建筑防火-消防供配電

建筑防火--消防供配電我們考注冊消防工程師是干嘛用的？是因?yàn)橛辛?29號(hào)令，目前主要是技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)中的消防安全評(píng)估和消防檢測維保技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)有強(qiáng)制注冊消防工程師的人數(shù)要求，所以由根本服務(wù)要求來才產(chǎn)生了我們考試的需求。那么實(shí)際上最關(guān)鍵的還是為消防檢測服務(wù)的。作為消防系統(tǒng)來說，我們最重要的第一個(gè)要搞清楚的問題是什么問題？是火災(zāi)時(shí)候能夠正常使用，否則一切為零。因此我們第一個(gè)要講的系統(tǒng)是消防供配電，我們這里第三篇的順序沒有按照教材的順序，而是根據(jù)系統(tǒng)使用的重要程度和最經(jīng)常用到的系統(tǒng)順序來教學(xué)。授課順序01教材第三篇第一章概述P15702教材第三篇第十四章消防供配電P35203教材第三篇第九章火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)P26404教材第三篇第二章室內(nèi)外消防給水系統(tǒng)P16205教材第三篇第三章自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)P17506教材第三篇第六章氣體滅火系統(tǒng)P22107教材第三篇第十章防排煙系統(tǒng)P29508教材第二篇五章三四節(jié)防火防煙分隔設(shè)施P7909教材第三篇第十一章消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)P32110教材第三篇第四章水噴霧滅火系統(tǒng)P19511教材第三篇第五章細(xì)水霧滅火系統(tǒng)P20812教材第三篇第七章泡沫滅火系統(tǒng)P23913教材第三篇第八章干粉滅火系統(tǒng)P25314教材第三篇第十三章建筑滅火器配置P33915教材第三篇第十二章城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)P329第十四章消防供配電學(xué)習(xí)要求通過對(duì)本章的學(xué)習(xí)，了解消防用電設(shè)備的范疇和消防電源的基本要求，熟悉消防用電負(fù)荷備用電源、消防負(fù)荷的電源設(shè)計(jì)以及電線、電纜的選型原則。當(dāng)建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，首先應(yīng)利用建筑物本身的消防設(shè)施進(jìn)行滅火和疏散人員、物資?？煽康碾娫?，消防設(shè)施將無法正常工作，而導(dǎo)致不能及時(shí)報(bào)警與滅火，不能有效地疏散人員、控制火勢蔓延，勢必造成重大的損失。因此，合理地確定消防用電負(fù)荷等級(jí)，科學(xué)地設(shè)計(jì)消防配電系統(tǒng)，對(duì)保障建筑消防用電設(shè)備的供電可靠性是非常重要的。第一節(jié)消防用電及負(fù)荷等級(jí)一、消防用電正常條件下，消防用電設(shè)備依靠城市電網(wǎng)供給電能。一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)直接影響城市電能輸出的可靠性和安全性，也就直接影響消防用電設(shè)備在火災(zāi)條件下工作的可靠性和安全性。因此在建筑電氣防火設(shè)計(jì)的過程中，首要考慮的就是消防用電在火災(zāi)條件下的電能連續(xù)供給的可靠性及安全性，這種供給的安全性包括電能的限流和限壓，以保證消防用電設(shè)備在發(fā)生故障起火時(shí)的安全，也包括電氣線路的泄流引發(fā)觸電，危及應(yīng)急逃生人員及搶險(xiǎn)救援人員的生命安全。消防電源是指在火災(zāi)時(shí)能保證消防用電設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行的獨(dú)立電源。消防電源的基本要求包括以下幾個(gè)方面：（一）可靠性在火災(zāi)條件下，若消防電源停止供電，會(huì)使消防用電設(shè)備直接失去作用，貽誤了搶險(xiǎn)救援的時(shí)機(jī)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的后果，因此必須確保消防電源及配電系統(tǒng)的可靠性。（二）耐火性在火災(zāi)條件下，許多消防用電設(shè)備是在火災(zāi)現(xiàn)場或附近工作，因此消防電源的配電系統(tǒng)應(yīng)具有耐火、耐熱及防爆性能，同時(shí)還可以采用耐火材料在建筑整體防火條件下提高不間斷供電的能力和時(shí)間。（三）有效性消防用電設(shè)備在搶險(xiǎn)救援過程中需要持續(xù)一定的工作時(shí)間，因此消防電源應(yīng)能在火災(zāi)條件下保證持續(xù)供電時(shí)間，以確保消防用電設(shè)備的工作有效性。（四）安全性消防電源和配電系統(tǒng)在火災(zāi)條件下工作環(huán)境極為惡劣，必須采用相應(yīng)的保護(hù)措施，防止過流、過壓導(dǎo)致消防用電設(shè)備的故障起火，防止電氣線路漏電引發(fā)的觸電事故。