高层住宅电力及消防系统设计文献综述

1、某高层住宅楼建筑电力及其消防电气设计文献综述摘要：随着经济建设的发展，高层建筑蓬勃兴起。在建筑设计领域中，建筑电气设计所占的比重越来越大，因此建筑电气的规范设计至关重要。本设计是建筑电气中的一小部分，包括供配电系统及其火灾自动报警系统，其中火灾报警系统由火灾自动报警、消防联动控制、消防电话及消防广播系统组成。在电气设计中，安全问题应该是最先得到保证的。近年来，由于在电气线路设计过程中忽略了安全问题，致使电气火灾时有发生，给居民带来了极大的损失。因此，本文会针对高层住宅电力及消防系统设计的安全性及建筑电气设计未来发展趋势进行探讨。关键词：高层住宅；电气设计；消防；安全性；发展1.前言高层建筑越来

2、越多，也逐渐为人们所认可，但是高层建筑电气设计质量保证是一个比较复杂的课题；同时，高层建筑耗能浪费的现象也是一个迫在眉睫答案问题。随着科学技术的飞速发展以及人们生活水平答案不断提高，高层建筑正向着自动化、节能化、信息化、智能化的方向蓬勃发展。智能建筑的出现，使建筑电气尤其是高层建筑电气技术成为沂蒙综合性答案应用技术。住宅的功能完善与发展离不开电气，从某种意义上来讲，建筑电气也决定了住宅建筑答案现代化程度，所以在住宅电气工程设计时既要充分考虑用电负荷日益增长答案需要，又要充分满足供电的可靠性及安全性的要求。当前由于住宅用电范围的大幅度攀升，住宅电气设计不能适应这种现代住宅的用电安全需求，那么用户

3、在进户后势必进行大规模答案线路改造，一方面造成大量答的浪费，更重要的是不能符合安全用电答案要求，为日后的安全用电带来安全隐患。2.工程概况2.1建筑规模及类别本工程地上建筑面积：17705.68m2,地下建筑面积（主楼部分）：674.15m2。建筑层数：主体32层，地下1层。层高：一层住宅高4.2m2，其它层住宅层高3.0m。商铺一层层高4.8m，二层层高3.9m。住宅套数:188套。本工程属一类高层住宅（附带商业网点），耐火等级为一级。住宅套型类别为一、三类。2.2设计依据及现行有关规范和技术规程民用建筑设计通则GB50352-2005；住宅设计规范GB50096-1999(2003年版)；

4、高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2005年版)；民用建筑电气设计规范JGJ16-2008；供配电系统设计规范GB50052-2009；低压配电设计规范GB50054-95;火灾自动报警系统设计规范GB50116-98；智能建筑设计标准GB/T50314-2006；其他有关国家及地方现行规程、规范及标准。3.设计内容3.1供配电系统设计供配电系统设计原则1) 供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。2) 需要两回电源线路和用电单位，宜采用同级电压供电。但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，亦可采用不同电压供电。3

5、) 有一级负荷用电单位难以从地区电力网取得两个电源而有可能从邻近单位取得第二电源时，宜从该单位取得第二电源。4) 同时供电的两回及以上供配电线路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。5) 供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。6) 高压配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。7) 根据负荷的容量和分布，配变电所宜靠近负荷中心。当配电电压为35kV时亦可采用直降至220/380V配电电压。8) 在用电单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线。9) 小负荷的用电单位宜接入地区低压电网。3.1.2用电负荷的确定电力负荷

6、是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备、安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。住宅用电负荷的确定在住宅电气设计中是很重要的内容。住宅用电负荷应能满足日益增长的用电需要，否则将在用电高峰期造成开关跳闸、熔断器熔断，甚至导线或干缆因超负荷而烧坏，难以保证供电的可靠性，还可能导致火灾的发行。因此，确定用电负荷必须要有“超前”意识。一级负荷：各层公共照明、乘客电梯、地下室排污泵、所有消防负荷包括应急照明、消防控制室用电、消防电梯、屋顶稳压泵、正压风机、送风机、排烟风机、喷淋泵、消火栓泵及泵房、消防电梯井坑排污泵等。二级负荷：地下室及1

