主要(创新)观点:
1.一些影响小的非消防负荷按消防负荷设计,可以节省造价
2.一些存在隐患的非消防负荷不宜按消防负荷设计
3.火灾时可能使用的消防设备以及其他设备设施的供电,均为消防用电(消防负荷)。
4.面积较小地下室中所有集水坑潜水泵均为消防负荷
5.设置自动喷水灭火系统的设备房,其集水坑潜水泵为消防负荷
6.没设置自动喷水灭火系统且设置门槛的设备房,其集水坑潜水泵一般为非消防负荷
7.火灾期间可能溢流的消防泵房集水坑潜水泵为消防负荷
8.设备房以外的地下车库,当面积较大时,集水坑潜水泵可不按消防负荷设计。
9.地下商业、仓库等功能场所,一般不允许积水,排水泵必须按消防负荷设计。
10.安防系统建议按消防负荷设计。
11.乘员疏散电梯必须按消防负荷设计。
12.电动关闭防火门、防火窗,电动开启排烟窗、稳压泵组可按非消防负荷设计
13.三类重要设备,才需要末端切换的原因
14.其他消防设备无须末端切换
15.非消防设备更无须末端切换
采用下列简称:
1、《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)简称:《建规》
2、《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013简称:《火规》
3、《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019简称:《民标》
4、《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019简称:《民电标》
5、《供配电系统设计规范》GB50052-2009简称:《供配电》
一、非消防负荷与消防负荷的区别和争议
1.区别
一般存在争议的消防负荷,至少也是一级或二级负荷。是否是消防负荷,区别仅仅在于能否从专用的消防供电回路取电,断路器是否需要设置分励脱扣器切非,供电电缆敷设路由是否需要防火保护的区别。
2.一些影响小的非消防负荷按消防负荷设计,可以节省造价
减少馈电回路、减少切非功能及控制。
3.一些存在隐患的非消防负荷不宜按消防负荷设计
不少电气设计在判定用电设备是否为消防负荷存在争议和不确定时,为避免争议、改图或被判违反强条,将一些非消防负荷也按消防负荷设计,甚至采用双回路供电并使用末端配电箱自动切换,除了增加造价外,也带来火灾期间不能切断电源,增大二次伤害事故几率。
4.确定是否为消防负荷的争议
应从技术角度理解规范,不应从文字表达角度去理解甚至歪解规范。
《火规》4.10.1条文解释中提到火灾时不应立即切掉的非消防电源有:正常照明、生活给水泵、安全防范系统设施、地下室排水泵、客梯和Ⅰ~Ⅲ类汽车库作为车辆疏散口的提升机。导致一些电气技术人员不认可地下室排水泵为消防用电,理由就是上述条文解释认定地下室排水泵为非消防用电。
从文字表达角度,上述观点也是歪解。既有不需要火灾期间使用的地下室排水泵,也有需要火灾期间用于消防排水的排水泵,《火规》4.10.1至少从表达上没有问题,意思仅仅是举例,举例不代表认定和限制。
或许《火规》编制时还电气专家没有认识到消防排水,但至少还清楚消防电梯集水坑排水泵是消防负荷,随着《消水规》的出台,消防排水的概念已经普及,现在不应再全盘否认消防排水。
5.如何确定消防负荷
到底什么是消防用电?确实没有相关标准进行定义,笔者认为不能等同于消防设备用电。原因是一些消防设备,仅仅是平时使用或火灾初起短暂使用,火灾期间停用,可以仅按一、二级负荷设计。一些非消防设施,火灾期间必须使用,必须按消防用电考虑。
因此,火灾时可能使用的消防设备以及其他设备设施的供电,均为消防用电(消防负荷)。
可能大多数人不认为有消防设备火灾时不需使用,但确实存在一些设施设备,火灾发生后联动完成后,不需要再动作(最多手动)和供电,如电动关闭防火门、防火窗,电动开启排烟窗、稳压泵组等,这些是消防设施的特殊情况。
一些非消防设施(不包括共用设施),也存在火灾时需要使用的情况
这样一来,电气专业不熟悉消防,也不熟悉各专业系统,就难于判定是否为消防负荷,咨询相关专业设计人员也大多认识不全面,提供不了准确的建议,导致一些做法在各地、各项目设计中争议不断、设计成果自相矛盾。一些消防负荷和可按消防负荷供电的回路,由于一些地方要求按非消防负荷设计,必须单独设置电缆回路以及增加分励脱扣器,造成设计改图、增加投资和带来隐患。
二、争议:地下室排水泵是否为消防负荷?
