大型商业综合体消防电气设计若干问题的讨论

陈浩

（上海建工设计研究总院有限公司）

1 引言

所谓商业综合体，是将城市中商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱等城市生活空间的三项以上功能进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互裨益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率、复杂而统一的综合体。随着城市经济发展的需要，此类建筑越来越多，面临的电气火灾隐患也逐渐暴露出来。某项目为南京环球贸易广场（后更名为南京国金中心），建筑面积409601.18 ㎡，地下3 层，地上8 层裙房，并有三幢高层主体建筑，其中一号楼为超高层甲级办公楼59 层290m；二号楼为超高层办公楼39 层198m；三号楼为酒店29 层169m，是集商业、娱乐、餐饮为一体的商业综合体建筑，至今已完成一期二期工程的消防验收工作，同时也见证了近年来设计行业随着时代的技术发展。

2 大型商业综合体电气消防设计概述

现代化的城市建设，除了高楼大厦的美观与实用之外，还应做好建筑工程中的相关消防配套措施。消防的重点在于防，将安全隐患消灭于萌芽状态，消是最后不得已才采取的手段。本工程可以采用应急照明系统、电力系统、火灾自动报警系统、可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统等等手段对于火情的各个时间段做出警示提醒，使管理人员能以最快的速度控制火情，消除隐患，保障人民的生命财产安全。

3 大型商业综合体电气消防设计需引起注意的几个方面

3.1 应急照明系统

为了保证本项目火情发生时，人员不恐慌，应设置火灾应急照明，包括备用照明、疏散照明。备用照明主要是供消防风机房、消防泵房、高低压配电房、发电机房及消控中心等重要消防设备机房照明，我主要采用有消防认证的LED荧光灯为消防救援人员保驾护航。疏散照明则是为了确保有火情时，人们能够迅速的从疏散通道撤离，保证人员安全的重要手段。

在设计应急照明系统时，有几项要点：

①对于各个场所的照度及灯具的电源性质是否满足规范要求，不仅要考虑灯具设置的间距要求，还应按照最佳的疏散路线指引人员撤离。

②应根据实际的建筑特点及建筑专业提供的疏散路线，相应的考虑采用什么样的疏散照明系统。塔楼处由于疏散路线较短且只有两部楼梯以供疏散，采用传统的疏散照明系统。当高层发生火情时，强启照度满足疏散要求的应急照明，疏散指示指引人们向各个避难层疏散。裙房及地下室则有疏散路线较长，安全出口位置发生火灾变数较多的情况，采用智能应急照明系统，疏散路线与塔楼下来的楼梯独立分开，有效的提高疏散出口的利用率，很好的分散了人员疏散的拥挤度。

③还应根据各个场所设置的照明灯具类型进行合理设计，对于塔楼的疏散楼梯以平时上下为主要作用，考虑以声控为主，消防时强制点亮，而对于裙房有娱乐购物等需要的场所采用平时不亮的消防照明，不妨碍普通照明的灯光效果。

3.2 消防供电系统

要说照明是电气消防系统的眼睛，供电系统可以说是电气消防系统的血液供给，其可靠性及合理性的重要性不言而喻。

3.2.1 供电系统的配电方式

在设计供电系统时应根据建筑类型的划分确定供电电源的性质。本项目的变配电所电源、值班照明、警卫照明、应急照明、疏散照明、火灾自动报警系统、消防类水泵、消防电梯、消防类风机、防火卷帘等消防设备的电源应定为一级负荷中特别重要负荷，并采用专用供电回路，其配电级数不超过三级配电。在本项目中，由市政提供3 组10kV 电源供电(每组为两路10kV 电源)。每组两路10kV 电源同时供电，当任何一路工作电源失压时，另一路电源通过母联开关能够100%承担所有一、二级负荷；为确保消防用电，设置了四套自动柴油发电机作为应急电源并按四个业态分类供电。低压配电采用放射式、树干式相结合的供电方式，在每个防火分区设一组消防主备用配电箱，其电源引自变配电房的低压柜内普通母线段和消防应急母线段。消防设备配电箱均采用该防火分区末端双电源切换的配电方式。

3.2.2 各级配电线路保护开关的选型

对于突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，即消防专用设备的过载保护只报警，不跳闸。对于非消防电源的切断则采取以下措施：①对于放射式供电回路分励脱扣器在变电所低压柜内设置；②对于树干式回路分励脱扣器在楼层箱内设置。

3.2.3 电缆的选择

电缆选择分为电缆类型和截面的选择。电缆截面的选择应考虑电缆的载流量大于等于负载容量的计算电流整定值。电缆的类型则可以参考14D801[3]图集的第63 页有关规定选择耐火等级及燃烧性能等级，在南京国金中心项目中，笔者在消防设备的供电干线上均采用了矿物绝缘电缆的措施，消防设备的配电线路采用了无烟低卤的电缆。