7、-4层照明、商场自动扶梯、商场乘客电梯、生活泵等。三级负荷：顶层设备房照明、夹层及5-25层照明、屋顶节日照明、商场空调机组、商场空调水泵等。3.1.3供电电源的选择为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还需装设应急备用柴油发动机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。符合下列情况之一时，用电单位宜设置自备电源：1) 需要设置自备电源作为一级负荷中特别重要的应急电源时或第二电源不能满足一级负荷的条件时。2) 设置自备电源较从电力系统

8、取得第二电源经济合理时。3) 有常年稳定余热、压差、废气可供发电，技术可靠、经济合理时。4) 所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备电源经济合理时。5) 应急电源与正常之间必须采取防止并列运行的措施。3.1.4应急电源常用的应急电源可由以下几种：独立于正常电源的发电机组,供电网络中有效独立于正常电源的专门馈电线路和蓄电池。独立于正常电源的发电机组，它是目前大部分工程所采用的。由于柴油发电机的容量较大，可并机运行且连续供电时间长。独立运行,不与地区电网并列运行,不受电网电力故障的影响,可靠性较高。尤其对某些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机作为备用电源,既能起到应急电源的作用,又能通过低

9、压系统的合理优化,将一些平时比较重要的负荷在停电时使用,因此在工程中得到广泛的使用。工程设计中，对于其他专业提出的特别重要负荷，应仔细研究，并尽可能减少特别重要负荷的负荷量，但需要双重保安措施者除外。为确保对特别重要负荷的电源的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。应急电源与正常电源之间必须采用可靠措施防止其并列运行，如电气联锁加机械联锁。目的在保证应急电源的专用性，更重要的是防止向系统反送电。防灾或类似的重要用电设备的两回电源线路应在各自的最末一级配电箱处自动切换。大型企业及重要的民用建筑中往往同时使用几种应急电源，应使各种应急电源密切配合，充分发挥作用。3.2消防系统设计3.2.1火灾自动

10、报警设计火灾报警系统的形式应根据具体保护对象来确定，设计者首先应分清保护对象的建筑类别、使用性质、火灾危险性等因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。按“报警规范”，火灾报警系统分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式：区域系统、集中系统、区域集中系统、控制中心系统。随着火灾报警新技术的不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。笔者认为，报警系统设备的设置不宜复杂过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。应该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的

11、先进性，而应结合实际充分考虑投入使用后的维护方便。控制中心报警系统在消防控制室内设有控制台（柜），控制台（柜）上控制功能有电梯迫降、非消防电源的切断、水泵紧急启动及停止、扩音机、收录机和各层区扬声器手动开关等，并应在控制台上设置直通消防队电话。控制台显示功能有消火栓分区、分层显示灯，水流指示器分区分层显示灯，水泵显示信号灯，气体灭火动作显示信号灯以及自喷报警阀压力开关动作显示等。3.2.2消防联动控制1) 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统分为湿式、干式和预作用式等类型。目前，大部分高层建筑使用的为湿式系统，即平时在管道中充有一定压力的水，当保护对象发生火灾时，喷头周围温度升高，达到一定温度时，

12、含金片熔化，喷头碎裂，水从喷口向四周均匀喷洒，进行灭火。其组成是由报警阀、延迟器、水力警铃、管网、喷头。 喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎，引起管网水流流动，从而联动报警阀压力开关动作，达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室，消防控制室能准确反映其动作信号，同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。2) 防、排烟系统“报警规范”要求在消防控制室能够启动防、排烟凤机和排烟阀。所有的排烟阀都可装上编码接口联动模块，由消防控制室联动控制器来达到控制启动排烟阀的目的。另外，还可由就近的感烟探测器组成的控制线路启动，消防控制室只接收其工作后返回的信号。如

13、要求先打开着火层排烟阀，再打开屋顶层排烟机，这种情况下应采用后一种做法。另外，“报警规范”要求在消防控制室能够关闭电动防火阀，接受其返回信号。在实际设计中，选用的基本是280易熔环熔断的防火阀，建议将防火阀做成电磁阀的形式，至于信号返回是一对一返回还是成组返回要视具体工程情况来定。3) 紧急广播系统紧急广播系统主要用于通知人员和发布灭火命令。该系统为手动工作方式，扩音机为定组式输出，并根据扬声器实际使用负荷，配接相应的假负荷以吸收机器输出的多余功率。从而保证扩音机的正常工作，一般现场扬声器均用手动开关控制，根据火情打开着火层及相关的扬声器。在紧急广播系统中还设有自动录音装置，即在扩音机打开后，

