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中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
1、引言
隨著現代社會的高速發展,城市建筑日趨高層化、智能化,愈來愈多的現代高層智能建筑拔地而起,由于消防隊在高層智能建筑火災中存在撲救瓶頸限制,其火勢猛、蔓延快、云梯無法到達、智能化的電氣和信通線路敷設復雜等因素,迫使此類火災出現難撲救、人員難以疏散等特點。所以,現代高層智能建筑一旦發生火災主要立足于自救,依靠建筑物本身的消防設施進行滅火和人員的疏散。在發生火災的時候確保消防設施有效運行是決定撲救高層建筑火災撲救成功與否的關鍵,而消防設施的供電電源必須安全可靠,要求在電網停電或發生火災切斷生活用電等種種特殊情況時,都能夠為消防用電設備提供充足可靠的電能,確保消防設備正常運轉、發揮應有的作用。本人就消防電氣設備電源供電的供電措施和可靠性要求結合現行規范作一些探討。
2、用電負荷的等級劃分
向消防用電設備供給電力的獨立電源叫消防電源,區別于向生活用電設備供給電力的生活電源。根據其用電場所的重要性和中斷供電在政治、經濟上造成的損失或影響程度,將電力負荷等級劃分為四個等級,即:特別重要電力負荷、一級電力負荷、二級電力負荷、三級電力負荷。而《建筑設計防火規范》(GB 50016-2006)和《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045-95)等現行消防規范將消防負荷等級劃分為以下三級,即:一級消防負荷、二級消防負荷、三級消防負荷。
3 消防負荷的供電方式
3.1 一級消防負荷供電方式
對建筑中的一級消防負荷應由兩個獨立電源供電。當一個電源發生故障時,另一個電源不應同時受到損壞,并能夠通過自投設備投切到另一個電源繼續供電,以此提高特別重要的消防負荷供電的可靠性。要做到雙電源獨立供電,一般采用以下幾種方式實現:一,外接電源來自兩個不同電廠提供的電力源;二,外接電源來自兩個區域變電站(電壓至少在市電的10kV以上);三,電源來自一個任一區域變電站,另一個設有獨立于正常電源的自備應急電源,如應急發電機或者專業EPS(Emergency Power Supply)應急電源。
3.2 二級消防負荷供電方式
二級消防負荷應滿足由兩個回路供電。在負荷較小地區或供電條件困難時,二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜實施供電。當采用架空線時,可為一回架空線供電;當采用電纜線路時,應采用雙電纜的供電,每根電纜應能承受所有的二級負荷。二級負荷設備的供電有多種實現方案,應盡量選擇可靠、合理的方案。應盡量做到當發生一臺電力變壓器故障或單獨電力線路故障時消防設備的供電不致中斷。
3.3 三級消防負荷供電方式
不屬于一級和二級負荷者為三級消防負荷,三級消防負荷對供電的可靠性要求不高,只需一路電源供電即可。
4 自備消防備用電源的探討
自備消防備用電源有應急發電機組、EPS集中蓄電池消防應急供電電源等。隨著消防現代化進程的不斷發展,在高層智能建筑中推廣建立FAS(Fire Alarm System)消防自動化系統,除了應急柴油發電機組外,選用EPS作為第二電源的情況已逐漸增多,甚至應用EPS取代柴油發電機組實施應急供電。就現階段技術發展的手段來看,使用EPS應急電源主要還是蓄電池組的可靠性等問題,因為它有使用壽命要求,且對使用環境條件要求較高,經濟價值也可觀。
4.1選用應急發電機組作為第二消防電源
當地區供電條件不能滿足消防一級負荷和二級負荷的供電可靠性要求,或從地區變電站取得第二電源不經濟時,目前大多方式都是采用應急發電機組作為第二電源。