3.3 火灾自动报警系统

有了眼睛、血液和四肢，智能的消防系统就缺大脑控制了，火灾自动报警系统就很好的完成了这一重要使命。

大脑控制更加体现了人员管理的考虑，不仅是对于消防设备的控制，更是对业主方管理提出要求。要想设计好火灾自动报警系统应考虑好以下几个问题：应根据建筑格局的特点确认报警形式，本项目采用集中报警形式，应业态分布和管理需要，分为T1 办公、T2 办公、T3 酒店及商业裙房，消防控制中心设置于裙房一层。消防控制中心的报警控制设备由火灾报警控制主机，各分区消防设备的联动控制台，消防控制室图形显示装置，消防专用电话总机，消防应急广播设备，消防电源监控器组成，并预留远程监控接口。控制室内设用于火灾报警的外线电话。三幢塔楼则按避难区设置相对应的区域分机，并在B2 层的BMS 机房内设置地下室区域内的区域分机。消防主机与各区域机之间，区域机与区域机之间采用光纤连接。消防主机能显示所有火灾报警信号和联动状态信号，并能控制所有重要的消防设备。各区域机能显示和传输状态信息，但不能互相控制。

有了大脑控制，自然还需要神经网络去感知、去探测火情，由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防应急广播、消防专用电话、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、消防联动控制器等组成。除了应严格按照最新的GB50116-2013[2]中对于这些设备布置点位的要求以外，还应根据地方有关部门的意见做出调整，如T1 塔楼加强设计，机电用房和服务用房（洗手间、茶水间、储物室）加设声光报警装置，燃气锅炉房和厨房等除设置感温探测器外还设置燃气泄漏探测器，储油间采用火焰探测器，除卧式和浮顶油罐外的其他油罐宜采用火焰探测器。本项目有高达30m 的T1 大堂以及商业区的共享空间，根据GB50116-2013[2]中12.4.3 的规定布置点位设置红外双鉴探测组件。此系统作为独立系统，通过现场的控制主机接入火灾报警系统，消防控制室手动控制。

为了缩小火情的影响范围，必然还需要通过联动控制系统对火情进行干预，采用两个独立的报警触发装置报警信号或一只探测器与一只手动火灾报警按钮的报警信号的“与”逻辑组合作为联动触发信号。需联动控制的系统有以下几种。

1）防排烟系统

消防风机旁的防火阀因火情动作后应把信号报给消控中心，同时停止此回路风机。当某一排烟分区内火灾探测器报警后，消防控制中心开启该区域内的排烟阀（防火），启动该区域的排烟风机，同时排烟阀及排烟风机的动作信号返回消防控制中心。对机械开启的排烟口、手动联动开启排烟风机、动作信号返回消防控制中心。消防控制中心能手动、自动启停排烟风机、消防补风机和正压送风机。

2）防火卷帘

防火卷帘应根据是不是疏散通道口使用的功能布置点位。如果是疏散通道上的防火卷帘，防火分区内任两只独立的感烟探测器动作后，卷帘自动下降至距地1.8m，感温探测器动作后，卷帘再次自动下降到底，如果不是疏散通道上的防火卷帘，则防火卷帘一次下降到底。

3）消火栓灭火系统

消火栓灭火系统由消火栓系统出水主干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。消火栓按钮的动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器控制消火栓泵启动。消火栓转输泵由水箱水位控制起停。消防控制中心能手动/自动控制转输泵的启/停，同时显示工作和故障状态；消防水池及消防水箱设置液位信号，低水位报警信号返回消防控制中心。

4）自动喷淋灭火系统

自动喷淋灭火系统接收水流指示器、检修阀阀位、湿式报警压力开关及湿式报警阀阀位的报警信号。由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号，直接启动喷淋泵。联动控制不受消防联动控制器处于自动或手动影响。稳压泵就压力开关控制(三位)，即压力维持在一定的范围内，极高或极低时均停泵。喷洒泵启动后由系统联锁停泵，极低压力也可作为启动喷洒泵的条件之一。稳压系统的3 个压力信号返回消防控制中心，喷淋转输泵由水箱水位控制起停。

消防控制中心能手动、自动控制消防转输泵的启或停，同时显示工作和故障状态。根据现有的CCCF 认证的产品设计，控制柜还应加设机械应急启泵 功能。

5）气体、泡沫灭火系统与干粉灭火系统

本项目中在高低压配电房、发电机房采用气体灭火系统，在地下室的机械停车位处设置泡沫灭火系统。气体灭火系统、泡沫灭火系统分别由专用的气体灭火控制器、泡沫灭火控制器控制，其启动及喷放各阶段的联动控制及系统的反馈信号，反馈至消防联动控制器。以同一防护区域内设置两只独立的火灾探测器报警信号，一只火灾探测器与一只手动火灾报警的按钮。报警信号或防护区外的紧急启动信号作为系统的联动触发信号。气体灭火控制器不直接连接火灾探测器，其联动触发信号由火灾报警控制器提供。联动控制信号应有：①关闭防护区域的送排风机及送风阀门；②停止通风和空气调节系统及关闭设置在该防护区域的电动防火阀；③联动控制关闭防护区域的防火门；④启动灭火装置，可设定不大于30s 的延迟喷射时间。

