火灾工况下地铁车站负荷计算——本防火分区外其他非消防负荷不应按照完全切除考虑

火灾工况下地铁车站负荷计算——本防火分区外其他非消防负荷不应按照完全切除考虑

赵军龙

中铁第一勘察设计院集团有限公司  陕西  西安  710043

摘要：目前国内地铁车站动力照明系统的负荷计算大多采用需要系数法。规范要求，火灾自动报警系统确认火灾后，消防控制设备应按消防分区在配电室或变电所切断相关区域的非消防电源，故火灾工况下不能按照整个车站非消防负荷完全切除进行负荷计算。

关键词：负荷计算；地铁车站；火灾工况；

1负荷计算的方法

为获得供配电系统设计所需的各项负荷数据，用以选择和校验导体、电器、设备、保护装置和补偿装置，计算电压降、电压偏差、电压波动等，需要进行负荷计算，负荷计算对地铁车站变压器容量选择有着至关重要的意义。负荷计算的内容包括：求取各类计算负荷，包括最大计算负荷、平均负荷、尖峰电流、计算电能消耗量、电网损耗等【1】。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同一时段内变动负荷所产生的最大热效应相等。

需要系数法源于对负荷曲线的分析，需要系数法的计算过程为：用电设备功率乘上需要系数得出设备组的计算功率（需要功率），然后多个设备组的计算功率加和再乘上同时系数。需要系数法是一种经验法，尤其适用于配变电所以及长期平稳运行的负载。需要系数法计算过程较简便，是低压配电设计主流的负荷计算方法，在地铁设计中被广泛使用。

查阅文献，在地铁车站进行负荷计算的工程中，因车站非消防负荷的设备容量大于消防负荷的设备容量，大多负荷计算仅考虑正常工况下的总负荷容量。依据规范，还应对火灾工况下，车站某个防火分区发生火灾工况，校验负荷计算的合理性。

2火灾工况下地铁车站的负荷计算的依据

2.1依据《地铁设计规范》（GB50157-2013）19.3.6消防电源、应急照明及疏散指示的控制，应符合下列规定: ①火灾自动报警系统确认火灾后，消防控制设备应按消防分区在配电室或变电所切断相关区域的非消防电源;②火灾自动报警系统确认火灾后，应接通应急照明灯和疏散标志灯电源,并应监视工作状态的功能【2】。

条文解释中提到，本条规定了在火灾情况下消防控制设备按消防分区在配电室或变电所切除火灾区域的非消防电源，在保证利于消防救灾的前提下，尽量缩小断电范围。本处所指的非消防电源主要是建筑设施的电源，地铁系统电源由于设有UPS，切除的位置应能保证设备完全断电，切除的时机可视需要确定。车站发生火灾时，应按照防火分区切除非消防负荷，而不是整个车站的非消防负荷完全切除。

2.2依据《地铁防火设计规范》（GB51298-2018）1.0.3  一条线路、一座换乘车站及其相邻区间的防火设计可按同一时间发生一处火灾考虑【3】。

地铁车站某个防火分区发生火灾，按照整个车站及相邻区间所有的非消防负荷不妥，与发生火灾无关地点无关的防火分区内的非消防负荷不应切除。

2.3依据《民用建筑电气设计标准》（GB51348-2019）3.5.3当消防用电设备的计算负荷大于火灾切除的非消防负荷时，应按未切除的非消防负荷加上消防负荷计算总负荷。否则，计算总负荷时不应考虑消防负荷容量【4】。

提供了负荷计算的方法，即使平时使用的，与消防灭火无关的负荷，在其它防火分区发生火灾时进行负荷计算，仍需考虑其设备容量。

 3火灾工况下地铁车站的负荷计算

3.1在车站站台公共区发生火灾工况下，应切除本站站台公共区正常照明、广告照明、插座等负荷，需启动公共区排烟风机、消防泵等消防负荷。需要对排烟风机、消防泵等平时不用的消防负荷的容量和需切除的站台公共区非消防负荷作比较。如果本防火分区内消防用电设备的计算负荷大于火灾切除的非消防负荷时，应按未切除的非消防负荷加上消防负荷计算总负荷。

3.2在车站相邻区间发生火灾工况下，需要切除地铁隧道的正常照明、检修箱等负荷，启动隧道风机、消防水泵等消防负荷；地铁车站公共区是否切非与各地的运营模式有关，地铁车站设备区为相对独立的防火分区，距离火灾地点较远，依据规范，不应切除本区域的非消防电源。且隧道风机、消防泵的容量较大，易对负荷计算及变压器容量的选择产生交代影响，负荷计算时应慎重考虑。

4结束语

地铁车站负荷计算时，不能仅考虑正常工况，整个车站非消防负荷完全切除进行负荷计算。还应同时考虑火灾工况下，某个防火分区发生火灾后，此防火分区内消防用电设备的计算负荷是否大于火灾切除的非消防负荷时。如果消防用电设备的计算负荷大于火灾切除的非消防负荷时，应按未切除的非消防负荷加上消防负荷计算总负荷。

参考文献  

[1] 《工业与民用供配电设计手册》（第四版）

[2] 《地铁设计规范》（GB50157-2013）

[3] 《地铁防火设计规范》（GB51298-2018）

[4] 《民用建筑电气设计标准》（GB51348-2019）