住宅电气设计应对GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》的技术措施

顾春雷, 周鼎淳

(1.南京长江都市建筑设计股份有限公司, 江苏 南京 210002;2.南京仁恒江洲房地产开发有限公司, 江苏 南京 210002)

0 引 言

GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》[1](简称《民标》)发布后,对住宅小区电气设计中诸如消防与非消防设备线缆选择、家用电器RCD的选型、非消防一级负荷配电系统等方面均带来较大变化。

1 消防设备线缆的选择

1.1 消防设备线缆应满足火灾时连续供电的时间要求

根据GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第3.6.2条,住宅建筑的火灾延续时间不应低于2.0 h。为保证有效灭火和人员疏散安全,《民标》第13.8.4条提出,应按消防设备持续供电时间要求的不同,选用不同耐火等级的电线、电缆或耐火母线槽;第13.8.4.2条列出了消防控制室、消防电梯、消防水泵、水幕泵及建筑高度超过100 m民用建筑的疏散照明系统和防排烟系统的供电干线,其电能传输质量在火灾延续时间内应保证消防设备可靠运行。

《民标》规定的消防用电设备在火灾发生期间的最少持续供电时间如表1所示。

表1 《民标》规定的消防用电设备在火灾发生期间的最少持续供电时间

1.2 消防供电线路电能传输质量的保证措施

《民标》强调了消防供电干线在火灾延续时间内电能传输质量应能得到保证,进而需要关注供电干线在火场中导体的温度是否超过500 ℃。因为当导体温度为500 ℃时,导体的电阻为20 ℃时的3倍,正常温度时线路压降为-5%,此时电缆电压降约为-15%,达到允许的下限值,不利于消防水泵、消防电梯、消防风机等设备的正常启动及运行。为了确保耐火电缆和矿物绝缘电缆的电气性能不低于消防设备允许的电压偏差,推荐消防设备的供电干线选用符合国家标准GB/T 34962—2017《额定电压0.6/1 kV及以下云母带矿物绝缘波纹铜护套电缆及终端》试验时选用的火焰温度为950～1 000 ℃,燃烧时间为180 min的耐火电缆。按规范条文解释,供电干线通常指变电所配出回路至第一级配电箱之间的供电线路,但第一级配电箱至各防火分区消防风机房、配电间等末端消防用电设备的配电线路难免会在公共区域沿桥架明敷[2-3]。因此,为了提高消防设备供电可靠性,超高层住宅的供电干线应满足《民标》第13.8.4.2条的要求,其分支干线及公共区域沿桥架明敷的消防配电线路(除防火卷帘和防火门等火灾初期完成赋予任务的消防设备配电线路外)均应采用与干线耐火等级相同的电缆。

1.3 消防设备线缆难燃性能与阻燃级别

《民标》第8.9.1条提出“耐火电缆和矿物绝缘电缆应具有不低于B1级的难燃性能”,矿物绝缘电缆因其构造由铜芯、矿物质绝缘材料、铜等金属护套组成,其燃烧性能等级达到A级。满足B1级的耐火电缆哪些性能要引起设计人员注意?B1级与GB/T 19666—2019《阻燃和耐火电缆或光缆通则》中第5.1.1条电缆燃烧特性代号之阻燃B类有何区别?按GB 31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》第4.2条中表2“电缆及光缆燃烧性能等级判据”及第5.1条、第5.3条可知,B1级耐火电缆进行的是单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验,并综合考量其受火条件下火焰蔓延、热释放、产烟特性、烟气毒性等方面特性。电缆及光缆燃烧性能等级判据如表2所示。阻燃B级线缆考核的是成束敷设电缆的阻燃性能,需通过GB/T 18380.34—2008规定的试验。成束阻燃性能如表3所示。

表2 电缆及光缆燃烧性能等级判据

表3 成束阻燃性能

由此可见,B1级难燃性能和阻燃B级判据的标准差距较大,GB 31247—2014对电缆性能的考核指标更全面。《民规》JGJ 16—2008中第7.4.1.2.3条明确低烟无卤线缆的使用场所,指导设计人员按不同类型建筑及场所选用线缆规格。而《民标》 未提及“低烟无卤线缆”一词,只因近几年电缆行业中符合GB 31247—2014规定的线缆大量涌现,从防范电气火灾角度,其燃烧性能优于传统的低烟无卤线缆,自身发生火灾的概率大幅降低。因此,在今后住宅设计中,无论高层还是多层建筑,任何场所使用的耐火电缆均需选用B1级,从源头上确保消防设备线缆使用的可靠性和专用性。