14、自动联锁录音机开始录音。4) 应急疏散照明系统应急疏散照明是为了在火灾发生之际，指示出入位置和方向，便于有组织的疏散。一般安装在楼梯间及其前室、走道和出入口等处。公共建筑当走道长度超过20米，应每隔20米增设一个，照明灯具距地面1米，地面照度不低于0.5勒克斯。根据“报警规范”规定，发生火灾时，应局部切断有关层的交流电源，防止电源短路引起二次火灾。为此，在消防控制室设置有切断空调、照明电源的按钮，以便根据火情切断相应的电源，电源切断后，应急照明及疏散指示灯自动打开，引导人们安全疏散。4.住宅电气设计安全性分析随着城市建设的发展，现代化的高层建筑越来越多，火灾事故的发生率也相应增多，火灾的危害性

15、越来越大。消防安全被消防部门和广大电气设计工程师所高度关注。我国高层建筑防火设计立足于自防自救，要求有可靠的防火措施，做到安全适用，技术先进，经济合理。高层建筑消防用电设备配电的具体要求由其供电系统的要求决定，并应具备可靠性、耐火性、安全性、有效性和科学性等方面的要求。其中主要是消防设备供电线路的可靠性和火灾时电 气线路的耐火性。配电线路的可靠性主要是指火灾扑救初期具有高可靠性，以确保正常供电和有效 地实施人员疏散和火灾扑救，使损失降到最低。当火灾发生时消防设备电气线路对 扑救火灾时的影响至关重要。其目的是通过采取措施防止电气线路发生短路、接地故障等事 故。以保证消防设备的安全运行，使安全疏散

16、和火灾扑救工作顺利进行。为保证消防设备电气线路的耐火性，线路敷设时应采取以下措施：线路暗敷时，应穿金属导管或难燃型刚性塑料导管保护，并应敷设在不燃烧结构内，且保护层厚度不应小于30ram。线路采用明敷设、 吊顶内敷设或架空地板内敷设时，应穿金属导管或封闭式金属线槽保护；所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施。高层建筑内包括大量消防设备，按其功能不同主要分为火灾自动报警系统，固定式灭火装置，防排烟设施等几类，由于各消防设备功能不同，对配电线路的性能要求也各有侧重。电气线路过负荷引起火灾。住宅设计规范(GB500961999)对家庭用电负荷一般要求不超过4KW，但是，随着人民生

17、活水平的提高，家庭电器日益增多，家庭用电负荷越来越大，如大功率的电热水器、空调、电冰箱等，额定功率动辄上千瓦，数个电器同时使用，极容易导致过负荷跳闸，而居民对这种问题的处理方式通常是加大保险丝的，这样就容易由于导致电线加速老化，久而久之就会因过负荷引起火灾。乱拉乱接电线，造成短路、接触不良、断路、漏电等引起火灾。住宅设计插座数量一般较少，随着用电水平不断提高，为用电方便，乱拉临时线或乱接插座板现象很多，住宅内电源插座板的设置数量不断增多，电源插座板成了影响用电安全的一个重要因素。据北京市对住宅插座使用情况的一项调查，居民普遍反映住宅设计的固定插座数量偏少，长期使用插座板的人占85.5%。由于居

18、民缺乏电气安全知识，多用双芯单层绝缘线来接插座板，这种电线没有护套，易因挤压损伤而破坏绝缘，又因不注意加接PE线，使所接家用电器不能接地，如果插座板为不合格产品，其接触压力和接触面积均不足，负荷电流稍大插座板即因接触不良而产生异常高温。因此，住宅内乱拉电线容易引起电气火灾事故。由上分析可见，住宅电气线路极有必要进行消防安全设计。5.高层住宅电气设计的智能化发展在科学技术日新月异的今天，随着微机自动检测及控制技术、计算机网络技术、通讯技术的发展，楼宇智能化的实现已成为可能。未来的住宅楼应有一个由检测单元、执行单元、数据采集单元、控制单元和微机组成的钾能监控系统.由该系统对楼宇内的设备运行、电气故障、火灾、盗情等进行集中监控。再设置综合布线系统，将一定区域内的楼宇按星