民用建筑消防电气设计原则

黄春

（广东建安消防机电工程有限公司，广东广州 510000）

0 引言

建筑消防电气设计工作的首要任务就是充分保证人们的生命与财产安全。为了民用建筑在使用方面更加稳固与安全，工作人员必须主动参与设计的全过程以及细节工作，有重点的开展消防电气设计工作，同时，为全面实现消防电气设计的实效性与科学性，必须始终坚持民用建筑消防电气设计原则，积极应对并解决电气设计工作中出现的各类问题。

1 民用建筑消防电气设计中要遵循的原则

1.1 保证消防供电具备最高的供电等级

为了有效解决消防电气在高压供电情况下出现的突发状况，保证整个供电系统不受其他供电系统影响，需要制定一系列的民用建筑电气设计规定，严格规范消防供电和配电系统，在民用建筑消防电气与其他低压防灾系统的相对应的变压器出口处建立单独的供电体系。另外，为满足消防电气设备供电过程的稳定与安全，尽可能的发挥消防电气设计的有利作用，在供电负荷量的整个工作过程中，消防系统电源务必要处于最高的供电等级，这样就可以形成独特的供电系统。

1.2 消防配件需要具有更高的独立性

对于某些高层民用建筑而言，参与设计的工作人员往往只重视从配电室到消防控制室等整个供电工作系统的稳定性与可靠性，忽略了每个层级之间消防电机设备的供电可靠性。目前，民用建筑内部没有成立单独的供电系统，依旧存在很多安全隐患，比如电动防火门、排烟阀等这些消防电气设施都没有安装独立的供电系统，很容易发生火灾。以我国某个城市的一栋民用建筑为例，建筑内部在设计时安装了两部电梯，根据具体的设计工作要求和具体标准，其中一部电梯设置为消防电梯，需要通过两路电源引入消防电梯的机房内部，然后另外一条线路则直接引入普通的电梯机房。这种线路设计原理实现了消防电梯设备的供电独立性，然而在设计工作的实际过程中，参与设计的工作人员并没有采取这种设计方法，只是把消防电梯与普通电梯设在同一个供电电源，共用一条供电线路，一旦发生紧急危险事故，就会造成线路短路，电梯无法正常使用，整个消防电气设计工作规范无法得到具体落实，更严重的可能造成人员伤亡[1]。

1.3 稳定供电原则

在民用建筑电气设计工作过程中，稳定供电原则始终是关键原则，处于核心地位。当今时代的民用建筑居住条件呈现出多样化特点，建筑电气设备的种类也随之发生着变化，主要包含照明系统、供电配电系统、建筑防雷与接地设计、建筑弱电设备等4种类型的建筑设计。设计人员在设计所有的消防电气设备时，必须以满足广大居民更加现代化、舒适化的居住环境为前提，更要保证所有电气设备都能以最佳状态投入使用，保证供电稳定，方便居民的日常生活，进而满足电气的稳定供给需求。

1.4 安全性原则

为了提高电气设备的安全性能，民用建筑消防电气设计单位坚持安全性原则，采用科学手段选择电气设备，避免使用超负荷电流的电气设备，以此提高设计方案的合理性与科学性，创造出安全稳定的工作环境，同时严格控制相关设备的安装质量，从根本上降低火灾事故的概率。

1.5 经济性原则

民用建筑消防电气设计人员应该分别从建设和运营两个角度出发重点解决电气设备的能源消耗与成本投入问题，积极参与民用建筑电气设计，尽量减少资金投入，有效提高开发企业的效益。

1.6 环保性原则

当今社会各类能源在为人类提供便利的同时也在遭受破坏和浪费，因此节约能源已经成为全人类共同关注的重点话题，国家制定了一系列节能环保的规章制度来规范各行各业的发展，建筑行业也在其中。设计单位始终坚持环保原则，并将其贯穿于整个消防电气设计的全过程。设计单位在设计上完善设计方案，在用料上采用性能高、实用性较强的设备和材料，减少电气设备正式运转时的能源消耗。另外，为了减少电损耗以及电气设备出现短路，超负荷运转，接触不良等现象的发生，必须及时查看电气设备的使用年限，若其已经达到或者超过使用年限需要及时进行更换，这样才能有效减少能源过度浪费[2]。