1.4 火灾自动报警线路的选择

相比GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》,《民标》第13.8.4条对火灾报警系统的供电线路、消防联动控制线路、报警总线、消防应急广播和消防专用电话等传输线路的选用增加了燃烧性能等级的要求,并明确了消防电话和消防广播线路应选用耐火时间不低于90 min(750 ℃),并应符合现行国家标准GB/T 19216《在火焰条件下电缆或光缆的线路完整性试验》的规定。《民标》明确消防电话和消防广播线路选用耐火型,确保了火灾应急广播持续供电时间满足民标表格13.7.16中规定的要求(最长达到90 min),与GB 50314—2015《智能建筑设计标准》第4.7.6条(强条)“机房工程紧急广播系统备用电源的连续供电时间,必须与消防疏散指示标志照明备用电源的连续供电时间一致”的对应。火灾报警线路选择及防火措施要求如表4所示。

表4 火灾报警线路选择及防火措施要求

2 非消防设备线缆的选择

《民标》规定了避难层(间)、一类高层公共建筑、人员密集场所、长期有人滞留的地下建筑非消防负荷线缆与通信电缆应采用燃烧性能满足GB 31247—2014规定的电线和电缆。虽未见对二类高层公共建筑和住宅建筑等作出相关要求,但是在住宅设计中应特别注意。住宅建筑附设的商业、老年人照料设施属于人员密集场所,非消防设备用电线电缆的燃烧性能为B1级,产烟毒性为t1级,燃烧滴落物/微粒为d1级;小区内设在地下的会所属于长期有人滞留的场所,非消防设备用电线电缆的燃烧性能为B1级,产烟毒性为t0级,燃烧滴落物/微粒为d0级;汽车库及非机动车库使用的交流充电桩电源进线宜选用燃烧不低于B2级、产烟毒性为t1级、燃烧滴落物/微粒等级为d1级电线、电缆。此外,若无地方规范要求,住宅小区内其他场所沿用JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》的规定,高层住宅建筑中明敷的线缆应选用低烟、低毒的阻燃类线缆,多层住宅建筑可选用YJV、YJY普通型电线电缆,住宅户内线路采用BV型铜芯塑料绝缘导线。

3 配电系统形式的变化

《民标》第3.2.10条提出“一级负荷应由双重电源的两个低压回路在末端配电箱处切换供电,另有规定者除外”,明确了非消防性质的一级负荷应采用双回路末端切换。根据附录A查询可知,一类高层住宅的航空障碍灯照明、走道照明、值班照明、安防系统、电子信息设备机房、客梯、排污泵、生活水泵用电的负荷级别为一级。对一类高层住宅带来比较大影响的地方便是其走道照明的配电系统形式发生变化,走道照明配电箱应由两个低压回路在末端切换供电,此规定增加非消防一级负荷配电系统中双电源切换装置的用量。而《民标》实施前,非消防一级负荷配电系统形式可采用集中双切后放射式引到末端配电箱。此种配电形式既满足一级负荷应由双重电源供电的要求,又可以节省末端双切箱和配电线缆的用量,一定程度上降低了造价成本。

4 消防设备电源监控点的设置

《民标》第13.3.8条提出,消防设备电源监控点宜设置在为重要消防设备供电的双电源切换开关出线端。GB 28184—2011《消防设备电源监控系统》第4.2.1.5条规定,监控器应能监控主电源和备用电源的实施工作状态,如果仅监测出线端,无法获知主电源供电时备用电源是否处于正常工作状态。因此,当整个住宅小区设有消控室,有火灾报警系统情况下,为重要消防设备(如消控室、消防泵、消防电梯、防排烟风机等)供电的双切开关前端两个电源输入端及出线端均设置消防电源监测点。

5 家用电器RCD的选型

按DGJ32/J26—2017《住宅设计标准》[4]中第10.1.4.8-12条和JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》第8.4.4条,家用壁挂式空调电源插座回路可不设RCD。而《民标》第7.5.5.5条提出,家用电器回路或插座回路均应设置额定剩余动作电流值不大于30 mA的RCD。壁挂空调属于家用电器,因此在住宅电气设计中应将壁挂空调配电回路增设剩余电流保护。传统AC型RCD只对含有正弦交流电流的剩余电流进行保护,对于有整流电路而没有变频电路的电器配电回路,应采用A型RCD;对于同时含有单相输入整流电路和变频电路的电器配电回路,应采用F型RCD;对于同时含有三相输入整流电路和变频电路的电器配电回路,应采用B型RCD。家用电器因大量使用电子产品,发生故障时会在回路中产生脉动直流剩余电流。微波炉、电磁炉、电冰箱、洗衣机等需要安装A型RCD进行保护。

6 结 语

《民标》新增了住宅建筑的负荷分级、电气绿色节能设计等,并于第13章专篇讲述建筑电气防火规定,电气设计人员需要理解,并把与住宅相关的规范条款融入到设计图纸中。