4.1 自備應急發電機組種類
自備應急發電機組有柴油發電機組和燃氣輪機發電機組兩種。選擇柴油發電機組時,宜選用高速柴油發電機組和無刷型自動勵磁裝置。高速柴油發電機組具有體積小、重量輕、起動運行可靠等優點。無刷型自動勵磁裝置具有適應各種起動方式、易于實現機組自動化或對發電機組遙控的特點。自備應急發電機組應裝設快速自動起動及電源自動切換裝置,并具有連續三次自起動的功能。其中,一類高層建筑要求自起動切換時間不超過30s,其他建筑在采用自動起動有困難時也可采用手動起動裝置。
4.2 選用EPS作為第二消防電源
現代建筑中的消防設備有兩大類,一類是為建筑提供照明、動力,即電力(強電)設備;另一類是傳導信息與控制信號,即電子(弱電)設備。這兩類設備按需要組合成若干功能性子系統,如:消防控制室、消防聯動控制、消防水泵、火災自動報警、自動滅火、防排煙設施、消防電梯、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、卷簾、閥門等,從而構成功能完備的智能建筑消防電氣系統,考慮到此類電源的穩定性等問題,將EPS作為第二消防電源還多應用于初級階段。
4.2.1 當前,建筑中配備的EPS應急電源多數用來為應急照明供電。EPS應急電源一般都是安裝在各樓層配電柜內,但配電柜一般為比較封閉式箱體,通風條件差,因此箱體內常年溫度較高,特別是夏天溫度更是可超過40度,散發條件差,且灰塵多。同時,EPS應急電源安裝在配電柜箱體內常缺乏人員的維護,設備好壞常常無法知道。若EPS電源故障長時間不排除則比采用自帶電源型消防應急照明燈具故障的危害更大,若不采取合適的措施,對消防設備的安全穩定運行是一個巨大的隱患。
4.2.2 在本人最近審核的福晶科技有限公司的電氣部分時中發現,現在已有不少EPS消防應急電源設備代替柴油發電機用于為消防栓泵、噴淋泵、防排煙風機、消防電梯等消防重要用電負荷供電,其中蓄電池在日常維護時定期充、放電或檢修過程中突然停電時的消防應急供電存在的問題更應重視。因為消防栓泵、噴淋泵、防排煙風機消防電梯都有一主一備兩個泵或一主一備兩套控制電氣裝置的應急措施來防止設備在檢修和故障時的供電中斷,以確保安全。其次,蓄電池組在定期充、放電作蓄電池容量測試時放電負載的合理處理也是關鍵的問題。
4.2.3 在解決方案中,本人考慮可以在充電電路設計時,采用分組充電的方式,對每只蓄電池進行均壓、分流,分別對內阻小的電池自動均壓等待,內阻大的落后電池電壓自動調節,每只電池充電端電壓能自動修正調和的電路設計方法,這樣解決了各只蓄電池內阻、端電壓不相同時的技術問題,一定程度上保護了各只蓄電池,避免因蓄電池組中個別充不飽的落后電池出現而影響其他好蓄電池,進而造成整組蓄電池損壞的現象。為了使蓄電池在充電過程中不因過流而使投板內部溫度升高而損壞,和考慮到配電箱內溫度很高,不易散熱等因素,考慮在充電電路上設置有自動溫度監控功能,以防止蓄電池的過熱問題。這樣,讓UPS出現故障可以及時報警,并有市電作后備保障,使用者能及時掌握故障并排除故障,防止意外的發生。
5 兩個電源的切換要求
消防控制室、消防水泵房、防煙與排煙風機房的消防用電設備及消防電梯等的供電,應在其配電線路的最末一級配電箱處設置自動切換裝置,即雙電源末端互投。
關鍵詞: 貫流式水電站;消防總體設計;消防給水;CO2滅火系統;干粉滅火器;火災自動報警及滅火控制系統
1. 工程概況和消防總體設計方案
1.1概況及其特征。居龍灘水利樞紐工程是以發電為主,兼顧防洪和灌溉、供水、航運以及水庫養殖等任務的綜合利用工程。其工程規模為:水庫總庫容為7.76×107m3;電站總裝機容量60MW。
