建筑电气节能设计及绿色建筑浅析

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摘要：城市的飞速发展带来了社会安全问题，无论是交通出行还是用水、用电，都在考验着城市的承载能力。随着各种高层建筑的不断建设，用电负荷也开始不断增加，电器线路变得越来越多。因此，设计人员应合理设计电气消防系统，预防建筑火灾的发生，保护人民的生命财产安全。基于此，笔者结合建筑电气消防设计的主要原则，总结了建筑电气消防设计的要点和完善对策，以供参考。

关键词：建筑电气；消防设计；难度与措施

近年来，随着经济的快速发展，高层建筑的数量不断增多。由于高层建筑的高度高、机电设备多、管线繁杂，引发火灾的因素呈增长趋势。民用建筑的公共消防设施管理比较困难，火灾隐患已经成为人们关注的焦点。在建筑设计中，设计师既要根据建筑物的使用功能、空间与平面特征、使用人员的特点，采取安全的防火措施和控制火源措施，防止发生火灾，也要设置合理的安全疏散设施与有效的灭火、报警等设施，以控制和扑灭火灾，实现保护人身安全、减少火灾危害的目标。

1电气消防设计的主要原则

1.1确定电气消防用电负荷等级

《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）第10.1条规定明确指出了消防电源及其配电。《供配电系统设计规范》（GB50052—2009）第3章明确规定了负荷分级及供电要求。因此，设计人员应严格执行这些规范。

1.2保证消防用电的可靠性

消防用电的可靠性是建筑消防设施正常运行的基本保障。在实践中，消防设备的配电线路不可靠，就不能保证消防用电设备的供电可靠性。如果生产、生活用电与消防用电的配电线路采用同一回路，那么一旦发生火灾，电气线路短路或切断生产、生活用电都会导致消防用电设备不能运行。因此，消防用电设备必须采用专用的供电回路，确保生产、生活用电被切断时，仍能满足消防供电要求。

1.3满足火灾时连续供电的需求

“消防用电”包括消防控制室照明灯、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾探测与报警系统、自动灭火系统装置、疏散照明灯、疏散指示标志和电动防火门窗、电动卷帘、电动阀门等设施用电。连续供电是人员疏散和消防人员扑灭火灾的重要保障。

1.4明确是否设置火灾自动报警系统

火灾自动报警系统能起到早期发现和通报火警信息，及时通知人员进行疏散、灭火的作用。对于高度低、层数少、结构简单的建筑，设计人员可以按照防火规范的相关条款不设置火灾报警系统。火灾自动报警系统的设置范围包括：同一时间停留人数较多，发生火灾容易造成人员伤亡需及时疏散的场所或建筑；可燃物较多、火灾蔓延迅速、扑救困难的场所或建筑，以及不易及时发现火灾且性质重要的场所或建筑。因此，在初步设计阶段，设计人员需要明确是否设置火灾自动报警系统。

2建筑电气消防设计要点

在民用建筑设计中，由于设计周期短、任务重，设计师往往没有把握建筑电气消防设计的要点，而这些要点对消防设备持续运行起着关键作用。因此，笔者在实际项目中，总结了以下几个要点。

2.1火灾时消防排烟风机与消防补风机需要连锁启停线

《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB51251—2017）（以下简称《防烟排烟标准》）第5.2.2条中规定：“排烟防火阀在温度达到280℃时应自行关闭，并应连锁关闭排烟风机和补风机。”当排烟防火阀在280℃应自动熔断并关闭，补风机与排烟机应对应设置，排烟风机停止运行时，对应的补风机应连锁停止运行。因此，设计人员需要设置一根启停线来连锁关闭补风机。

