关于给住宅建筑地下车库消防设备的两种配电方式

关于给住宅建筑地下车库消防设备的两种配电方式

陆健翰

广西城乡规划设计院，广西南宁， 530000

摘要：住宅建筑随着社会发展呈现多样性，消防设备配电对于一个建筑物的保护至关重要，选取合适的配电方式可以保证供电可靠性的同时兼顾工程经济性、合理性及便捷性，根据工程的规模及特性，列举两种配电方式及其中的设计思路以帮助工程师在涉及此类工程时更快进行思路梳理。

关键词：住宅地下室；消防设备；配电设计；两种方式

1引言

随着社会及经济发展，工程建设中出现了越来越多带地下室车库的住宅建筑单体或建筑群，在设计过程中机电专业大多需要对消防设备做配电设计，本文就涉及此类电气设计如何进行消防配电做简单探讨。

2实例工程

2.1项目概况

以实际工程为例，某工程为一个新建住宅楼盘项目，塔楼9栋，均为一类高层；地下室车库一层，建筑面积38864平米，设置1400个车位。地下室分为15个防火分区，每个防火分区设置有消防风机房、消防排污泵等；还设置有水泵房一处，内含消火栓泵及喷淋泵等消防设施。

根据《建筑防火设计规范》GB50016-2014（2018版）（简称《防火规范》）第10.1.1条规定一类高层民用建筑及I类汽车库的消防用电应按照一级负荷供电。此处“一级负荷”的供电要求指 “当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏”【《供配电系统设计规范》GB50052-2009（简称《供配电规范》）第3.0.3条】，故该工程设置柴油发电机组作为备用电源以满足其供电负荷等级要求，这也是目前建筑电气行业用得最多、技术较为成熟的一套备用电源方案。一级消防负荷的配电要求则见《防火规范》第10.1.8所述 ：“消防控制室、消防水泵房、防烟和排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电，应在其配电线路的最末一段配电箱处设置自动切换装置。”

明确了消防用电设备对供电侧及受电侧的具体要求，我们着重地来讨论在设计过程中对于消防设备应采用何种配电方式来满足其配电需求。首先，消防设备属于建筑物内的重要用电设备，《供配电规范》明确了“对部分容量较大的集中负荷或重要用电设备，应从变配电所低压配电以放射式配电。”《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008亦提出“对容量较大和较重要的用电负荷宜从低压配电室以放射式配电”。从这里我们看出，对于消防用电设备的配电形式，规范首先提倡的是保证其供电可靠性，采用放射式供电即“点对点”的方式，减少配电级数、减小故障范围。

2.2需要解决的问题

回到上述项目，该地下室每个防火分区的一处风机房、一处消防排水泵等均可在视作一处“重要设备”，按照规范要求若全部从变配电房放射式出线至其末端进行投切配电，则出线将近两百回。风机房设备常用风机功率大小均为22kW/台以下，消防排水泵功率常在5.5kW/台左右计，这些从变配电房出线的回路线缆大小也常常在16mm²截面以下，多属于小截面电缆。小截面电缆出线在设计时需要进行必要的热稳定校验，相应地也要配备足够数量的低压配电柜；在跨越防火分区施工安装过程中容易遭到机械损伤，施工及运营检修难度大；同时，过多的电缆在同一个电缆桥架敷设容易导致线缆散热困难，留下安全隐患，长期使用会加速线缆老化，使得设备供电可靠性降低。据此，一般是将每个防火分区功能相同或相近的设备视为同一类负荷，作为一个“点”，根据负荷大小从变配电房引来防火分区单元总电缆，进行“点对点”放射式供电。