該工程位于貢水左岸支流桃江下游贛縣大田鄉夏湖村境內,距贛縣縣城約28Km。桃江流域屬副熱帶季風氣候區,流域內各地多年平均氣溫19.4℃,極端最高氣溫41.2℃,極端最低氣溫-6℃,多年平均蒸發量1576.2 mm。
工程是由擋水壩、溢流壩、河床式發電廠房、船筏道及升壓開關站等建筑物組成。
本工程的主要消防對象是水電站建筑物及其機電設備。其中水電站建筑物的消防設計含主廠房、副廠房、主變壓器場(開關站)、高壓開關室、廠用屏配電室、油庫、機修車間和壩區等。除檢修期外,水電站及其機電設備一般都處于生產運行狀態。
1.2消防設計依據和設計原則。
本工程消防設計依據國家、行業頒布的下列現行規程規范進行:
(1)水利水電工程設計防火規范(SDJ 278-90)
(2)火災自動報警系統設計規范(GB 50116-98)
(3)建筑設計防火規范(GB50016-2006)
(4)自動噴水滅火系統設計規范(GB 50084-2005)
(5)建筑滅火器配置設計規范(GB 50140-2005)
(6)二氧化碳滅火系統設計規范(GB 50193-93) (99年版)
(7)電力系統設備典型消防規程(GB 5027-93)
(8)采暖通風與空氣調節設計規范( GB50019-2003)
(9)水力發電廠機電設計技術規范(DL /T5186-2004)
(10)中華人民共和國消防法( 1998-04-29)
(11)火災報警控制器通用技術條件( GB 4717-93)
(12)水庫工程管理設計規范(SL106-96)
為貫徹“預防為主,防消結合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經濟實用的方針,并結合居龍灘水利樞紐工程的具體情況,確定了如下基本設計原則:
在消防區內,按規范要求統一規劃暢通的安全通道,設置安全出口及其標志;
以生產重要性和火災危險性設置消防設施和器材,特殊部位按防火規范采取其它消防措施;
在電站設置消防控制中心(計算機房旁)和火災報警系統,消防電源采用雙可靠獨立電源;
采取消防車、消火栓、CO2滅火和干粉滅火器四種滅火方式,消防用水取自可靠而充足的水源;
設置通風排煙系統;
選用阻燃、難燃或非燃性材料為絕緣介質的電氣設備或采取其它保護措施以防止或減少火災發生;
有火災危險性設備之間, 采用耐火材料制成的墻或門隔離,孔洞用耐火材料封堵以防止火災的漫延與擴散。
關鍵詞:建筑電氣,火災,應急照明,設計
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
前言:當建筑物發生火災時, 為確保火災時建筑物內的人員安全撤離, 救援人員能及時有效地撲救火災而設置的火災應急照明, 在建筑火發生災時起著十分重要的作用。下面從幾個方面分別介紹一下火災應急照明。
1.建筑電氣中的火災應急照明概述
1.1應急照明的名稱和分類
GB 50034―2004《建筑照明設計標準》 中規定應急照明分為三類:(1) 備用照明。正常照明因故熄滅后, 為需確保正常工作或活動繼續進行的場所而設置的照明。(2) 安全照明。正常照明因故熄滅后, 為需確保處于潛在危險中的人員安全的場所而設置的照明。(3) 疏散照明。正常照明因故熄滅后, 為需確保人員安全疏散的出口和通道而設置的照明。
1. 2 應急照明的照度
根據 GB 50034―2004 中第 5. 4. 2 條規定:(1) 備用照明的照度值除另有規定外, 不應低于該場所一般照明照度值的 10%。(2) 安全照明的照度值不應低于該場所一般照明照度值的 5%。(3) 疏散通道的疏散照明的照度值不低于0. 5 lx。
2 火災應急照明的定義及其使用
