民用建筑中消防配电系统设计的一些问题的探讨

毛 阗, 范 鸣

(1.浙江大学建筑设计研究院有限公司, 浙江 杭州 310028;2.浙江工业大学工程设计集团有限公司, 浙江 杭州 310014)

0 引 言

民用建筑中的消防配电系统及应急照明和疏散指示标志系统的设计是建筑电气设计中的内容。最近,由于相关规范的更新、各地消防部门出台的地方规定和各地图审单位对规范理解的不同,造成在消防配电及应急照明和疏散指示系统的设计中出现一些不同观点和要求,使该问题变得复杂化。本文结合设计图纸在外地被审查出现的问题和对外审图中发现的问题,探讨民用建筑消防配电系统设计中的一些问题。

问题一,某多层的教学楼,电源从另一处建筑中的变电所引来,应急照明为二级负荷,考虑到教学楼的应急照明和主要通道照明均为二级负荷,设计采用从变电所不同的变压器低压侧各引一路电源,在1F总配电间分别设置总箱,然后按照通道照明和应急照明分别引出回路,并设置双电源切换箱。图审单位提出应急照明为消防负荷,通道照明不属于消防负荷,设计不符合规范GB 50016—2014《建筑设计防火规范》[1]第10.1.6条的规定,要求改为从变电所低压侧实行消防电源与非消防电源分开独立成系统。

问题二,某二类高层办公楼,应急照明的双路进线在1F总进线处设置双电源切换箱,每隔3层设置双电源切换箱,然后按放射式供电至双电源切换箱的上下层,每层设置1个应急照明配电箱。图审单位提出,应急照明配电箱应按规范GB 50016—2014第10.1.8条的条文说明要求,在每个防火分区内设置双电源切换箱。

问题三,设计选用220 V自带蓄电池的应急照明灯具和疏散指示标志灯,火灾发生时采用火灾报警系统的联动模块切断电源点亮应急照明灯。图审单位提出消防电源不允许切断,违反规范GB 50016—2014第10.1.6条规定。

1 相关规范和规定

(1) GB 50016—2014第10.1.6条规定:“消防用电设备应采用专用的供电回路,当建筑内的生产、生活用电被切断时,应仍能保证消防用电”。

(2) GB50016—2014第10.1.8条规定“消防控制室、消防水泵、防烟和排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电,应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置”。该条的条文说明中有“本条规定的最末一级配电箱:对于消防控制室、消防水泵、防烟和排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等,为上述消防设备或消防设备室处的最末级配电箱;对于其他消防设备用电,如消防应急照明和疏散指示标志等,为这些用电设备所在防火分区内的配电箱”。

2 问题讨论和解决

(1) 问题一的核心就是消防电源在何处自成独立系统,对于公变供电的情况,在每个建筑单体进线柜出线处开始实施消防用电与非消防用电的各自独立系统,这点很明确,没有争议,但是对于采用专变供电的情况,就存在一些争议和不同的观点。有些图审人员认为在专变供电的场所,消防用电应该从专变的低压侧开始形成独立的系统,才能当建筑内的生产、生活用电被切断后仍能保证消防用电的供电。这种说法似乎有道理,但其实是不正确的或不合理的,首先应明确的是消防配电设计的基本单元问题,而不是专变和公变供电模式。对于一个建筑群,消防和非消防用电负荷的等级应以各建筑单体作为基本单元,同时考虑该单元中是否有为整个建筑群服务的消防设施。对于仅只有内部消防用电,没有服务于整个建筑群的消防设备的建筑单体,其消防电源和非消防电源应在单体建筑的进线柜的出线侧开始自成独立系统,消防电源的负荷等级与相应的建筑单体的性质保持一致;对于单体建筑中存在服务于整个建筑群的消防设备的单体建筑,消防负荷的负荷等级则应按其所服务建筑中的消防用电负荷等级最高的等级来确定,如学校建筑群中有一幢一类高层行政办公楼,消防控制室和消防泵均设置在另一幢多层后勤服务楼内,该后勤服务楼的用电属于三级负荷,但此时其内部的消防泵和消防控制室的用电应该按照一级负荷来确定,因消防泵和消防控制室是服务于整个建筑群的,其电源也应直接引自变电所的低压侧。

(2) 关于消防电源应该在防火分区内实施双电源切换问题,规范GB 50016—2014第10.1.8条只是在条文说明内对应急照明系统有相关要求的说明,在该规范的条文说明修订说明最后一段文字中明确“本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考”。