（五）科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性在保證可靠性、耐火性、有效性和安全性的前提下，要考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，考慮電源的節(jié)能效果和電源質(zhì)量，考慮施工和操作的方便快捷，考慮投資、運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用等等。二、消防用電的負(fù)荷等級(jí)在供配電系統(tǒng)中，用電設(shè)備被稱為電力負(fù)荷，其大小以功率或電流表示。劃分消防負(fù)荷等級(jí)并確定其供電方式的基本出發(fā)點(diǎn)是建筑物的結(jié)構(gòu)、使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、人員疏散和撲救難度、事故造成的后果等因素。（一）基本概念消防負(fù)荷就是指消防用電設(shè)備，根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。（二）一級(jí)負(fù)荷（1）一級(jí)負(fù)荷適用的場所。下列場所的消防用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電：建筑高度大于50m的乙、丙類生產(chǎn)廠房和丙類物品庫房，一類高層民用建筑，一級(jí)大型石油化工廠，大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，大型物資倉庫等。（2）一級(jí)負(fù)荷的電源供電方式。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，且兩個(gè)電源要符合下列條件之一：1）兩個(gè)電源之間無聯(lián)系。2）兩個(gè)電源有直接聯(lián)系，但符合下列要求：①任一電源發(fā)生故障時(shí)，兩個(gè)電源的任何部分均不會(huì)同時(shí)損壞。②發(fā)生任何一種故障且保護(hù)裝置正常時(shí)，有一個(gè)電源不中斷供電，并且在發(fā)生任何一種故障且主保護(hù)裝置失靈以至兩個(gè)電源均中斷供電后，應(yīng)能在有人員值班的處所完成各種必要操作，迅速恢復(fù)一個(gè)電源供電。（3）結(jié)合消防用電設(shè)備的特點(diǎn)，以下供電方式可視為一級(jí)負(fù)荷供電：1）電源一個(gè)來自區(qū)域變電站（電壓在35kV及以上），同時(shí)另設(shè)一臺(tái)自備發(fā)電機(jī)組。2）電源來自兩個(gè)區(qū)域變電站。（三）二級(jí)負(fù)荷（1）二級(jí)負(fù)荷適用的場所。下列建筑物、儲(chǔ)罐（區(qū)）和堆場的消防用電應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷供電：室外消防用水量大于30L/s的廠房（倉庫），室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場、可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐（區(qū)）和甲、乙類液體儲(chǔ)罐（區(qū)），糧食倉庫及糧食筒倉，二類高層民用建筑，位數(shù)超過1500個(gè)的電影院、劇場，座位數(shù)超過3000個(gè)的體育館，任一層建筑面積大于3000m2的商店和展覽建筑，省（市）級(jí)及以上的廣播電視、電信和財(cái)貿(mào)金融建筑，室外消防用水量大￥5L/s的其他公共建筑。（2）二級(jí)負(fù)荷的電源供電方式。二級(jí)負(fù)荷的電源供電方式可以根據(jù)負(fù)荷容量及重要性進(jìn)行選擇：1）二級(jí)負(fù)荷包括范圍比較廣，停電造成的損失較大的場所，采用兩回線路供電，且變壓器為兩臺(tái)（兩臺(tái)變壓器可不在同一變電所）。2）負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件較困難的條件下，允許有一回路6kV以上專線架空線或電纜供電。當(dāng)采用架空線時(shí)，可為一回路架空線供電；當(dāng)用電纜線路供電時(shí)，由于電纜發(fā)生故障恢復(fù)時(shí)間和故障點(diǎn)排查時(shí)間長，故應(yīng)采用兩個(gè)電纜組成的線路供電，并且每個(gè)電纜均應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。（四）三級(jí)消防負(fù)荷三級(jí)消防用電設(shè)備采用專用的單回路電源供電，并在其配電設(shè)備設(shè)有明顯標(biāo)志。其配電線路和控制回路應(yīng)按照防火分區(qū)進(jìn)行劃分。消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備，應(yīng)急電源可采用第二路電源、帶自起動(dòng)的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組或由二者組成的系統(tǒng)供電方式。消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等的供電，要在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。