場所備用照明是指為需要著火時消防作業的場所, 以及消防救援人員持續工作的場所提供的照明。常見的需要備用照明的場所有各類機房, 如變配電室、 柴油發電機房、 UPS 或 UCS 備用電源室、 消防控制室、 防排煙風機房、 消防水泵房及電話總機房等。疏散照明是指著火時為人員能及時快速地撤離而設置的照明, 又包括疏散照明和疏散指示標志兩部分。疏散照明的具體設置應根據建筑的等級、 使用功能以及構造等具體環境而定,JGJ 16- 2008 民用建筑電氣設計規范中詳細地規定了公共建筑、 居住建筑中應設置疏散照明的部位。一般在設計過程中對應場所按規定設置相應的應急照明。需要注意的是規范中指出二類高層居住建筑的疏散樓梯是可以不設疏散指示標志, 只在安全出口處設置安全出口標志。GB 50045- 95 高層建筑防火規范(2005 年版)以及 GB 50016- 2006 建筑設計防火規范中也規定了設置備用照明和疏散照明的場所及具置, 設計時應根據建筑條件具體確定。
3 火災應急照明的照度要求及安裝
各種應急照明的安裝及照度要求規范中也有詳細的規定。一般應設置備用照明的場所均要求備用照明的照度不低于正常照明的照度, 所以在電氣應急照明設計時一般是將該類場所的全部照明燈具既作為平時使用, 消防時也作為消防備用照明使用。該類場所多為機房等, 其燈具宜設置在墻面或頂棚上。疏散照明的照度, 對于一般疏散區域, 像防煙樓梯間前室、 消防電梯間前室及疏散通道等, 要求其疏散照明照度不小于0.5 lx;而對于人員密集流動疏散區域、 地下疏散區域以及豎向疏散樓梯其疏散照明照度不小于 5 lx。對于要求照度不小于 0. 5 lx 的場所, 一個或少數幾個燈加上安全出口指示即疏散走道的疏散指示標志的燈具就可以滿足要求。安全出口標志燈具一般是距地不低于2 m 設置在安全出口的頂部。疏散指示標志的燈具設置在 1 m 以下的墻面上, 或者設置在 1 m 以下的柱子上或地面上, 一般為暗裝。隨著技術的不斷進步及燈具外型的不斷改進, 疏散標志燈具現在多為薄型, 所以多為明裝即可。對于照度不小于 5 lx 的場所, 設計中經常是將該類場所的部分燈具作為應急照明以滿足要求, 或者設置專用消防燈具。但這類場所一般都是開闊空間, 單獨設置專用消防燈具, 該空間內除了正常用燈具還有專用消防燈具, 對于對裝修風格要求不高的場所, 從性價比來說還是比較適宜的。但是, 對于對裝修規格要求較高的場所就比較不適宜, 這類場所就采用部分正常照明作為消防應急照明。
4 火災應急照明的最少持續供電時間
疏散照明中包括一般平面疏散區域、 豎向疏散區域、 各類人員密集流動的疏散區域及地下疏散區域, 其最少持續供電時間均為不少于30 min;作為航空疏散場所(如屋頂消防救護用直升機停機坪)、 避難疏散區域(如避難層)的應急照明, 其最少持續供電時間均為不少于60 min;作為著火時消防救火需要堅持工作的區域,就是前面所說的備用照明的最少持續供電時間應不少于180 min。
5 火災應急照明的供電及應急電源供電轉換時間
現有的供電電源無非是采用交流電源供電、 柴油發電機組供電以及采用集中蓄電池或燈具內自帶電池組這幾種供電電源形式。火災應急照明的供電電源與消防用電負荷的按等級供電電源要求一致, 一級負荷火災應急照明采用交流雙電源供電, 二級負荷火災應急照明采用交流雙回路供電。由交流電源供電時無論一級負荷還是二級負荷火災應急照明配電箱, 均按防火分區設置帶自動切換裝置的應急照明配電箱。一級負荷采用樹干式或放射式供電, 二級負荷采用樹干式供電。當采用蓄電池供電時, 無論是集中蓄電池還是燈具自帶蓄電池組, 無論是一級負荷還是二級負荷均按防火分區設置應急照明配電箱, 當然, 該配電箱就無雙電源自動切換裝置。