3两种配电方式

针对上述的实际情况，目前在建筑电气设计常见的配电方式中，有两种方式是可以使用的。

第一种做法为：总电缆（含主电与备电）进入到防火分区单元后一路将消防负荷如风机房配电箱并联在一起，通过T接箱或者穿刺线夹引出支线，形成消防负荷终端双电源投切供电。此种做法好处在于对终端负荷来说是直接通过电缆导体将其与变配电中心联络起来，可靠性强、中间配电级数少，一般来说不大于二级配电；并且需要主、备总电缆根据消防设备设置的位置沿线敷设桥架，由变配电房一直敷设到终端受电点。这种配电方式通常有两类做法：（1）支线跟主线的连接采用穿刺线夹或不带保护开关的T接箱，由于支线电缆变径，回路导体载流量变小，其连接距离不大于3米，以保证短路保护的灵敏性、可靠性（《低压配电设计规范》GB50054—2011第6.2.5条规定并满足第6.2.6条规定）；（2）支线跟主线的连接采用带保护开关的T接箱，支线可在保护范围内由主线引出，不受上述第1类做法3米距离的限制，但是保护开关应具有“仅短路时跳闸，过载不跳闸”的功能，此类做法相当于增加了一级配电保护。

第二种做法为：总电缆（含主电与备电）进入到防火分区单元后设置两个配电总箱，一个为主电电源进线，另一个为备用电源进线。从主、备总配电箱分别馈线放射至终端配电箱做双电源切换后给消防设备供电。此种做法的优点是由总配电箱至双电源切换箱亦为放射式供电，保证了配电点至终端受电点线路可靠、无断点，同时主、备用电源总进线电缆无需在单元防火区内沿着桥架按照风机房或者其他消防设备间的位置通长敷设，减少了暴露在该防火分区火场中的风险。根据《防火规范》10.1.10.3条款规定，消防负荷电缆从变配电房出线与非消防负荷电缆均同沟敷设，需要采用矿物绝缘电缆直至总配电箱进线端，而馈线段在专用桥架中敷设时则可以采用一般耐火电缆或低烟无卤耐火电缆。矿物绝缘电缆价格较高，外层采用金属护套，增加了防火材料填充后实际弯曲半径比普通电缆大，电缆刚性也更大，施工有一定的困难，所以适当合理减少矿物绝缘电缆的使用在工程经济上跟施工便捷性上都是有好处的。

4 配电方式优缺点分析

以上两种方法在实际工程运用中各有侧重，从规范层面来说，《供配电规范》第4.0.6条规定“供配电系统应简单可靠，同一电压等级配电级数高压不宜多于两级；低压不宜多于三级”，以上两种配电方式均未大于三级，未违反相关规范。第一种配电方式中分散的消防用电设备（如消防排水泵及小负荷设备如防火卷帘等）的电源接线可以从就近的消防设备双电源切换箱独立馈线取出，就线缆的数量简单来说可以起到减少线缆效果，且直接从配电房放射式引来，可靠性较强；增加了防火分区总电缆（一般是矿物绝缘电缆）的敷线数量，主、备用双回电缆常常贯穿整个防火分区单元（如两处风机房以上），总电缆需要先进入设备房（如风机房）接出支线后再引到下一个设备房，跨越的路程长，当遇到防火分区单元较大、消防设备较多、总电缆截面随着增大时这种配电方式则有着更大的不利性。

第二种配电方式增加了一级中间总配电箱，对于各种消防设备均能从此配电箱灵活放射式引出，且减少了总电缆的数量，虽然支线电缆一般引出距离较长，但在架设桥架、敷设电缆时均是小截面电缆，施工方便、灵活，遇到防火分区单元较大、负荷较大时也能采用大截面积总电缆，无需过多考虑施工难度问题。在较小防火分区、负荷较小情况时采用此方法则明显增加了一级配电箱，可靠性降低。

5结束语

本文所列举的实际工程项目因其防火分区数量多，防火分区单元消防负荷较小、负荷种类简单，考虑到变配电所靠近负荷中心，线缆敷设距离适中，故在设计时采用了第一种配电方式。而在实际的设计过程中，选用第一种还是第二种配电方式通常要结合整个项目的实施条件进行考量的，如变配电所设置位置，取电是否方便，设备房设置位置是否集中，消防设备种类、负荷大小等，一般说来，简单的住宅地下室配电可选择第一种配电方式，可靠性高；复杂的住宅地下室配电可选择第二种配电方式，灵活性高。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部. 建筑设计防火规范[M]. 中国计划出版社, 2015.

[2] 徐铭飞, 樊喜光. 论建筑电气设计中的消防配电设计[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2013(9).