2 民用建筑消防电气设计中存在的问题

2.1 消防配电系统的设计问题

设计单位应从建筑消防系统运行的安全性与稳定性考虑，完善民用建筑消防电气设计，有效保证设计方案为建筑提供更多的实际需要。准确分析建筑火灾的发生原因以及建筑配电设计的不合理之处。比如在配电设计过程中，没有严格划分消防设备区域，一旦出现火灾，火势会顺着设备快速扩散，加大火灾范围。再比如在火灾发生时，没有考虑消防设备正常的供电问题，相关设备无法发挥其有效价值，如果在黑夜中发生火灾，应急通道照明设备无法满足稳定供电需求，且应急照明设备无法得到提示，加剧火灾事故的破坏程度。

2.2 火灾自动报警系统的设计问题

目前民用建筑火灾自动报警系统设计中主要存在3个问题：①现有火灾探测器设计不科学，没有结合建筑实际需要选择型号，规格，功能齐全的火灾探测器，导致室内出现高温异常或者浓烟异常时不能在最快最短时间内发出火灾警报。②在设计探测器环节，火源和回风口设计间距太大，不利于探测器功能的发挥，致使其难以发现火情。③火灾自动报警系统中的电路电压设计不够合理，该系统应该处于全天不断的持续工作状态，电子零部件要具备持续承受固定电压的能力，倘若发生电路击穿，很容易导致系统故障或系统误报险情。上述情况都会大大的影响火灾自动报警系统的利用效率。

2.3 火灾应急照明系统的设计问题

与普通照明系统相比，火灾应急照明系统的实际使用次数很少，然而火灾应急照明系统的作用却不容小觑，因此在民用建筑消防电气设计中应重视该系统设计，将火灾应急照明系统与普通照明系统区别对待。灯具选择不合理是当前民用建筑火灾应急照明系统设计中存在的主要问题，当突发状况发生时很难充分发挥其照明作用，严重影响民用建筑的消防安全与稳定[3]。

2.4 防雷避雷设备的设计问题

一方面直击雷产生的冲击电压小到数十万伏大则百万伏，一旦直击雷击中建筑，直击雷的电压直接摧毁建筑内的电气设备，就会出现电线短路或者烧断线路现象，更为严重的情况是电气设备产生的电火花会引起特大火灾。另一方面，强大的雷电电流会直接进入地下或城区中，电流接地方圆5～10m处内会产生较强的电压，很有可能导致严重的触电事故，造成人员伤亡。目前，有些设计单位只重视建筑防雷工作，预防直击雷造成的损害，往往忽略了雷电波的入侵，最终导致消防电气设计难以避免雷电波的入侵所带来的不利影响。

2.5 电缆设备的设计问题

民用建筑的特点是居住人员密集，为减少居民随意触碰电气设备造成的危险，保证电气设备的安全性能，提高设备的使用年限，一些设计单位在消防电气设计过程中，对消防泵和排烟机等设施实行过度保护策略。当火灾事故发生时，会阻碍消防设备的使用，不利于火灾扑救工作。

3 优化消防电气设计的有效对策

3.1 优化消防配电设计方案

消防配电设计方案科学有效的实施决定了民用建筑中电气消防系统的稳定运行，并对民用建筑的总体消防水平起着关键作用。为此，必须一切从民用建筑的实际出发，调整与完善消防配电设计方案，具体实施方法包括以下3点：①民用建筑电气消防系统的正常运行离不开稳定的电量供应，因此，必须依据建筑工程结构设计方案，科学合理的安装EPS、UPS等电源设备，详细设置安装数量，以满足电气设备面对不同的环境也能够安全稳定的运行。②为了保证电气系统的正常使用，需要与民用建筑的使用特点相结合，具体展开供电与配电设计。比如学校综合体建筑工程可以分三个阶段进行开发，三个阶段的消防电气系统相互影响相互制约，第一阶段消防电气系统的开发与设计离不开第二、三阶段消防配电系统的使用需求，这样才能在总体上提高建筑消防配电水平。③倘若民用建筑发生火灾等事故，为防止火势蔓延，控制火灾过程中因供电问题所带来的危害，降低火灾影响，必须严格设计防火分区，并保证各分区实现最大容量，使各分区供配电设计与消防配电设计有机结合。同时为保证设备在火灾发生时能够充分发挥其有利作用，必须利用消防专用回路完成防火卷帘门、排烟机等消防配电系统中的设备正常供电[4]。