2.2消防主电源电缆和备用电源共用同一桥架敷设，中间设置隔板

《民用建筑电气设计标准》（GB51348—2019）第8.5.13条规定：“下列不同电压、不同用途的电缆，不宜敷设在同一层或同一个桥架内：1kV以上和1kV以下的电缆；向同一负荷供电的两回路电源电缆；电力和电信电缆；当受条件限制需安装在同一层桥架内时，宜采用不同的桥架敷设，当为同类负荷电缆时，可用隔板隔开。”在没有限制情况的条件下，向同一负荷供电的两回路电源电缆宜分桥架敷设，但在实际施工中，许多消防主电源电缆都共用同一桥架敷设。因此，设计人员必须在中间设置防火隔板来保证消防线路安全和防止因电缆过热而相互影响。

2.3火灾时消防联动控制器应具有切除相关非消防负荷的功能

《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—2013）（以下简称《系统设计规范》）第4.10.1条规定：“消防联动控制器应具有切断火灾区域及相关区域的非消防电源的功能，当需要切断正常照明时，宜在自动喷淋系统、消火栓系统动作前切断。”火灾自动报警系统应能切断火灾区域及相关区域的非消防电源，现在普遍的做法是，在非消防的配电柜主开关中设置分励脱扣器辅助触点来切断非消防电源。设计人员往往没有统一在变配电室低压柜和二级配电柜中设置消防联动控制器，导致现场施工混乱，火灾时消防联动控制器不能切掉非消防负荷。

2.4正压送风机需要设置余压监控装置

《防烟排烟标准》第5.1.4条规定：“机械加压送风系统宜设有测压装置及风压调节措施。”机械加压送风系统设置测压装置，既可作为系统运行的信息掌控装置，又可作为超压后启动余压阀、风压调节措施的动作信号装置。疏散门的方向是朝疏散方向开启的，而加压送风作用方向与疏散方向恰好相反。若风压过高则会引起开门困难，甚至打不开门，从而影响疏散。

2.5火灾自动报警系统报警总线穿越防火分区处设置短路隔离器

《系统设计规范》第3.1.6条规定：“系统总线上应设置总线短路隔离器，每只总线短路隔离器保护的火灾探测器、手动火灾报警按钮和模块等消防设备的总数不应超过32点；总线穿越防火分区时，应在穿越处设置总线短路隔离器。”然而，在实际设计中，设计师往往没有在防火分区穿越处设置短路隔离器，而是在下一个防火分区探测器旁设置。

2.6疏散走廊设置末端探测器过多

《系统设计规范》第6.2.4条规定：“在宽度小于3m的内走道顶棚上设置点型探测器时，宜居中布置。感温火灾探测器的安装间距不应超过10m；感烟火灾探测器的安装间距不应超过15m；探测器至端墙的距离，不应大于探测器安装间距的1/2。”然而，在宽度小于3m的疏散走道上设置点型探测器时，设计师往往没有优先考虑居中布置。当感温火灾探测器的安装距离为10m时，末端的感温火灾探测器至墙的距离应为5m；当感烟火灾探测器的安装距离为15m时，末端的感烟火灾探测器至墙的距离应为7.5m。这种布置方法，既美观又节约成本。

2.7高大空间要求设置两种以上类型探测器

《系统设计规范》第12.4.1条规定：“高度大于12m的空间场所宜同时选择两种及以上火灾参数的火灾探测器。”考虑到建筑高度超过12m的高大空间场所建筑结构的特点及在发生火灾时火源位置、类型、功率等因素的不确定性，设计人员需要设置两种以上类型的火灾探测器。在一般情况下，设计人员往往只设置了线型光束感烟火灾探测器和消防水炮装置，这不符合规范要求。因此，设计人员还需要增设一套管路采样式吸气感烟火灾探测器来满足规范要求。

2.8消防弱电线路合用桥架时需要加隔板

《系统设计规范》第11.2.5条规定：“不同电压等级的线缆不应穿入同一根保护管内，当合用向一线槽时，线槽内应有隔板分隔。”为了保证火灾自动报警系统运行的稳定性和可靠性，当消防电源线、消防报警信号线、消防电话线、消防广播线、消防强启线等合用一个线槽时，不同电压等级的消防弱电线路之间需要加防火隔板。另外，线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施。