对于应急照明的设计,简单地要求在每个防火分区内实施双电源切换是不严谨的,因为按照规范GB 17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》第4.1条,应急照明系统可以分为自带电源集中控制型和非集中控制型、集中电源集中控制型和非集中控制型这四类,应该对其进行具体分析,对于集中电源控制型和非控制型应急照明系统,每个防火分区内的集中电源箱和应急照明分配电装置处设置双电源切换箱是合理的,但对于自带电源的应急照明系统,这样的设置没有必要,对于自带电源的应急照明及疏散指示系统,灯具自带的蓄电池作为应急电源,实际上可以认为在灯具内部就有应急电源与常用电源的切换,所以只要在建筑单体中的进线处和适当的楼层设置双电源转换开关装置,每层考虑设置单回路的配电箱或者不设置配电箱,直接从双电源箱引单独回路,就能够完全满足规范要求。应急照明和疏散指示一般在每个防火分区或每个楼层只有1～2个回路,用电负荷很小,按防火分区设置双电源切换装置点,显然浪费资源。事实上有些规范已关注该问题,如JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》[2]第9.3.1条的条文说明中有“住宅建筑每层公共交通面积不是很大,如果按每层每个防火分区来设置应急照明配电箱,显然是不合理。考虑到住宅建筑的特殊性及火灾应急时疏散的重要性,建议住宅建筑每4～6层设置一个应急照明配电箱,每层或每个防火分区的应急照明采用一个从应急照明配电箱引来的专用回路供电,应急照明配电箱应由消防专用回路供电”。一些地方新近出台的地方法规也对应急照明和疏散指示的供电设计有一些实际可行的规定,如浙江省公安消防总队《浙江省消防技术规范疑难点问题操作技术指南》(2017版本)第134条对集中电源和自带电源这两种系统也做出不同的规定,该条文第3款对自带电源的应急照明系统规定为“采用自带电源系统时,二级消防负荷供电的民用建筑应按防火分区设置应急照明配电箱,当每层仅有一个防火分区时,应急照明配电箱可每三层设置一台;面积较小的防火分区,应急照明和疏散指示系统只有一个或二个回路时,可以引自相邻防火分区的应急照明配电箱”。对于用电负荷很小且数量较多的消防负荷,该技术指南第132条对用于防火分隔且按一、二级负荷供电的多个防火卷帘,当涉及2个以上的防火分区时,也没有要求一定要在防火分区内实行双电源切换,而只是要求采用放射式供电;上海市标准DGJ 08-2048—2016《民用建筑电气防火设计规程》[3]第4.4.4条规定“电气防火等级为一级的场所,其消防应急照明的正常供电电源应采用双重电源供电,高层民用建筑塔楼的双电源自动切换装置可每五层设置一台”。这些地方规定对规范中存在的不合理因素进行很好的解释。对于一些图审人员纠结于规范条文说明的文字问题,建议规范编制组或地方消防管理部门对此作合适的解释,合理地解决该问题。

(3) 对于自带蓄电池电源的应急照明系统,即自带电源非集中型应急照明系统,早已有采用切断电源点亮的方式,这个问题争议很久,各地都有不同的做法。最近GB 50016—2014规范编制组的专家认为应采用接通电源强制点亮的方式。我认为问题关键还是各种规范之间的矛盾,按照GB 50016—2014第10.3.7条“建筑内设置的消防疏散指示标志和消防应急照明灯具,除应符合本规范的规定外,还应符合现行国家标准GB 13495《消防安全标志》和GB 17945《消防应急照明和疏散指示系统》的规定”。GB 17945—2010中第6.3.5.2条“应急照明配电箱应能接受应急转换联动控制信号,切断供电电源,使连接的灯具转入应急状态,并发出反馈信号”。该条明确可以采用切断电源联动应急照明的方式,同时图集《火灾自动报警系统设计规范》图示14X505-1中第38～42页对规范GB 50116—2013第4.9.1条解释,也明确“火灾确认后,消防应急灯具应点亮并发出反馈信号。当应急照明配电箱输出回路采用AC 220 V供电时,应急照明配电箱在接受到应急转换联动控制信号后,应切断输出回路供电,连接的灯具转入应急点亮状态。当应急照明配电箱输出回路采用安全电压供电时,可不切断供电,使灯具在主电状态下点亮”。这些规范和图集均明确可以采用切断电源点亮应急照明的方式,注意的是图集对于应急照明的控制方式有2种类型,对于集中型(控制到灯具)的联动方式,采用应急照明控制器和控制器的模块自成独立的应急照明控制系统,类似于防火门控制系统;对于非集中控制类(控制到回路)的系统,则采用联动控制器的联动模块对应急照明出线回路实施控制,所有的应急照明灯具和疏散指示标志灯完全一样,都要求具备自检测功能,所以在采用切断电源点亮应急照明和疏散指示标志时应选择满足规范要求的灯具和设置相应的信号线。目前,很多设计图纸不能满足这些要求。

事实上对于采用220 V电压的应急灯具,各地消防部门在实施灭火时也是采取切断电源来确保消防灭火人员的安全。不考虑灯具电压高低,一律采取接通电源自动点亮应急照明和疏散指示标志的方式也违反相关规范的要求。

3 结 语

消防设备的配电系统及应急照明和疏散指示标志系统的供电仅是消防设计的一部分,设计规范之间的矛盾引起很多认识和理解上的争议,如何正确地进行消防电气设计,除设计人员应认真学习和提高对规范的理解水平外,国家也应对相关的规范编制进行管理和协调,避免规范之间产生矛盾;对于规范之间存在的矛盾,也应及时组织有关部门出台相应的修订或解释措施,才能确保正确、安全的消防措施在各类设计中得到体现。

[1]建筑设计防火规范:GB50016—2014[S].

[2]住宅建筑电气设计规范:JGJ242—2011[S].

[3]民用建筑电气防火设计规程:DGJ08-2048—2016[S].