮電氣設備運行所需的電流量和電壓值，同時，當個別元件發生故障時，為避免供電線路斷電、停電現象的發生，需要設置對應的繼電保護裝置。此外，供電線路的消防設計必須符合國家標準，不同結構的建筑決定了不同的消防設計。第二，有效提高供電線路設備設施的消防水平，在供電線路選材上，供電線路套管選用具有阻燃效果的材料；插座、照明系統等的外層包裹可以選擇耐火性較強的材料，有效避免因設備長期運轉導致高溫異常，最終致使火災發生。另外，經分析發現，在建筑火災事故中，造成人員傷亡主要包括火勢直接危害和濃煙環境下發生窒息的間接危害，二者發生頻率相當[5]。因此為保護電纜電線，可以采用阻燃或低煙材料對其包裹，一旦發生火災事故，可以為民用建筑內部居民快速撤離爭取時間，減少人員傷亡。

4 結語

總而言之，保護人們的生命與財產安全始終貫穿于民用建筑消防電氣設計工作的全過程，消防電氣設計工作包括了消防電氣的正常供電、防雷電雷擊以及消防電纜設計等多種重點問題，可見開發企業與設計單位對其重視程度。在設計工作的具體環節，有關設計工作人員必須嚴格遵循消防電氣設計工作要求，詳細規劃并完成消防電氣設計工作內容，充分發揮消防電氣設備應有的功效，切實提高開發企業經濟效益，保障人們生活的安全與和諧。