切換部位是指各自的最末一級(jí)配電箱，如消防水泵應(yīng)在消防水泵房的配電箱處切換；消防電梯應(yīng)在電梯機(jī)房配電箱處切換。三、消防備用電源建筑處于火災(zāi)條件下，為確保人員安全疏散和搶險(xiǎn)救援，許多消防用電設(shè)備仍需要堅(jiān)持工作，為消防用電設(shè)備應(yīng)急供電的獨(dú)立電源就稱為消防備用電源。消防備用電源有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、消防應(yīng)急電源等。在特定防火對(duì)象的建筑物內(nèi)，消防備用電源種類不是單一的，多采用幾個(gè)電源的組合方案。一般根據(jù)建筑負(fù)荷等級(jí)、供電質(zhì)量、應(yīng)急負(fù)荷的數(shù)量與分布以及負(fù)荷特性等因素來決定方案的選擇。消防用電設(shè)備正常條件下由主電源供電，火災(zāi)時(shí)由消防備用電源供電，當(dāng)主電源不論任何原因切斷時(shí)，消防備用電源應(yīng)能自動(dòng)投入以保證消防用電的可靠性。（一）應(yīng)急發(fā)電機(jī)組應(yīng)急發(fā)電機(jī)組有柴油發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組兩種。1）柴油發(fā)電機(jī)組是將柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組合在一起的發(fā)電設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)組運(yùn)行不受城市電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，是較理想的獨(dú)立可靠電源；機(jī)組功率范圍廣，可從幾千瓦到數(shù)十千瓦不等；機(jī)組操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；機(jī)組工作效率高，對(duì)油質(zhì)要求不高；缺點(diǎn)是工作噪聲大、過載能力小，適應(yīng)啟動(dòng)沖擊負(fù)荷能力較差。2）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組包括燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏、啟動(dòng)蓄電池、油箱等設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)的冷卻不需要水冷，需要空氣自行冷卻，加之燃燒需要大量空氣，所以，燃?xì)廨啓C(jī)組的空氣使用量是柴油機(jī)組的3.5?5倍。因此宜安裝在進(jìn)氣和排氣方便的地上層或屋頂，不宜設(shè)在地下等進(jìn)氣和排氣有難度的場所。（二）消防應(yīng)急電源消防應(yīng)急電源是指平時(shí)以市政電源給蓄電池充電，市電斷電后利用蓄電池繼續(xù)供電的備用電源裝置。（三）消防備用電源的選型及設(shè)置消防備用電源電源類型的選擇，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間以及要求的電源為交流或直流等條件來進(jìn)行。（1）消防備用電源電源類型的選擇消防用電設(shè)備與適宜備用電源種類見表3—14—1。表3-14-1消防用電設(shè)備與適宜備用電源的種類一覽表需要配接備用電源的消防設(shè)備適宜的備用電源種類應(yīng)急發(fā)電機(jī)組消防應(yīng)急電源室內(nèi)消火栓系統(tǒng)適宜適宜排煙系統(tǒng)適宜適宜自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)適宜適宜泡沫滅火系統(tǒng)適宜適宜干粉滅火系統(tǒng)適宜適宜表3-14-1消防用電設(shè)備與適宜備用電源的種類一覽表需要配接備用電源的消防設(shè)備適宜的備用電源種類應(yīng)急發(fā)電機(jī)組消防應(yīng)急電源消防電梯適宜不適宜火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不適宜適宜電動(dòng)防火門窗適宜適宜消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)不適宜適宜消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)不適宜適宜建筑內(nèi)設(shè)置的自備柴油發(fā)電機(jī)組一般作為備用電源外，可兼作建筑物內(nèi)消防設(shè)備的應(yīng)急電源，其確保的供電范圍如下：1）消防設(shè)施用電，如消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火裝置、應(yīng)急照明和電動(dòng)的防火門、窗、卷簾門等。2）保安設(shè)施、通信、航空障礙燈、電鐘等設(shè)備用電。3）航空港、星級(jí)飯店、商業(yè)、金融大廈中的中央控制室及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。