綜合性醫院消防電氣設計
綜合性醫院消防電氣設計
【摘 要】本文從醫院消防電氣設備的分類(lèi)開(kāi)始，概述了消防電源系統的組成及消防電源的負荷特性，在滿(mǎn)足消防電源可靠性的 提下，闡述了消防應急電源設計的相關(guān)內容。
【關(guān)鍵詞】消防設備 消防電源 負荷特性 發(fā)電機組容量
引 言
消防責任重于泰山，尤其是醫院建筑對消防的要求 高，無(wú)論是從設計、審批、審查，還是施工、竣工驗收等環(huán)節都把關(guān)很?chē)馈?/p>
醫院建筑消防重要的方面便是對電氣供配電系統、電氣設備等的設計要求上。
電氣設計工程師 定要嚴格按設計規范，及當地消防部門(mén)對消防的特殊要求進(jìn)行設計，確保醫院建筑消防電氣安全可靠。
1.醫院消防電氣設備的分類(lèi)
醫院消防用電設備有以下幾 ：消防控制室、消防水泵(消火栓泵、噴淋泵、地下室排水泵等)、消防電梯、防排煙設施、火災自動(dòng)報警控制系統、應急照明、疏散指示標志和電動(dòng)的防火門(mén)、窗、卷簾、閥門(mén)等。
醫院是治病救人的場(chǎng)所，人員密度 ，且病人本身都是不便逃生的弱勢群體，消防電氣設計時(shí)，一定要嚴格按照電氣設備的分類(lèi)對消防電源、配電系統進(jìn)行科學(xué)合理的設計，確保消防電氣的安全、可靠運行。
2.消防電源及其配電系統的組成
高層醫院建筑消防電源及其配電系統，由電源、配電部分和用電設備三部分組成。
消防電源往往有幾 不同用途的獨立電源，以一定的方式相互聯(lián)結起來(lái)，構成一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行供電，可提高供電的可靠性和經(jīng)濟性[2]。
消防電源一般可按照其供電范圍和時(shí)間的不同，分為主電源和應急電源兩類(lèi)。
主電源指電力系統電源，應急電源可由柴油發(fā)電機組或蓄電池擔任。
對停電時(shí)間要求特別嚴格的用電設備，還可采用不停電電源(UPS)進(jìn)行連續供電。
配電部分是從電源到用電設備的中間環(huán)節，其作用是對電源進(jìn)行保護監視、分配轉換、控制和向消防設備輸配電能。
配電裝置有：變電所內低壓開(kāi)關(guān)柜、發(fā)電機配電屏、動(dòng)力配電箱、照明配電箱、應急電源切換開(kāi)關(guān)箱和配電干線(xiàn)及支線(xiàn)線(xiàn)路。
配電裝置應設在不燃區域內，設在防火分區內要有耐火結構。
在低壓配電系統中，消防設備配電均應采用放射式配電接線(xiàn)方式，該配電方式可靠性高。
其特點(diǎn)是由低壓配電的電源母線(xiàn)上，用一條專(zhuān)用的配電線(xiàn)路送至消防用電設備或動(dòng)力配電箱。
配電線(xiàn)路的投入切除及其故障不影響其他線(xiàn)路的正常工作，而其他線(xiàn)路的故障也不影響專(zhuān)用線(xiàn)路正常工作。
消防用電設備配電線(xiàn)路應滿(mǎn)足火災時(shí)連續供電的需要：暗敷時(shí)應穿管并應付設在不燃燒體結構內且保護層厚度部應小于30mm;明敷時(shí)應穿有防火保護的金屬管或有防火保護的封閉式金屬線(xiàn)槽;當采用阻燃或耐火電纜時(shí)，在電纜井、電纜溝內可不采取防火保護措施;當采用礦物絕緣類(lèi)不燃型電纜時(shí)，可直接敷設;宜與其他配電線(xiàn)路分開(kāi)敷設;當可敷設在同一井溝內時(shí)，宜分別布置在井溝的兩側。
在實(shí)施消防線(xiàn)路選型設計時(shí)，必須首先對工程和消防用電設備的火災延續時(shí)間和火災發(fā)生期間的最少連續供電時(shí)間進(jìn)行評估調查確定，并據此按線(xiàn)路耐火極限應大于火災延續時(shí)間的原則選定線(xiàn)纜的防火形式。
3.消防電源的負荷特性
高層醫院建筑用電負荷主要有以下幾類(lèi)：
3.1 給排水動(dòng)力負荷 包括消火栓泵、噴淋泵、排水泵、生活水泵等，占設備總容量約25%，年用電比率約為20%，專(zhuān)用消防水泵按一級負荷供電。
3.2 防排煙動(dòng)力負荷 主要包括排煙風(fēng)機、排煙兼排風(fēng)機、正壓風(fēng)機、新風(fēng)機和排風(fēng)機。
屬于消防系統使用的防排煙風(fēng)機用電按一級負荷供電。
3.3 冷凍機組動(dòng)力負荷 現代高層醫院建筑，冷凍機組占設備總容量約45%，可按三級負荷供電。
3.4 電梯負荷 包括消防電梯、客梯、病床梯、貨梯，消防電梯用電按一級負荷供電，其他按二級負荷供電。
3.5 照明負荷 火災疏散照明、重要的消防設備用房，以及手術(shù)部、監護病房、急診部、產(chǎn)房、嬰兒室等重要的醫療用房，照明按一級負荷供電。
