建筑电气设计中消防设备供电设计要点与应用探究

1.引言

伴随着城市化进程加快，建筑体量越大、建筑功能越多越复杂，那么由此带来的火灾风险也越高。消防设备是建筑物抵御火灾的首要屏障，如果消防设备的供电可靠性存在问题，则会带来严重的后果。可靠的消防设备供电系统能确保火灾发生时，消防设备如消防泵、防排烟风机、应急照明与疏散指示系统等正常运行，为人员疏散、灭火救援创造有利条件，极大降低火灾损失。由此可见，对于建筑电气设计的消防设备供电设计要点及其应用展开研究意义重大。

2.消防设备供电设计要点

2.1 负荷等级划分

正确划分消防设备的负荷等级是供电设计的关键环节。按照《建筑设计防火规范》规定以及其他相关标准，消防设备负荷等级可分为一、二、三级：一级负荷如建筑高度大于 100m 的建筑中消防泵、消防电梯、防排烟风机等必须设有两个电源供电，且最后一个末端配电箱处能自动切换；二级负荷适用于一类高层建筑中的一部分消防设备和二类高层建筑的主要消防设备，需采用两回路电源供电，并在适当位置能自动切换；三级负荷就是普通的消防设备可以使用单路电源即可。例如，某超高层建筑内的消防泵、消防电梯等重要消防设备需划分到一级负荷中去，即使遇到紧急情况也不会造成断电。

2.2 电源系统设计

2.2.1 市电电源

建筑宜设两路独立的市电电源，且两路电源应分别来自不同变电站或同一变电站的不同的母线段。如对于一些大的综合体，从市政电网引入两路 10kV 独电源，分别接至不同的高压配电柜，平时两路电源同时供电，互为备用，增加供电的安全性和可靠性。

2.2.2 备用电源

柴油发电机组：作为常用的备用电源，柴油发电机组应该能在市电中断后快速启动并供电，能在 30S 内完成启动并带载运行，在其容量需要满足整个建筑内的所有消防设备在同时工作的情况下的功率。以某高层写字楼的柴油发电机组为例：额定功率是 500kW,在停电时保证该楼内消防泵、防排烟风机、应急照明等设备能够一直有电。

EPS（应急电源系统）：EPS 主要用于给应急照明、疏散指示等相关重要负荷供电。对于 EPS 供电的各类设备，其蓄电池组应能保证设备在火灾期间持续运行一定时间，并保证应急照明灯具的供电时长不少于 90 分钟。例如针对医院各楼层，需采用 EPS供电模式为其应急照明系统供电，可以很好的确保该场所人员能够在火灾事故发生时得到安全疏散。

2.3 配电线路设计

2.3.1 线路选择

消防配电干线：对于消防配电干线来说，需采用耐火型电线电缆（矿物绝缘电缆、阻燃耐火电缆等），其在火灾高温情况下保证线路完整，保证消防设备正常供电。

消防配电支线：除了照明线路外，消防配电机载支线也要具有耐火特性，一般用阻燃电线电缆。同时还要根据实际设备功率大小、工作电流大小来确定合适的导线截面积，确保线路即使在火灾的情况下也能可靠运行。

2.3.2 线路敷设

防火桥架敷设：消防配电线路宜采用防火桥架敷设，桥架需满足防火、隔热的要求，防止发生火灾时沿线路蔓延。当桥架穿越防火分区时，应采取防火封堵措施。

穿管敷设：对于消防配电线路采取穿管敷设的办法，要用金属导管或者阻燃刚性塑料管，并且要敷设在不燃性结构内，对于保护层厚度，需要保持在 30mm 以上，避免发生火灾之后线路被烧坏的情况。

2.4 配电箱设计

2.4.1 消防配电箱设置

消防配电箱应安装在易操作、易维护的地方，避免安装在潮湿、高温及有火灾危险性的位置，且箱体必须具有明显的标识，以便能快速地找到，并在应急情况使用时能操作。

2.4.2 配电箱内电器元件选择

选用质量可靠的、性能稳定的电器元件，例如选择断路器、接触器等电器，其过流保护方式为过载保护与短路保护，还应有漏电保护的功能，保证消防设备的供电安全可靠；并要求配电箱内的布线整齐规范，便于检修维护。

3.某超高层写字楼消防设备供电设计的案例分析

3.1 工程概况

一栋超高层写字楼建筑面积达 250 米，共计 50 层楼高和4 层楼深，包括各种会议室、多功能会议室等各类建筑服务设施，由于建筑高度较大且属于人员密集场所，功能众多，对于消防设备供电可靠性有着非常高的要求。

3.2 供电设计方案

负荷等级确定：按规范规定，将消防泵、消防电梯、防排烟风机及消防控制室等消防设备确定为一级负荷中的特别重要负荷；将应急照明和疏散指示等设备确定为一级负荷。

电源系统设计：接入 2 路独立 10KV 市电进线并各引入一路至单母线分段接线，另设一台 1000KW 柴油发电机组作为备用电源；设置 EPS 系统为应急照明和疏散指示灯供电。

配电线路设计：消防配电干线采用矿物绝缘电缆，经防火桥架沿电气竖井敷设；消防配电支线采用阻燃电线穿金属导管敷设。所有配电线路穿越防火分区处均做了防火封堵处理。

配电箱设计：各楼层的电气竖井内都设置了消防配电箱，并且其内部采用质量较好的电器设备并设置了相应的保护功能。

3.3 实施效果

通过上述消防设备供电设计方案的实施，在多次消防演习、日常工作操作中，当发生市电故障时，可做到快速切换到备用电源，并且稳定可靠地运行，这也为超高层写字楼消防使用提供安全保障。

4.消防设备供电设计优化策略

4.1 智能监控系统应用

在消防设备供电系统中使用智能监控技术，能实时检测电源、线路电流电压值和设备运行情况等各项数据，当发生问题时，可以立刻报警，然后通过对数据分析来确定出问题的具体位置，从而达到对系统故障进行及时维修的目的。例如，利用智能监控系统，实时监测柴油发电机组的油温、油压及转速等数据，在设备出现故障时就能提早发现问题，为备用电源的使用提供了很好的保障。

4.2 冗余设计强化

再增加供电系统的冗余，另外采取双电源切换之外，在消防泵等重要设备的供电回路上增设备用线路或者备用设备。当消防泵的供电回路设为 2 路，当 1 路发生故障后，另外一路能够投入使用，提高消防泵供电的可靠性。

4.3 定期维护与检测

建立健全消防设备供电系统的定期维护、检测制度，对电源设备、配电线路、配电箱等进行定期检查、维护、保养。每月应测试柴油发电机组启动性能，每季度测量一次消防配电线路的绝缘电阻值，每半年检修消防用电源切换柜内相关电路，每年应检验整个供电系统，保证其长期处于良好的工作状态。

结束语：

综上所述，建筑电气设计中消防设备供电的设计工作是关系到建筑消防安全的关键因素。合理的划分负荷等级，科学地组织电源，布置配电线路和配电箱，精确控制建筑电气设计消防设备供电的各项要点，并通过增加智能监控、设置冗余备用装置来进一步完善消防设备供电的设计方案，使得所采取的消防设备供电方案更加合理。对于今后的建筑电气设计来说，应该密切关注消防设备供电技术的发展，不断改进设计理念和方法，为建筑消防提供安全保障。

参考文献：

[1]周有南.建筑电气设计中消防设备供电设计要点与应用分析[J].中国建筑金属结构,2025,24(02):129-131.

[2]罗尚华.建筑电气消防设备供电设计问题探讨探究[J].中华建设,2023,(02):60-62.