建筑电气设计要点

在民用建筑电气设计中，经常遇到一些易于忽视的问题，这些问题涉及到不同负荷对供配电系统的要求、火灾时消防设备的持续运行时间及供电安全等方面，下面仅就消防负荷的供电要求、一级非消防负荷和二级非消防负荷的供电、对消防设备的备用电源的要求及线路敷设等问题予以分析和探讨力求给出了符合规范要求的解决方案。

1 规范对消防负荷供电要求的一些变化

众所周知，对一级（二级）消防负荷的供电 应采用双回路（双回线）电源供电，并在末端配电箱处自动切换。但是，为消防负荷供电的供配电系统应如何设计就各不相同了。通常有两种方案，一种是在两路低压进线断路器后各设一消防负荷专用母线段(如图一所示） ，另一种是消防负荷与非消防负荷共用同一低压母线段(如图二所示）无疑第一种受非消防负荷的影响要小，消防负荷供电可靠性要高。  

图一：负荷分组方案

图二：负荷不分组方案

特点： 消防负荷与非消防负荷不分开，非消防负荷     对 消防负荷影响较大。

上述两个方案，如果低压母线发生短路或由于火灾时“切非”不利，消防水四溢导致配电线路发生接地故障或短路，造成越级跳闸等都会使进线断路器跳闸则是两个方案的共同特点。

正因如此，近年火灾案例中发生消防灭火设备在火灾初期可启动灭火，但在灭火过程中，发生主电源跳闸，主电源虽然有电，但合不上闸，消防灭火设备不能启动，耽误了最佳灭火时间，火势蔓延造成重大损失的案例很多。因此，正在修订的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045作了下述规定：消防负荷的正常工作电源应独立设置,不应与普通负荷共用同一低压母线段。除电源进线设置的隔离电器外，亦不应与普通负荷共用同一进线断路器。

本次修订《高规》对消防电源提出了独立设置的要求，其宗旨是确保火灾期间消防电源不受非消防负荷的影响。具体做法是从建筑物变电所低压侧封闭母线处就将消防电源分出各成独立系统(如图三所示)。如果建筑物为低压电缆进线，则从进线隔离电器下端将消防电源和非消防电源分开，从而确保消防电源相对建筑物而言是独立的，提高了消防负荷供电的可靠性。

图三：负荷分组方案

特点： 消防负荷与非消防负荷分开，非消防负荷对消防负荷影响较小。

2 规范对“末端”的新解释

一级（二级）消防负荷供电强调：双回路电源和双回线电源在末端配电箱处自动切换。末端配电箱至消防设备的距离多远才算末端呢？这一问题国家规范一直没有明确的规定，设计人员的理解各不相同，审图人员与设计人员经常为此事争执。为解决“末端” 问题，正在修订中的《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116规定：末端配电箱至消防设备的距离小于等于30米，即可认为是“末端”。且不说此规定是否合理，但作为权威部门给出这一结论，对设计人员来说就有章可循了。

3.1 二级非消防负荷如何供电？

1）当有两路10kV电源满足一级负荷供电时，可在低压配电系统首端变电所或配电室切换，单回线路到末端，利用双电源的可靠性弥补了单回线路供电可靠性的不足；

2）一路10kV电源，两台变压器供电时，应采用双回线至低压配电系统末端切换；

3.2 一路10kV电源，一台变压器供电，能否满足非消防二级负荷要求？

作为专用电源供某种二级负荷（如空调机组）可满足要求，应该指出这是为二级负荷供电的最低要求，如果不为专用则不能满足要求。

3.3 一级（二级）非消防负荷的切换时间多长合理？

此问题在国内的规范中均无明确交待，不像消防荷的切换时间均有较详细的规定。如何确定其切换时间？就这一问题与业内人士多次交流探讨，认为20min之内如能将备用电源投入运行，对建筑物运营不会产生太大影响，可认为符合设计要求，据此确定采用手动切换还是自动切换。如备用电源在20min之内能为全部一级（二级）负荷供电，则允许采用手动，否则，应采用自动切换。这一观点是基于客梯、生活水泵及电动扶梯等在短时中断供电不会造成太大影响来确定的。

4 对消防负荷的备用电源的要求

对消防负荷备用电源的要求，在设计中也是不好掌握且容易忽视的问题。因此，正在修订中的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045作了下述规定：

4.1消防设备的备用电源应满足消防设备持续运行时间的要求；

4.2消防设备的配电箱和控制箱应满足消防设备运行期间的耐火要求。

消防设备的备用电源 通常有三种:

1） 独立于工作电源的市电回路;

2）柴油发电机;  

3）EPS应急电源。

当采用柴油发电机、EPS作应急电源时，其容量应满足消防设备持续运行时间的要求。在此值得一提的是EPS应急电源装置的初装容量应保证蓄电池组在更换之前的任意时间内都能满足消防设备持续运行时间的要求。

消防设备的配电箱和控制箱,应采取耐火隔离措施。这也是确保火灾时配电箱和控制箱不会因为自身防护不好而影响消防设备运行。如配电箱和控制箱不采取耐火防护措施，则火灾时箱体受热很快就使箱内电器元件变形或跳闸,不能完成赋予的灭火任务。

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