3.2 优化火灾自动报警系统设计方案

火灾自动报警系统是民用建筑消防电气设计工作中的核心内容，因此优化火灾自动报警系统已成必然趋势。该系统中包含很多项功能装置，比如监控、触发、火灾报警、联动输出等装置都在其中，火灾探测器可以实时检测环境中的热量、烟雾浓度、火焰等，随时将检测信号输送给火灾报警装置，火灾报警装置接到信号立刻发出警报，为人们提供警报信号，有效避免火灾造成的伤害。为了实现对各楼层消防情况的全面监控，并在火灾发生时及时发生警报反应，保证系统安全，必须对火灾自动报警系统的联动线路进行合理设计。例如某大型商业建筑中，必须检查防火卷帘门、电动排烟系统等消防电气设备等线路，使其能够适应火灾发生后做出反应的情况。建筑结构不同，空调出风口设计也有所不同，要依据出风口的设计方式对火灾探测器的安装进行适当调节，一般来说，为了探测数据更加准确，火灾探测器应设置在距出风口1.5m处。又比如大多数的高层建筑、大型商业综合建筑、办公楼等使用的都是中央空调用以调节室内温度的高低，因此，必须充分考虑中央空调的运行要求，合理安装火灾自动报警系统。

3.3 优化照明系统设计方案

通常来讲，在民用建筑设施中最基本的设施就是照明系统，主要包括常规照明系统和应急照明系统，不同的照明系统可以满足不同的环境应用。常规照明系统的主要作用就是满足居民日常照明所需，因此必须合理设计建筑的结构类型与采光效果。另外，在灯具选择环节应注意：居住室要选择节能型灯具，小区内尽量使用太阳能灯具，对于比较光线暗的走廊、楼梯间、地下车库等照明系统也应根据环境适当的做出调整，发挥照明系统的最佳节能水平。应急照明系统主要用来应对紧急情况、事故和灾害的突然发生，万一电源出现中断，可以立刻启用应急照明系统，为建筑内人员提供光明，为人员迅速疏散撤离以及保障人员安全做出重要贡献。所以，设计单位对应急照明系统必须进行严格设计，保证万无一失。两类系统必须相互独立，互不干涉，详细研究民用建筑的结构设计类型，制定最短的逃生通道，将系统功能发挥到极致。

3.4 优化避雷系统设计方案

科技与经济的发展带动了建筑业的不断进步，使得民用建筑逐渐向高层建筑方向发展，然而当遇到雷雨暴风天气时高层建筑就会受到威胁，可能导致雷击现象的发生，为了防止该现象发生，必须科学加强避雷系统设计，不仅要保证电气设备安全，更要保护居民的人身财产安全。首先准确掌握民用建筑所在地区的气候变化，了解建筑物的实际高度，测算出防雷等级数据，保证民用建筑有防御直击雷和雷电波损害的功能，最后由设计单位制定出具体的防雷设计方案。目前有些高层民用建筑安装防雷装置，有些则是在楼顶安装钢筋结构，这些方式主要目的是将雷电直接通过装置引入地下，有效保护建筑内的电路电线系统。

3.5 优化供电线路设计方案

很多民用建筑火灾的发生都是由供电线路老化、电路短路引起的。在建筑消防电气系统中供电线路是最基础的配电设备，完好的供电线路可以保障各项电气设备安全有序运行。因此要合理优化供电线路设计方案，主要包含以下几点：第一，为确保供电线路设计方案更好的为建筑物中的电气设备提供电力服务，必须充分考虑电气设备运行所需的电流量和电压值，同时，当个别元件发生故障时，为避免供电线路断电、停电现象的发生，需要设置对应的继电保护装置。此外，供电线路的消防设计必须符合国家标准，不同结构的建筑决定了不同的消防设计。第二，有效提高供电线路设备设施的消防水平，在供电线路选材上，供电线路套管选用具有阻燃效果的材料；插座、照明系统等的外层包裹可以选择耐火性较强的材料，有效避免因设备长期运转导致高温异常，最终致使火灾发生。另外，经分析发现，在建筑火灾事故中，造成人员伤亡主要包括火势直接危害和浓烟环境下发生窒息的间接危害，二者发生频率相当[5]。因此为保护电缆电线，可以采用阻燃或低烟材料对其包裹，一旦发生火灾事故，可以为民用建筑内部居民快速撤离争取时间，减少人员伤亡。

4 结语

总而言之，保护人们的生命与财产安全始终贯穿于民用建筑消防电气设计工作的全过程，消防电气设计工作包括了消防电气的正常供电、防雷电雷击以及消防电缆设计等多种重点问题，可见开发企业与设计单位对其重视程度。在设计工作的具体环节，有关设计工作人员必须严格遵循消防电气设计工作要求，详细规划并完成消防电气设计工作内容，充分发挥消防电气设备应有的功效，切实提高开发企业经济效益，保障人们生活的安全与和谐。