对民用建筑消防电气设计的异议

摘要：本文主要对民用建筑消防供配电设计中，如何做到安全可靠和经济合理阐述个人观点。

关键词:民用建筑 消防专用线路 末端切换 应急电源

消防电气设计执行的标准有《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（以下简称“高规”）、《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92以及《供配电系统设计规范》GB50052－2009（以下简称“供规”）， 《高规》9.1.1中明确地指出高层建筑的消防设备用电应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的规定设计。任何的设计都遵循着安全可靠和经济合理的原则，按照国家标准或行业标准来执行。设计固然有人为主观因素左右，但《规范》是否就是真理，永远不可违？以下发文主要针对民用建筑中的消防设备供电系统的合理性提出个人的看法和见解。

一、 现状中的民用建筑一、二级负荷的供电系统

民用建筑的一、二级负荷大部分是消防设备用电，其中以二级负荷为主。在《供规》3.0.2和3.0.7条中分别对一、二级负荷做了明确的供电要求，即一级负荷应由双重电源供电，二级负荷宜由两回线路供电，并在相关的补充条文说明中又分别对“双重电源”和“两回线路”做了详尽的解释和区别。从此中规定不难看出，一、二级负荷的常用电源和备用电源是在于强调外网供电的相对独立性，当一个电网高压故障时，另一个能够连续可靠地保证向用户端供电，规范中并没有条款要求双回路必须延伸至末端负荷，只说该规范是对各级用电负荷的最低要求。《供规》3.0.3补充说明又解释了由于实际应用中很难得到两个真正独立的电源，电网和各种故障都可能引起全部电源进线同时失去电源，造成停电事故，所以又提出对特别重要负荷要由与电网不并列的独立的应急电源供电。结合目前我国经济、技术条件和供电情况，只有重要的公共建筑尚可满足由两个变电站向同一用户端供电。因此在《高规》9.1.1条文说明第四点补充了自备发电可视为一级负荷供电，肯定同样适用于二级负荷。在现有建成或在建民用建筑工程中的一、二级负荷供电系统的设计一般都采用一个来自区域变电站，另一个是自备发电机组的原则来设计。其实，这样的设计也符合国际惯例，《高规》221页第7行——国外一般使用自备发电机设备和蓄电池作消防备用电源。

二、消防双电源供电系统是需要备用电源还是应急电源

我们先了解一下，消防供电系统的运行过程。当非火灾险情下，消防供电系统处于监视待命状态，时刻应付着火情发生；一旦发生险情，消防供电系统要保证连续可靠地向消防设备供电。现有的消防供电线路设计是一用一备，无论如何切换都只有一条线路在工作，不存在也不允许两条线路同时工作。《供规》4.0.3条文说明——多年运行经验证明，变压器和线路都是可靠的供电元件。结合现状中的民用建筑一、二级负荷供电系统，通常的设计是消防设备的主、备用电源是由同一电网中两台不同的变压器馈电引出，此时两条电缆都带电，都处于热备状态。一旦外电故障，两条线路也是同时停电，连续供电只是空谈，此时只能依靠发电机作为应急电源来备用。发电机组平时不可能处于热备用状态，当市电故障后才启动通过ATS切换到备用回路，末端装置在检测到备用回路来电后才动作切换，得以让设备受电。所以说，消防线路的一用一略去设计，纯粹是画蛇添足。我们且不说，浪费了这条电缆，两条线路在供电容量设计时都是必须各自计算的，无形中扩大了变压器的设计容量，增加变压器自损和成本投资，末端切换带来的风险更是可怕。《供规》3.0.9补充说明中，备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源。备用电源是当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源；而应急电源，又称安全设施电源，是用作应急供电系统组成部分的电源。从概念中理解，应急电源更符合消防供电系统的供电要求。

三、消防专用供电回路必须要在末端切换吗

《高规》9.1.2条中规定消防设备应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，此条文规定了必须要有两条馈电线路至末端设备，并规定了切换的动作时间，但是在补充说明中并没有很有说服力的条文来说明为什么要用双馈电线路。前文我们叙述了我国目前的供电状态，备用电源大多由发电机组应急承担，发电机组平时处于冷备用状态，当市电故障后要通过首端和末端两级切换后才能让设备受电，供电时间势必受切换动作影响，还要在切换装置动作可靠的前提下。条文9.1.3修改补充第二点：建筑发生火灾后，可能会造成电气线路短路和其它设备事故，电气线路可能使火灾蔓延扩大，还可在救火中因触及带电设备或线路等露电，造成人员伤亡。双线路馈电和末端切换装置肯定使现场供电复杂化，低压线路和设备的故障大多是机械损伤和热损伤，当火势蔓延，复杂化的线路和设备被烧到的可能性更大，造成线路漏电或短路，甚至危及到上一级馈电设备跳闸，那才是得不偿失。

《供规》4.0.3条文说明，如果不提高维护水平，只在供配电系统上层层保险，过多地建设电源线路和变电所，不但造成大量的浪费而且事故也终难避免。4.0.6条文说明，复杂的供配电系统导致可靠性下降，因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。在一个工程中，有时会有上百个甚至更多的消防末端设备，在整个供电系统中所有的末端自动切换装置会组成一个庞大的 或逻辑开关门状态。任何一个装置故障都可能导致发电机向外网馈电或形成两台变压器并列运行，何况在火灾中不确定因素会使可能性大为增加。《供规》4.0.2条文，应急电源与正常电源之间应采取可靠措施防止并列运行。末端切换装置无疑增加了并列运行的可能性。所以说，取消末端切换装置更有利于供电的安全可靠，更加经济合理的做法是用一根耐火电缆，严格按照《高规》第9.1.4条的规范要求来敷设线路。

四、结束语

在很多民用建筑工程建设中，迫于规范的强制性要求，把双电源取电仅仅保证在同网内两台不同变压器的馈电；为减轻造价，用户用两根普通电缆与一般的用电电缆混合敷设，馈电至消防末端设备。笔者认为这样做，既不能保证安全可靠，更不经济合理，末端切换设计使多出一根电缆、一套切换装置的成本增加和造成变压器容量的浪费，是对有限的资源和能源的浪费，对整个国民经济造成很大的损失。在《供规》总则1.0.3中说明，供配系统设计应由供电部门与用户全面规划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。这个条文告诉我们，用户可以对设计的合理性提出质疑，有质疑才能推进规范的合理编制。