3建筑电气消防设计完善对策

3.1基于异常检查，加强消防报警联动系统设计

火灾消防报警系统一直是建筑施工的重点部分，该系统出现异常情况，会给建筑物整体性能带来不同程度的影响，例如在出现险情时，不能及时报警，延误救援时间。因此，工作人员必须全面检查火灾报警系统出现的异常情况。具体而言，一方面，工作人员需要结合设计图纸详细检查整个火灾报警消防系统运行情况，分析其各阶段运行数据，通过数据对比，找到出现异常的原因；另一方面，工作人员需要多元分析问题，利用专业知识来决定是否进行断电检查。工作人员也可以根据问题的严重程度，在系统正常运行情况下完成检查。在设计环节，设计人员需要具着前瞻性思维，综合考虑异常检查需求，加强消防报警联动系统设计。消防值班人员可以根据系统运行情况来远程控制风机、水泵。在消防报警联动系统设计中，设计人员可根据联动特点，将报警仪器放入专用仪器柜中，以便工作人员能够根据传递的信号来手动控制设备。

3.2考虑建筑功能，优化消防配电设计

为了保证消防配电系统在建筑物中的高效与稳定运行，设计人员应优化消防配电设计。首先，设计人员应全面分析建筑使用功能，结合民用建筑、公共建筑等不同类型建筑特点来完成消防配电设计与规划工作，从而保证电气消防系统持续稳定运行。其次，设计人员应基于建筑工程施工周期，结合消防配电设计需求来保证施工的科学性、有序性，同时做好后期维护工作。最后，设计人员应划分好区域，保证防火设计的合理性。另外，设计人员还需要结合不同区域的实际情况来优化消防配电设计。在此基础上，设计人员应根据消防电源监控系统的覆盖范围来做好监控设备设计工作，并且根据电压电流监控需求来监控消防设备。设计人员应保证在出现电压异常状态时，消防电源监控系统能够及时发现电压异常，同时发出报警信号，以便工作人员能够根据报警信号及时采取有效措施，将问题解决在萌芽状态。

3.3通过多点设置，做好消防水泵联动设计工作

消防水泵启动方式包括就地启动和消防控制室联动控制启动两种方式。在一般情况下，消防水泵的开关处于联控状态，它可以在发生火灾时自动开启。当消防水泵的开关出现故障时，火灾报警联动系统可以通过现场水泵控制柜就地控制，工作人员也可以手动将其开启，双方彼此互补，以彻底避免火灾的发生。想要保证手动开关在第一时间开启，设计人员就需要进行多点设置，保证每一个区域内的电气消防系统都能够开启消防水泵。最为关键的是，设计人员应该优化联控状态下整个消防水泵的自动开启条件：除了要满足电气系统的实际需求以外，还要利用消防水流量或者消防水压低的特点，让其自动开启。因此，在开展电气消防设计工作的时候，设计人员需要结合具体情况来开展相关工作：一方面，设计人员需要和施工人员进行密切交流与沟通，保证设计工作的科学性与可行性；另一方面，设计人员应做好消防水泵开关设计工作，从而保证设计工作的顺利进行。总之，设计人员通过多点设置，做好消防水泵联动设计工作，不仅能够充分满足火灾发生时第一时间开启消防水泵的需求，还能够保证设计工作的效果和质量。

4结语

综上所述，在城市现代化建设背景下，建筑电气消防设计的作用越来越明显。建筑电气消防设计不仅是建筑电气设计中重要的一项内容，还关系到人民的生命财产安全。因此，相关人员必须重视建筑电气消防设计工作，并且结合建筑物的使用功能、空间与平面特征，保证电气消防设计方案的可行性与合理性，从而推动建筑行业稳步发展。

作者:李国富 单位:北京市住宅建筑设计研究院有限公司