1.面积较小地下室中所有集水坑潜水泵均为消防负荷
消防排水需要,面积小,允许一定深度积水的水量也小,集水坑潜水泵总量也少,全部使用才能满足火灾期间消防排水流量要求。
2.设置自动喷水灭火系统的设备房,其集水坑潜水泵为消防负荷
目前争议较大的有发电机房集水坑潜水泵,一般情况下包括发电机房在内的所有设备房,若设置喷淋,需要消防排水,应为消防负荷。
自动喷水灭火系统包括水喷雾系统,但当水喷雾系统灭火流量较小时,可不按上述要求。
3.没设置自动喷水灭火系统且设置门槛的设备房,其集水坑潜水泵一般为非消防负荷
如发电机房不设自动灭火系统,或者设置气体灭火系统、细水雾灭火系统等非用水或用水可忽略消防系统,不需要考虑火灾期间的消防排水。
设备房火灾期间也可能使用消火栓灭火,产生积水,但设备房火灾荷载小,用水量也少,且允许一定积水,对消防排水要求不高,更重要的是使用消火栓人员进入设备房,更需要考虑安全,减少二次伤害几率,建议潜水泵按非消防负荷设计。
发电机房存在日用油箱,火灾荷载相对较大,但纯油类火灾,消防员会更多选用其他灭火剂相结合灭火,而且带火含油废水,避免流淌火灾也不适合快速排出。
4.火灾期间可能溢流的消防泵房集水坑潜水泵为消防负荷
消防泵房也是设备房,情况同上,但存在特例,就是消防水池溢流排水至泵房,且火灾期间水池存在溢流的情况,如超高层建筑中的屋顶消防水池、转输水箱溢流排至地下水池的设计。
火灾期间,消防泵向上一级水池转输,市政补水管正常补水,但上一级水池用水小的情况产生溢流,溢流回流到地下水池,到地下水池到达溢流水位这段时间内,水池补水减去消防实际流量(如一个喷头的流量),是水池的溢流水量,需要及时排走,即使没能淹没泵房,也造成地面积水不利于火灾期间使用。
还有水泵接合器连到消防水池的情况,通过接合器向水池补水,可能补水量大于具体时间段内的消防泵出水量,也产生溢流。
当然,还可能有其他特殊情况,总之消防泵房集水坑建议一刀切按消防负荷设计。
既然一刀切,上述分析是否多此一举?不会,建议一刀切是做法,分析是当一些案例没有按消防负荷设计,且条件合适时不能判违规。
5.设备房以外的地下车库,当面积较大时,集水坑潜水泵可不按消防负荷设计。
面积较大的地下车库,自身允许一定深度的蓄水,如2万㎡,积水200mm,可以储蓄4000立方米的水量,不需要在火灾期间马上排出。也可选择部分排水泵为消防负荷,部分为非消防负荷。适当在火灾期间减少一些积水。
6.地下商业、仓库等功能场所,一般不允许积水,排水泵必须按消防负荷设计。
三、几种颠覆观念的观点
1.安防系统是否为消防负荷?
笔者认为,安防系统在火灾期间需要使用或部分使用,且电压、电量危害性小,建议按消防负荷设计。
2.客梯是否为消防负荷?