3.6 弱電設備負荷 主要包括消防控制中心、安保中心、程控交換機房、計算機中心、衛星電視及共用天線(xiàn)電視系統，按一級負荷供電。
3.7 醫用氣體設備 主要包括供氧吸引機房，如有條件可考慮按二級負荷供電。
3.8 醫技用房電力負荷 血透室、CT室、中心血庫、高壓氧艙、加速器機房、配血室用電，按一級負荷供電。
4.應急電源的設計
消防用電設備除正常時(shí)有主電源供電外，火災時(shí)應有應急電源供電。
當主電源不論何因在火災中停電時(shí)，應急電源應能自動(dòng)投入，以保證消防用電的可靠性。
應急電源與主電源之間應有一定的電氣鏈鎖關(guān)系。
當主電源運行時(shí)應急電源不允許工作，一旦主電源失電，應急電源必須在規定時(shí)間內投入運行。
為了提高柴油發(fā)電機組的利用率和備用能力，設計時(shí)將部分非消防負荷接于應急母線(xiàn)上， 樣在非火災停電時(shí)則可啟動(dòng)柴油發(fā)電機向其所連接的用電設備供電。
發(fā)電機的發(fā)電能力必須滿(mǎn)足應急母線(xiàn)所有裝接負荷連續運行的要求;為確保發(fā)電機啟動(dòng)消防用電動(dòng)機的能力，可采取應急母線(xiàn)所有供電回路分離脫扣的方法，當火災確認后將非消防負荷從應急母線(xiàn)上自動(dòng)切除。
4.1 消防應急電源的設置 高層醫院建筑一般都設有地下室，發(fā)電機房通常設在地下一層，盡量避免設在地下二層。
機房必須有一面外墻，為熱風(fēng)管道和排煙管道導出室外創(chuàng )造必要條件。
外墻應避開(kāi)建筑物的正立面及主入口，以免排煙排風(fēng)對建筑物總體造成影響。
發(fā)電×機房要靠近建筑物的變電所，以便接線(xiàn)，減少金屬和電能損耗，也便于運行管理。
4.2 發(fā)電機組容量的選擇 發(fā)電機組容量的選擇在初步設計階段可按估算法，對醫院建筑可按建筑面積的15W/m2 ，或按變壓器容量的20%來(lái)估算;或者按發(fā)電機組直接啟動(dòng)異步電動(dòng)機的能力來(lái)選擇，參 如下：發(fā)電機額定功率40kW及以下時(shí)，電動(dòng)機功率小于28kW;發(fā)電機額定功率50～75kW時(shí)，電動(dòng)機功率30kW;發(fā)電機額定功率90～120kW時(shí)，電動(dòng)機功率55kW;發(fā)電機額定功率150～200kW時(shí)，電動(dòng)機功率75kW;發(fā)電機額定功率250～320kW時(shí)，電動(dòng)機功率100kW。
還有一種方法，即按火災時(shí)投入的最大消防尖峰負荷選擇。
發(fā)電機組是一個(gè)有限容量的供電電源，其容量必須滿(mǎn)足在發(fā)生火災時(shí)，使消防用電設備工作的必要容量。
一般在消防負荷投入大的情況下，以保證發(fā)電機端電壓瞬時(shí)壓降不大于額定電壓的15%～20%，把投入的電動(dòng)機拖動(dòng)起來(lái)，而又不影響其他裝接負荷的正常工作為宜。
如按直接起動(dòng)電動(dòng)機的啟動(dòng)容量來(lái)選擇發(fā)電機，勢必造成機組容量選的過(guò)大，很不經(jīng)濟。
4.3 裝接負荷的總容量計算公式 Sf1=(∑Pe/ηPCOSΦP)×K(KVA)公式中Sf1為設備所需的發(fā)電機容量(KVA);∑Pe為設備的額定總容量(KW);K為設備的需要系數;ηP為設備的平均效率;COSΦP為設備的平均功率因數;當設備的特性不清楚時(shí)，可取ηP=0.85，COSΦP= 0.8，K=1.0進(jìn)行估算。
4.4 滿(mǎn)足母線(xiàn)電壓降的發(fā)電機組容量計算公式 Sf2=[Pem×β×C×X′d，× (100-dV)/dV]= K1×Pem (KVA)公式中Sf2位發(fā)電機容量(KVA);Pem為負載電動(dòng)機或電動(dòng)機組中具有最大啟動(dòng)KVA的電動(dòng)機額定總容量(KW);β為電動(dòng)機1 KW額定容量需要的啟動(dòng)KVA數值;C為由電動(dòng)機啟動(dòng)方式?jīng)Q定的系數;X′d為發(fā)電機常數;dV為投入Pem額定容量電動(dòng)機時(shí)，發(fā)電機允許的電壓降，一般dV=20%～25%，K1=7.2。
參考文獻
[1] 肖奇志 電氣施工圖審查常見(jiàn)問(wèn)題綜述.建筑電氣，2007;26(6)：26-30
[2] 蔣永琨 高層建筑消防設計手冊.上海：同濟大學(xué)出版社，1995;986：074
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