应南京地方消防局的要求，T1 塔楼的加强措施为：在核心筒电气间及井道加设干粉灭火系统；保护区内探测器选用编码型感烟、感温火灾探测器混合设计安装；每个主要入口设置声光报警器、干粉喷洒指示灯、紧急启停按钮；各灭火单元的灭火装置通过相应的输入输出模块实行分区启动控制。系统报警延时后，各保护区通过相应区域的模块输出DC24V 直流电，供灭火装置启动。

6）电梯控制系统

消防时，由消防联动控制器发出联动信号强制所有的电梯停于首层或电梯转换层，消防电梯则待机等候消防人员使用。电梯运行状态信息和停于首层或转换层的反馈信号，可传送给消防控制室显示，消防电梯轿厢内设置能直接与消控室通话的消防电话。对于超高层来说，大量电梯机房较为集中在最高一层的变电所，导致消防电梯和客梯如何迫降的考虑，应根据电梯的迫降冲击电流作为基本考量。实践中应根据用电负荷情况考虑配电断路器的整定值，并设置分时逐台迫降电梯的方案。

7）启动火灾应急照明和切除非消防电源

消防联动控制器可切断火灾区域及相关区域的非消防电源，火灾应急照明此处不再敷述。

8）火灾警报装置及紧急广播

火灾报警系统可同时启动和停止所有火灾声光报警器工作，本项目采用消防专用应急广播，在消防控制室分别设置数字式应急广播主机，在每层竖井内设置相应的广播配线箱。消防广播系统的联动控制信号由消防控制中心的消防联动控制器发出，确认火灾后，同时向全楼进行广播。报警装置与广播采用分时控制：先鸣警报8s ～20s，间隔2s ～3s 后再播放应急广播10s ～30s；再间隔2s ～3s 依此循环进行，直至疏散结束。

9）可燃气体泄漏报警与联动控制

可燃气体探测报警系统为独立组成，报警信号通过可燃气体报警控制器接入火灾自动报警系统。本项目主要用于裙房厨房，在可燃体泄漏报警器动作后启动事故排风机切断可燃气体管道上的总阀门。感温探测器动作后切断排风机电源。可燃气体泄漏报警信号及切断可燃气体管道的阀门信号报至消控中心。

3.4 防火门监控系统

应根据建筑疏散方向上重要的防火门设置防火门监控系统。消防时，以同一防护区域内两只独立的火灾探测器报警信号、一只火灾探测器与一只手动火灾报警的报警按钮的报警信号或防护区外的紧急启动信号。作为系统的联动触发信号由火灾报警控制器或消防联动控制器发出，将常开防火门联动关闭，常闭防火门按防火分区打开，引导人们有序撤离。防火门监控模块应时时向消控中心报告防火门的启闭状态，确保火灾时防火门能够有效的发挥防火分隔的 作用。

3.5 电气火灾探测系统

由于本项目整个供电系统相当复杂、庞大，照明用电需求很大，因此电气火灾危险性很高。该场所的消防安全，应设置电气火灾探测系统。GB50116-2013[2]中9.2 和9.3 规定，以供电线路泄漏电流大于500mA 为分界点，根据项目配电形式，笔者认为剩余电流探测器主要设置在第一级配电箱的出线端，以直放式干线为主。树干式配电箱则设置在第二级配电箱内。测温缆式感温火灾探测器原则设置在变电所内的高低压电缆桥架内，接触式敷设在电缆上。此两种电气火灾探测器应将报警信息和故障信息传入在消控中心内的监控主机。

3.6 消防电源监控系统

为了确保消防用电的可靠性，消防电源监控系统对消防用电设备的供电情况进行监控，只需要设置于消防电源控制箱的双电源切换装置上即可，所有的监控模块通过网线连接，将报警信息和故障信息传入在消控中心内的监控主机。

4 结语

随着我国经济水平和科技水平的不断发展，消防设备的进一步优胜劣汰，我国的消防设计规范也在逐步明确及完善，这期间，必然会有不同设计思想的碰撞。消防对于建筑无小事，消防设计应根据建筑物的不同使用性质、重要程度、结构形式、耐火等级、分布情况及管理形式等等不同因素，因地制宜。在产品选择及相关专业设计配合上考虑最合理、可靠、安全的消防系统设计方案。