当客梯用作疏散电梯是必须按消防负荷设计,目前国内要求设置乘员疏散电梯的建筑有超250m超高层,建议设置的有老年人照料中心,详见本公众号文章《乘员疏散电梯设计初探之一~四》。
《民标》6.9.1与上述规定相冲突。
3.稳压泵组可按非消防负荷设计
这个观点可能颠覆了大多数人的观念和做法。
稳压泵组是消防系统中的一部分,维持平时管网水压。当火灾发生后,启动主泵后,稳压泵组需要停泵。即使灭火过程中临时停下主泵,稳压泵也无需重启,因此,稳压泵组可按非消防负荷设计。
由于稳压泵组要么设于泵房,要么设于屋面,按消防负荷设计也可,但对于一些特殊项目,条件不具备时,应允许按非消防负荷设计。如山地厂房(多栋),消防设施只有消火栓泵、稳压泵组及应急照明,消火栓泵及低压配电位于山下近市政路处,稳压泵组、屋顶水箱设于山坡上最高楼栋屋顶,若稳压泵组必须是消防负荷,则需要单独的回路和密闭线槽,若按消防负荷设计存在技术、经济上的困难,这时可按非消防负荷设计。
4.同上,电动关闭防火门、防火窗,电动开启排烟窗,仅在火灾初始使用,一般按消防负荷设计,当情况特殊时,也可按非消防负荷设计。
但是,当建筑内存在多个楼层或防火分区时,由于火灾初始区域不需要启动上述设施,但火灾蔓延和扩大后需要,这种情况,必须按消防负荷设计。
四、消防负荷双回路末端切换问题
1.我国《建规》关于双回路末端自动切换规范的发展变化
87版《建规》没有要求,95版《高规》开始提出消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。06版《建规》也增加了相同要求,到14版和18版《建规》,也保持一致,条文说明仅增加了应急照明指示。
2.我国《民电标》关于双回路末端自动切换规范的发展变化
92版《民电规》提出一类建筑的消防用电设备的的两个电源或回路应在最末一级配电箱自动切换。08版《民电规》改为仅消防水泵、消防电梯、防排烟风机最末一级配电箱自动切换。2019版《民电标》再次狂欢,13.7.4要求一、二级消防用电负荷的两个低压回路在最末一级配电箱自动转换供电(见下图)。同时也明确:消防末端配电箱应设置在消防水泵房、消防电梯机房、消防控制室和各防火分区的配电小间内。各防火分区内的防排烟风机、消防排水泵、防火卷帘等可分别由配电小间内的双电源切换箱放射式、树干式供电。随着电缆技术的发展,为消防设备供电的耐火电缆可靠性不断提高,采用在防火分区内设双电源切换箱供电的方式,也能保证消防设备防排烟风机、消防排水泵、防火卷帘等消防设备的供电可靠性,同时减少双电源切换开关环节,也能规避元件故障风险。
近期,《民电标》编制组发了《关于配电小间设置双切问题的复函》(民规【2020】6号),就《民电标》13.7.4的编制背景说明,并没有明确与《建规》的根本分歧。
3.两规范的比较及实际设计、应用的情况
明显的,《建规》与国外标准比较接近,仅要求特别重要消防设备末端切换,《民电标》基本将所有消防用电均要求末端切换。实际设计上,由于设计必须同时满足任何规范,加上一些技术人员歪解规范的“配电箱”变成“控制箱”,甚至发生过因没有在控制箱设置自动切换开关被判违反强条的事情---虽然实际施工大都做不到设于控制箱。
自动切换开关不能设于控制箱,原因有三,一是供应商不同,控制柜一般由设备供应商配套;二是大体积的控制箱无法再加大箱体放置切换开关;三是产品认证程序上不允许--商家取得认证的控制箱是没有切换开关,现场增加导致控制箱认证失效。
4.需要末端配电箱切换的设备及其原因
末端配电箱切换的目的,是避免火灾期间,重要消防设备供电回路可能经过火场被烧毁破坏,造成重要设备失效,多重电源也失去意义。而需要严格保证供电的消防设备,有消防水泵、火灾探测及联动控制系统和消防电梯。消防水泵是灭火系统的心脏,火灾探测系统是实现全过程控制功能的设施,消防电梯是消防员全过程使用的必备交通工具。
无论是《建规》还是电气各种规范,都严格地规定了消防配电线路的用料、防火保护措施,出现线路被烧毁的可能性极低,只有上述三类重要设备,才需要再进一步加强保证,才需要末端切换。
其他消防设备,没那么重要,且使用时间很短,不可能火灾初期,消防设施尚未反应,加强保护的电缆就被烧坏。即使是防排烟风机、应急照明,设置的目的是保证疏散安全,基本也只需要满足30min即可,虽然规范提高了标准(分别为30、60、90min)而电缆的耐火性能远大于风机电机和灯具,电缆采用双回路末端切换属于本末倒置。
卷帘、垂壁、门窗、其他灭火系统,用电时间短,更无须末端切换。
其他消防设备设施,包括上述存在争议的消防用电,更没有必要末端切换,即使每个防火分区设置一个小配电间,切换后放射式、树干式供电。
普通客梯更没必要末端切换,火灾期间又不使用,双回路末端切换更没有意义。