4）大、中型電子計(jì)算機(jī)室等用電。5）醫(yī)院手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等用電。6）具有重要意義場所的部分電力和照明用電。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，自備柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)能自動(dòng)切除所帶的非消防負(fù)荷。疏散照明燈具應(yīng)急電源應(yīng)采用自帶電池或集中電源組成的應(yīng)急電源系統(tǒng)，確保在救火過程中有可靠的電源供電來保證疏散人員的人身安全。疏散照明燈具的應(yīng)急電源可采用EPS集中供電或燈具自帶電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)。燈具自帶電池組時(shí)，任何情況下充電電源均不得被切斷。（2）電源的切換允許中斷供電時(shí)間為15s以上的供電，可選用快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。特別重要負(fù)荷中有需要驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大，但允許停電時(shí)間為15s以上的，可采用快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組，這是考慮一般快速自啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)時(shí)間為10s左右。允許中斷供電時(shí)間僅僅為毫秒級(jí)的供電，可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機(jī)械儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油發(fā)電機(jī)不間斷供電裝置。由于蓄電池裝置供電穩(wěn)定、可靠、無切換時(shí)間、投資較少，故允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，且容量不大的特別重要負(fù)荷，可采用直流電源時(shí)，應(yīng)由蓄電池裝置作為應(yīng)急電源。特別重要負(fù)荷要求交流電源供電，只允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，且容量不大的，可采用靜止型不間斷供電裝置。若特別重要負(fù)荷中有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)需要的負(fù)荷，啟動(dòng)電流沖擊負(fù)荷較大的，又只允許停電時(shí)間為毫秒級(jí)，可采用機(jī)械儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電裝置或柴油機(jī)不間斷供電裝置。應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取防止并列運(yùn)行的措施。禁止應(yīng)急電源與工作電源并列運(yùn)行，目的在于防止電源故障時(shí)，工作電源使應(yīng)急電源嚴(yán)重過負(fù)荷。柴油發(fā)電機(jī)或蓄電池采用熱備用時(shí)，發(fā)電機(jī)或蓄電池掛在工作電源上，平時(shí)原動(dòng)機(jī)不工作，不能認(rèn)為是并網(wǎng)，為了防止誤并網(wǎng)，原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)指令，必須由工作電源主開關(guān)的輔助觸點(diǎn)發(fā)出，而不是由繼電器的觸點(diǎn)發(fā)出，因?yàn)槔^電器有可能誤動(dòng)作而造成與正常電源誤并網(wǎng)。具有頻率跟蹤環(huán)節(jié)的靜止型不間斷電源，可與工作電源并列運(yùn)行。第二節(jié)消防電源供配電系統(tǒng)一、消防用電設(shè)備的配電方式正確選擇建筑物內(nèi)低壓配電系統(tǒng)主接線方案，是民用建筑電氣設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、規(guī)模和性質(zhì)來合理確定。通常建筑高度越高，體量越大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)撲救的難度也越大，當(dāng)建筑高度超過100m時(shí)，只能靠自救滅火。因此，保證消防用電設(shè)備的可靠供電非常重要。為了保證消防負(fù)荷供電不受非消防負(fù)荷的影響，低壓配電系統(tǒng)主接線采用分組設(shè)計(jì)方案，無疑將大幅提高配電系統(tǒng)的可靠性。要根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及容量合理設(shè)置短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、接地故障保護(hù)和過、欠電壓保護(hù)。（一）消防負(fù)荷的電源設(shè)計(jì)消防電源要在變壓器的低壓出線端設(shè)置單獨(dú)的主斷路器，不能與非消防負(fù)荷共用同一路進(jìn)線斷路器和共用同一低壓母線段。