不同的是該類電源供電形式, 對于一級負荷火災應急照明要求宜由雙電源的應急電源采用專用回路樹干式供電, 強調要從應急電源出回路。對于二級負荷火災應急照明就由單回路也是按樹干式供電。對于供電轉換時間, 要求當正常供電電源停電后, 點亮備用照明和疏散照明的時間均不應大于 5 s。對于一些供電連續性時間要求較高的一些場所, 例如金融商業交易場所等, 其應急照明轉換時間要求不應大于 1. 5 s。為了滿足對供電轉換時間的要求, 結合項目的供電條件, 在實際設計時采用相應經濟合理的供電電源形式。
6 火災應急照明的控制方式
根據新的 GB 50116- 2013 火災自動報警設計規范, 應急照明按控制方式分為集中控制型系統、 集中電源非集中控制系統、 自帶電源非集中控制系統。集中控制型系統與傳統的應急照明系統不同, 采用智能應急照明系統, 由應急照明集中控制器集中控制各消防燈具的具體狀態。這類系統在現代的新技術的不斷完善, 也已逐漸地應用于各類實際的工程案例中。集中電源非集中控制系統和自帶電源非集中控制系統, 就是我們傳統的應急照明系統, 綜合了以上所有非智能應急照明系統, 包含了以上的所有供電電源及配電形式。這兩種均由火災自動報警系統消防聯動控制器火災時聯動相應模塊進行火災應急照明的控制, 以滿足規范中的各項火災應急照明控制要求。新的規范中還明確提出火災時應急照明的點亮區域, 不再是著火層及其相鄰層應急照明, 而是啟動全樓所有疏散通道上的應急照明。
結束語:應急照明在實際的工程應用中越來越廣泛, 應急照明系統及產品也隨著技術的不斷提高而不斷改進。只有更好的應急照明產品、 更安全可靠的應急照明系統才能更迅速、 有效地挽救生命, 最大限度地降低損失, 這要求我們每一個設計者不斷地為之努力。以上是我對建筑電氣火災應急照明和相關規范的一些理解以及自己在多年的實際設計中總結的一些經驗看法與大家共享。
參考文獻:
[ 1] GB 50116- 2013, 火災自動報警設計規范[ S] .
關鍵詞: 減壓閥 維護管 理運行操作 基本要求
【分類號】:TU831;TU201.5
實踐表明:應用減壓閥的給水減壓保障系統與傳統的中間水箱減壓系統相比,有占用空間小、技術特性穩定、壓力比調節靈活、使用壽命長、維護管理便捷等優點。但如何保障高層建筑減壓閥給水系統的正常工作,使高層建筑用戶獲得良好的供用水環境,并確保樓宇內消防滅火設施(消火栓、噴灑)遇警顯效的作用,離不開對減壓閥給水系統科學有序的維護管理。因此熟悉系統工作原理,掌握正確管理保養、操作排故知識和技能,對從事高層建筑物業管理、維修工作的人員顯得特別重要。
(一)加強維護管理責任意識
從宏觀方面著眼,物業管理、維修操作人員應首先熟悉高層建筑給水系統的概況和類型,掌握不同樓宇生活給水系統、消防系統乃至生產等復合給水系統性能特點,基本理解系統水力平衡運作機理,設置技術情況,特別要熟悉系統內多種減壓元件的應用原理,性能要求。要掌握系統的正常性能指標,當系統出現故障時,如某些用水設備壓力不穩定,急驟波動,甚至還伴有負壓抽吸,或者減壓系統關鍵管段出現斷續嘯叫噪音情況時,不僅能從理性方面去分析判斷原因,以正確的思路指導實踐;同時,要加強維護管理責任意識,提高專業技術水平,培養系統調試、操作運行、應急排故的動手能力。管理好每幢高層建筑的供、用水設施,使業主(用戶)得到實惠。
(二)運行操作、排故實踐知識
