高层民用建筑消防配电及火灾自动报警系统的设计分析

摘要：针对高层民用建筑的消防系统供电方案，对电源的选择与配置进行了全面阐述，并提出了优化建议。对火灾自动报警系统的设计与实施进行了系统介绍，包括系统的基本组成、火灾探测器的选择与布置、报警控制器的功能及设置要求、联动控制逻辑与信号反馈机制以及系统的调试与维护等内容。旨在深入探讨高层民用建筑消防配电及火灾自动报警系统的设计要点，以期为相关工程实践提供有益的参考。

关键词：高层民用建筑消防配电火灾自动报警系统配电方式报警控制器

中图分类号：TU892

DesignofFirePowerDistributionandAutomaticFireAlarmSystemforHigh-RiseCivilBuildings

WANGJunbin

HainanVocationalCollegeofPoliticsandLaw，Haikou，HainanProvince，571100China

Abstract：Inviewofthepowersupplyschemeforfireprotectionsystemsinhigh-risecivilbuildings，thispapercomprehensivelyelaboratesontheselectionandconfigurationofpowersources，andproposesoptimizationsuggestions.Asystematicintroductionisgiventothedesignandimplementationoftheautomaticfirealarmsystem，includingthebasiccompositionofthesystem，selectionandlayoutoffiredetectors，functionsandsettingrequirementsofthealarmcontroller，linkagecontrollogicandsignalfeedbackmechanism，aswellassystemdebuggingandmaintenance.Itaimstodeeplyexplorethedesignpointsoffirepowerdistributionandautomaticfirealarmsystemsinhigh-risecivilbuildings，inordertoprovideusefulreferencesforrelatedengineeringpractices.

KeyWords：High-risecivilbuildings;Firepowerdistribution;Automaticfirealarmsystem;Powerdistributionmethod;Alarmcontroller

随着城市化进程的加快，高层民用建筑的数量日益增多，消防安全问题也愈发受到关注。消防配电和火灾自动报警系统作为保障建筑安全的重要组成部分，其设计的合理性与可靠性直接关系到人们的生命财产安全。

1常见的消防配电方式分析

1.1放射式配电系统

放射式配电系统以其高度的可靠性和灵活性而著称。在此系统中，电源从配电中心直接放射到各个消防负载，确保每个负载都有独立的电源线路（如图1所示）。这种方式的优点在于，任何一条线路的故障都不会影响其他线路的供电，大大提高了系统的稳定性。由于每条线路独立，可以根据实际需要灵活调整线路的负载和容量。放射式配电系统的缺点在于其较高的成本和维护复杂性。

1.2树干式配电系统

树干式配电系统采用一条主干线路，多个分支线路从主干线路上引出，为各个消防设备供电（如图2所示）。这种方式的主要优点是成本较低，布线简单，便于维护。然而，其缺点也显而易见：一旦主干线路出现故障，将影响整个系统的供电。由于多个设备共享同一条线路，可能存在电压波动和干扰问题。

1.3混合式配电系统

混合式配电系统结合了放射式和树干式的优点（图3所示）。在关键设备上采用放射式供电，确保重要设备的稳定运行；而在非关键设备上则采用树干式供电，以降低成本和布线复杂度[1]。这种方式的挑战在于如何合理划分关键设备和非关键设备，以及如何确保两种配电方式的无缝衔接。

1.4链型供电系统

链型供电系统是一种较为特殊的配电方式，它采用串联的方式为设备供电。这种方式的优点在于可以简化布线结构，减少电缆的使用量（如图4所示）。其缺点也非常明显：一旦某个设备出现故障，将影响整个链路的供电。链型供电系统对设备的可靠性和稳定性要求极高[2]。

2高层民用建筑消防电源的选择与配置

在规划高层民用建筑的消防系统供电方案时，消防电源的选择和布局显得尤为重要。为确保电源的稳定性、可靠性和持久性，高层民用建筑普遍倾向于选择双路电源系统，即主电源和备用电源并存，从而确保在主电源失效的情况下，备用电源能迅速接管，保证消防系统的持续运行。

以某高层住宅项目为例，该项目采用了两台完全独立的变压器，分别负责主电源和备用电源的供应。通过高效的自动切换机制，实现了电源的即时、无缝转接，为消防系统提供了不间断的电力支持。这座高达25层的住宅建筑，不仅地下两层设有车库、仓库及设备间，地上部分还融合了商业和居住功能，属于一类高层建筑。

该项目的主电源采用的是10kV市政电力，备用电力则是发电机室内配置的柴油发电机组以确保电力供应的不间断性。市政电力线路通过地下敷设，与位于地下一层的住宅区配电中心相连，在此分出一条10kV的电力线路，专为同层的商业区配电中心供电。为满足建筑的电力需求，地下一层特别设立两个独立的配电站，分别专职服务于住宅区和商业区的电力分配。

