消防负荷计算的关键因素

杨新军,　张　红

(秦皇岛市建筑设计院, 河北 秦皇岛　066000)



消防负荷计算的关键因素

杨新军,张红

(秦皇岛市建筑设计院, 河北 秦皇岛066000)

分析了同一时间内的火灾起数对消防负荷计算的影响,确定了防火最不利的建筑和防火分区,比较了消防负荷和非消防负荷,并结合工程实例,探讨了消防负荷计算的关键因素。提出发生火灾时同一时间内的火灾起数在消防负荷计算中起到关键性作用,用电负荷不是非消防负荷和消防负荷的简单加减,须在进行复杂的分析后确定。

消防负荷计算; 火灾起数; 消防设备; 防火分区

0　引　言

如何确定同一时间内的火灾起数对消防负荷计算非常重要。由于消防设备负荷性质的多样性,给消防负荷计算带来一定的复杂性。本文分析了同一时间内的火灾起数对消防负荷计算的影响,结合某工程实例介绍了消防设备的负荷计算,提出同一时间内的火灾起数在消防负荷计算中起到关键因素。

1　同一时间内的火灾起数对负荷计算影响

GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]第3.1.1条和GB 50016—2006《建筑设计防火规范》表8.2.2-1中规定:民用建筑在同一时间内的火灾起数,不限基地面积,不限居住人口,均按1起火灾计。一栋建筑考虑一个着火点,即一个防火分区发生火灾。所以,居住区、综合体、超高层建筑等同一时间内的火灾起数均应按发生在一栋建筑的一个防火分区内1起计[2-3]。

分配电室低压进线柜的计算负荷应按照负责区域内最不利的一个防火分区发生火灾时和平时两种情况进行计算,尤其要注意平时和消防兼用设备,其需要系数应按照消防负荷和非消防负荷的需要系数加权平均法获得。

总配电室(或变电所)的负荷计算应按照负责区域内最不利的一座建筑发生火灾时所在分配电室的计算负荷加上其余分配电室平时计算负荷。

2　防火最不利的建筑和防火分区

防火最不利的建筑按照室内外消防给水用水量之和最大的建筑物确定,室内外消防给水用水量包括室外消火栓给水用水量、室内消火栓给水用水量、自动喷水给水用水量等[1]。防火最不利的防火分区按照消防设备用电容量之和最大的防火分区确定。

3　消防和平时兼用设备

消防设备仅在火灾特定情况下使用,每次使用时间为火灾延续时间2.0 h或3.0 h[1],参照厂用电和所用电规范[4-6],消防设备运行方式大多为不经常短时或不经常连续。防火卷帘门运行时间最多不会超过10 min,其运行方式为不经常断续,负荷计算时不应计入。

消防设备分为系统设备(如消防水泵、消防控制室、变配电室等)、区域设备(如消防电梯、消防风机、消防排水泵、防火卷帘门、火灾应急照明)等。系统设备任何一个防火分区发生火灾都必须计入,而区域设备要视发生火灾的防火分区投入运行设备而定[2,7]。

4　消防负荷和非消防负荷

当消防设备的计算负荷大于火灾时切除的非消防设备的计算负荷时,应按消防设备的计算负荷加上火灾时未切除的非消防设备的计算负荷进行计算。当消防设备的计算负荷小于火灾时切除的非消防设备的计算负荷时,可不计入消防负荷[9]。确定火灾状态时所需的消防负荷,应以最不利的一个防火分区发生火灾时,同时投入运行的消防负荷为准[7]。确定火灾状态时切除的非消防设备,应为火灾区域及相关区域的非消防设备[9-10]。

5　工程实例

某住宅小区总建筑面积为418 886.34 m2,规划总户数2 610户,规划总人口8 352人。建设项目概况:1座特大型地下大底盘汽车库(建筑面积90 299.20 m2,停车2 237辆,防火分类Ⅰ类,4个汽车出入口,27个防火分区),10栋25～33层住宅楼,8栋11层住宅楼,21栋6层住宅楼,1栋2层幼儿园,2栋3层配套商业楼。

根据GB 50974—2014,该住宅小区同一时间内的火灾起数按1起计,小区内最不利的一座建筑应为地下大底盘汽车库,即假定地下车库发生一起火灾,而其他建筑物正常工作。该地下车库消防给水用水量为57 L/s(其中室外消火栓用水量为20 L/s,室内消火栓用水量为10 L/s,自动喷水用水量为27 L/s),小区内一类高层住宅楼消防给水用水量为56 L/s(其中室外消火栓用水量为15 L/s,室内消火栓用水量为20 L/s,自动喷水用水量为21 L/s)。