2.1要避免存留臟物、雜物進入減壓閥減壓保障系統。新建或者改造工程的減壓系統管網,很可能遺留沙粒、麻絲、雜物。投運前,一般都應進行水沖洗,滿足清潔要求后,最后裝上減壓閥和過濾器濾芯,這樣才能避免雜物流入減壓閥,杜絕減壓閥卡芯現象。在系統進入工作后,保障減壓系統的水流暢通與否,與設置在系統上的過濾器流通能力關系密切,如濾芯被雜物嚴重吸附,則會影響減壓閥的工作,為此必需對過濾器進行定期檢查,及時清除污穢。實踐表明這項工作2至3個月必須進行一次,有些可調式(彈簧式、薄膜式)減壓閥,其主閥或者導閥自身設置過濾器,同樣需要定期拆洗濾芯。
2.2 1用1備的減壓閥組應定期輪換工作。大部分高層建筑生活給水減壓閥減壓保障系統,是以給水豎向分區設置的,一般設在每一給水分區總管上。考慮到眾多用戶的用水可靠安全性(住宅每一分區有幾十戶至上百戶,公共建筑如賓館、飯店,每一分區有幾十套客房……) ,設計時減壓閥應兩套并列安裝(1用1備)。減壓通路兩側都輔以閘閥或蝶閥,可啟閉任一減壓通道,為使并列的兩套減壓閥通道能正常工作,常規一個月輪流交換一次,擱置時間過長減壓通道死水結垢,減壓元件閥芯會卡住失效。
2.3應及時排除管道中的積氣。當空氣進入減壓管網或管網內隨壓力變化時氣體從水中析出,這時區域內用戶的水壓極不穩定;處在供水最不利點用水器更是壓力變化急驟,有時呈現虛假的峰值壓力,有時還會抽吸斷水,還有管網會伴隨撞擊聲。產生這種現象,會影響燃氣熱水器、電熱水器等穩定工作,嚴重時會被毀壞;對各種盥洗器具的進水連接管破壞力也很大,特別是目前常用的一些復合型連結軟管,其強度較差,因此爆管的事件屢有發生;有些水表無法正確計量,出現用戶不用水,水表也會不斷地轉動。為杜絕這類事故,應檢查屋頂水箱生活給水總管的蓄水高程是否滿足,如不滿足水箱出水口處會產生水旋,吸入空氣。排除這一故障可調整水箱內液位控制器的最低水位高程,經驗表明一般最低水位距出水口應不小于0.3m。也可反復開啟設置在分區、減壓系統兩側的壓力表放氣旋塞,把已進入管網內的空氣徐徐排出。如采取上述措施后,在分區總管末梢以下的一些用水器還出現上述現象,可以在這些部位增設自動排氣裝置。
2.4注意減壓閥的減壓保障系統。無論選用比例式還是可調式減壓閥,其減壓比 P1∶P2不宜選擇過大,一般應控制在5∶1之內。超過這個范圍易產生氣蝕現象,損壞閥件,產生嘯叫噪音。有些活塞式減壓閥,制造廠在其閥體上加工一個直徑1.5mm左右的小孔,其功能是讓閥芯運動時起到透吸氣作用,維護管理時應注意千萬不要將小孔塞住,否則影響減壓閥的正常運行。
2.5加強減壓閥保障系統的管理巡視,要注意觀察減壓閥本身的工作動態。閥前、閥后壓力數值接近,表明減壓閥本身已存在故障。即活塞式減壓閥的閥芯與閥體間的平面密封橡膠件損壞;薄膜式可調型減壓閥主閥膜片有裂痕和O型圈損壞,及導閥連通管堵塞,造成減壓閥減壓作用削弱或者失效。這對分區管網危害極大,特別是許多用水設備可能因超壓力而出現爆管,必須及時修復。比例式(活塞型)減壓閥閥體上的透吸氣小孔如出現滴漏不止,表明閥芯上幾檔O型密封圈已經磨損,要更換密封件。但在修理拆裝減壓元件時,要謹慎細心,調換內密封件;清理雜物時,應因勢利導,不要用金屬棒、硬梗撬閥的活動部位,使用木榔頭和木柄敲擊震動,慢慢拆卸閥內部件。修理完畢后重新安裝時,一定要和閥門上的流向指保持一致。
(三)與高層建筑消防給水系統相關的基本管理要求
3.1當前高層建筑消防貯水普遍采用與生活給水在同一水箱,只是生活用水在貯水箱的上部,消防蓄水在貯水箱的底部。備而不用的消防蓄水是通過水箱內虹吸生活給水管使之全方位流動,達到保潔作用。受水體微生物繁衍和金屬管浸在水中的銹蝕作用,高位虹吸管、低位虹吸管的小孔很易堵塞。當虹吸管孔被堵塞,而生活用水量一時供不應求時,消防蓄水就會順引而出,無法保證其貯量。如發生萬一事件,后果不堪設想。所以管理上千萬不能忽視虹吸管孔的檢測疏通工作。辦法是用定制的小鐵釬清除孔口的漬垢和銹蝕。這樣既保證了消防蓄水不成死水,飲用水不受污染,又保證了消防的備用水量。