在电力配送环节，该项目将10kV市政电力通过变压器调整至380V/220V以适应建筑内部使用。其供电体系融合辐射式、干线式及复合式等多种布局策略，以提高供电的灵活性和可靠性。特别是对于消防安全系统，包括消防控制中心装备、消防给水泵、喷淋系统泵、消防电梯以及防排烟系统等至关重要的消防负载，均采用更为稳固的辐射式供电模式，确保在紧急情况下这些关键设备的电力供应万无一失。

为确保在紧急情况下的电力供应，该项目配备了应急柴油发电机组，其常载功率高达660kW。在关键时刻，这台发电机组能通过放射式为消防负荷提供稳定的电力，从而确保消防系统的正常运行。

3火灾自动报警系统的设计与实施

3.1火灾自动报警系统的基本组成

火灾自动报警系统主要由火灾探测器、报警控制器、传输线路和报警装置等部分组成。这些组件协同工作，形成一个完整的火灾监控和报警网络。火灾探测器负责实时监测环境，一旦检测到火灾迹象，就会触发报警信号[3]。

3.2火灾探测器的选择与布置

火灾探测器的选择至关重要，它应根据保护区域的具体特征和潜在的火灾类型进行精心挑选（如表1所示）。举例来说，对于那些烟雾频发的区域，感烟探测器无疑是最佳选择，因其对烟雾的灵敏度极高。而在温度波动较大的环境中，感温探测器则更为适用，因为它能准确感应到异常的温度变化。必须全面考虑空间的高度、面积以及可能存在的遮挡物等多个因素，从而确保探测器的探测范围能够覆盖到保护区域内的每个角落。

3.3报警控制器的功能及设置要求

报警控制器堪称火灾自动报警系统的核心“大脑”。其主要负责接收并处理来自火灾探测器的信号，然后基于预设的逻辑来决定是否需要启动报警[4]。这就要求报警控制器必须具有高度的可靠性和稳定性。同时，为了方便人员操作与维护，其安装位置也需精心选择。此外，报警控制器还需配备与消防中心或其他应急响应系统相连接的通信接口。

以某工程的1#楼第14层多功能厅为例，该厅长33m，宽20m，层高达到15m。根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—2013）的第12.4.1条规定，对于高度超过12m的空间，推荐同时采用两种或更多种类的火灾探测器以增强火灾监测能力。

考虑到这类高大空间的多功能厅，其烟气不易聚集的特点，采用了主动探测与被动探测相结合的方式。选择吸气式感烟火灾探测器和线型光束感烟火灾探测器的组合显得更为合理和有效[5]。经过详细计算，在距顶板1.5m和距地面6m的位置各设置了一组线型光束感烟火灾探测器，同时在多功能厅上空安装了吸气式感烟火灾探测器，以满足火灾监测的需求。

3.4联动控制逻辑与信号反馈机制

火灾自动报警系统通常与其他消防系统（如喷淋系统、排烟系统等）联动。当火灾探测器发出报警信号时，报警控制器会根据预设的联动逻辑启动相应的消防设备[6]。同时，系统还应具备信号反馈机制，以便消防中心或现场人员能够实时了解系统的运行状态和火灾的实际情况。

3.5火灾自动报警系统的调试与维护

在系统安装完成后，应进行全面的调试，确保每个探测器、报警器和联动设备都能正常工作。此外，定期的维护和检查也是必不可少的，包括清洁探测器、检查线路连接、更新软件版本等。这些措施可以确保火灾自动报警系统在关键时刻能够可靠地发挥作用。

4结论

高层民用建筑消防配电及火灾自动报警系统的设计是一项复杂而重要的任务。在选择消防配电方式时，应根据具体需求和场景进行权衡，以找到最适合的方案；在消防系统供电方案的设计中，应注重电源的选择与配置、备用电源及应急照明系统的设计以及配电线路的保护与敷设方式等方面；火灾自动报警系统的设计与实施也是确保建筑安全的关键环节，需要特别注意火灾探测器的选择与布置、报警控制器的功能及设置要求以及系统的调试与维护等方面。

参考文献

[1]邓捷.高层民用建筑通风空调系统防火排烟措施初探[J].住宅产业，2023（9）：90-92.

[2]安晶，张立宁，庞晓娜，等.基于未确知聚类的高层建筑防火风险评估系统[J].消防科学与技术，2022，41（7）：942-945，950.

[3]车腾腾，王家良.关于《消防给水及消火栓系统技术规范》3.5.3条规定的思考[J].给水排水，2023，59（7）：108-111.

[4]李程.浅谈防排烟系统相关规范的历史沿革[J].中国设备工程，2024（3）：256-258.

[5]王深忱.建筑消防设施的现状、问题及对策探究：以浙江省绍兴市为例[J].今日消防，2023，8（9）：30-32.

[6]高大伟.建筑电气施工中火灾自动报警系统的安装技术[J].工程建设与设计，2024（5）：48-50.