消防電源應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，即從建筑物變電所低壓側(cè)封閉母線處或進(jìn)線柜處就將消防電源分出而各自成獨(dú)立系統(tǒng)。如果建筑物為低壓電纜進(jìn)線，則從進(jìn)線隔離電器下端將消防電源分開，從而確保消防電源相對(duì)建筑物而言是獨(dú)立的，提高了消防負(fù)荷供電的可靠性。當(dāng)建筑物雙重電源中的備用電源為冷備用，且備用電源的投入時(shí)間不能滿足消防負(fù)荷允許中斷供電的時(shí)間時(shí)，要設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，機(jī)組的投入時(shí)間要滿足消防負(fù)荷供電的要求。（二）消防備用電源的設(shè)計(jì)當(dāng)消防電源由自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組提供備用電源時(shí)，消防用電負(fù)荷為一級(jí)或二級(jí)的要自動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)裝置，并在30s內(nèi)供電；當(dāng)采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，在火災(zāi)確認(rèn)后要在60s內(nèi)供電。工作電源與應(yīng)急電源之間，要采用自動(dòng)切換方式，同時(shí)按照負(fù)載容量由大到小的原則順序啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)類負(fù)載啟動(dòng)間隔宜在10?20s之間。當(dāng)采用柴油發(fā)電機(jī)組做消防備用電源時(shí)，其電壓等級(jí)要符合下列規(guī)定：1）供電半徑不大于400m時(shí)，宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)組。2）供電半徑大于400m時(shí)，宜采用中壓柴油發(fā)電機(jī)組。3）線路電壓降應(yīng)不大于供電電壓的5%。消防備用電源應(yīng)滿足火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求：商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、一類建筑的財(cái)貿(mào)金融樓、圖書館、書庫、重要的檔案樓，科研樓，和旅館的消防水泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3h,其他高層建筑為2h；用于防火卷簾的泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為3h;消防電梯火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間應(yīng)大于消防水泵、水幕泵火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間，建筑高度大于100m的民用建筑，加壓風(fēng)機(jī)、防排煙機(jī)火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間要大于90min；醫(yī)療建筑，老年人建筑，總建筑面積大于100000m2的公共建筑，火災(zāi)時(shí)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間要大于60min；其他建筑要大于30min。采用FEPS作為備用電源時(shí)，電池初裝容量應(yīng)為使用容量的3倍；三相供電的EPS單機(jī)不宜大于120kW,單項(xiàng)供電的EPS單機(jī)容量不宜大于30kW,且應(yīng)有單節(jié)電池保護(hù)和電能均衡裝置。（三）配電設(shè)計(jì)消防水泵、噴淋水泵、水幕泵和消防電梯要由變配電站或主配電室直接出線，采用放射式防煙和排煙風(fēng)機(jī)、防火卷簾以及疏散照明可采用放射式或樹干式供電。消防水泵，防煙和排煙風(fēng)機(jī)及消防電梯的兩路低壓電源應(yīng)能在設(shè)備機(jī)房內(nèi)自動(dòng)切換，其他消防設(shè)備的電源應(yīng)能在每個(gè)防火分區(qū)配電間內(nèi)自動(dòng)切換；消防控制室的兩路低壓電源應(yīng)能在消防控制室內(nèi)自動(dòng)切換。消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)和正壓送風(fēng)機(jī)等設(shè)備不能采用變頻調(diào)速器作為控制裝置。電動(dòng)機(jī)類的消防設(shè)備不能采用EPS/UPS作為備用電源。主消防泵為電動(dòng)機(jī)水泵，備用消防泵為柴油機(jī)水泵，主消防泵可采用一路電源供電。消防設(shè)備的配電箱和控制箱宜安裝在配電室、消防設(shè)備機(jī)房、配電小間或電氣豎井內(nèi)；當(dāng)必須在其他場所安裝時(shí)，箱體要采取防火措施，并滿足火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的要求。消防負(fù)