地下大底盘汽车库内设6座分配电室,配电室1(设在防火分区1内)负责防火分区1～4,配电室2(设在防火分区5内)负责防火分区5～7、14～16,配电室3(设在防火分区8内)负责防火分区8～10,配电室4(设在防火分区13内)负责防火分区11～13、21～23,配电室5(设在防火分区18内)负责防火分区17～20、26～27,配电室6(设在防火分区25内)负责防火分区24、25。配电室4内13AA4进线柜系统如图1所示。

13AA4进线柜虽为消防进线柜,因有些设备平时和消防兼用,所以该配电柜平时情况下仍有用电负荷。防火分区21发生火灾时投入消防设备用电负荷为64.05 kW,其余5个防火分区正常时设备用电负荷为149.5 kW,该情况下用电负荷为213.55 kW。消防设备需要系数按1.0计,平时使用设备按0.7计,按加权方法计算综合需要系数为(64.05×1.0+149.5×0.7)/(64.05+149.5)=0.79。其余配电室用电负荷计算依此类推。地下车库用电负荷如表1所示。

地下车库内最不利的防火分区23发生火灾时用电负荷为配电室4负责的消防负荷、其余配电室的非消防负荷和全部应急照明,总计为1 152.05 kW,其中全部非消防负荷1110.50 kW,全部消防负荷为1 027.90 kW。

虽然建筑设计合理划分防火分区,可以有效阻止火势蔓延,但是考虑火灾有可能发生在两个防火分区交界线附近,排烟风机跨越防火分区排烟,防火卷帘由相邻防火分区供电等情况,建议分配电室用电负荷按照消防设备用电负荷最大防火分区、消防设备用电负荷次大防火分区及其余防火分区平时用电负荷之和计算。

图1　配电室4内13AA4进线柜系统

kW

其余建筑用电负荷如表2所示。

根据表6可以得到结论 ：GDPL、LGAS、LENERGY之间存在长期的协整关系，可以进行回归，然后就得到协整方程如下：GDPL=0.005094-0.444544LGAS+0.216941LENERGY R2=0.894404；Adjusted R2=0.788808；F=30.723140

该住宅小区地下车库中一个防火分区发生火灾时为16 246.1 kW,全部非消防负荷为16 205.1 kW,全部消防负荷为1 866.3 kW(消防泵房、消防控制室设在另外小区)。

从上述数据可以看出,该住宅小区发生火灾时用电负荷不是非消防负荷和消防负荷的简单加减,需要进行复杂分析后确定,同一时间内的火灾起数在计算中起到关键性作用。

表2　其余建筑用电负荷　kW

6　结　语

本文分析了同一时间内的火灾起数对负荷计算的影响。提出同一时间内的火灾起数决定了火灾情况下消防设备同时使用系数,即决定了火灾情况下投入消防设备数量、容量,进而影响建筑物内分配电室进线截面、住宅小区总配电室用电容量。

[1]消防给水及消火栓系统技术规范:GB 50974—2014[S].

[2]洪友白.小区消防用电设备负荷计算原则探讨[J].建筑电气,2008(1):22-25.

[3]汤福南.建筑小区火灾次数的探讨[J].给水排水,2013,39(6):126-127.

[4]火力发电厂厂用电设计技术规范:DL/T 5153—2002[S].

[5]水力发电厂厂用电设计技术规范:DL/T 5164—2002[S].

[6]220～500 kV变电所所用电设计技术规范:DL/T 5155—2002[S].

[7]廖满英.高层民用建筑柴油发电机组设计若干问题[J].建筑电气,2014(7):19-23.

[8]杨新军.地下汽车库电气专业消防设计问题分析[J].智能建筑电气技术,2013(3):63-66.

[9]民用建筑电气设计规范:JGJ 16-2008[S].

[10]火灾自动报警系统设计规范:GB 50116—2013[S].

Key Factors of Fire Load Calculation

YANG Xinjun,ZHANG Hong

(Qinhuangdao Institute of Architectural Design, Qinhuangdao 066000, China)

This paper analyzed the influence of fire number on fire load calculation at the same time,confirmed the most unfavorable building and fire compartment load.The fire load and non-fire load were compared.Combining by an actural project,the key factors of fire load calculation were discussed.It is pointed out the fire number at the same time plays a key role in the fire load calculation when the fire happens.The power load is not a simple calculation result of fire load and non-fire load,which is confirmed after sophisticated analyses.

fire load calculation; fire number; fire equipment; fire compartment

杨新军(1975—),男,高级工程师,从事建筑电气设计工作。

TU 892

B

1674-8417(2016)07-0041-04

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.07.011

2015-11-25

张红(1982—),女,工程师,从事建筑电气设计工作。