民用建筑漏电火灾报警系统设计概要

李天兵(1969—,男,工程师,主要从事建筑电气设计工作。民用建筑漏电火灾报警系统设计李天兵1,黄铁兵2(1.湖南成套工程设计院,湖南长沙410001;2.湖南省建筑设计院,湖南长沙410011摘要:根据工程建设国家标准设计规范及规定,参考日本和国际电工委员会的相关标准,提出了民用建筑漏电火灾报警系统设计的具体要求,介绍了漏电火灾报警系统的组成。关键词:民用建筑;漏电火灾报警;工程设计中图分类号:TU855∶TU99811文献标识码:B文章编号:100125531(20070620040205DesignofLeakageFireAlarmingSystemforCivilArchitectureLITianbing,HUANGTiebing(1.HunanCompleteEngineeringInstitute,Changsha410001,China;2.HunanProvincialArchitecturalDesignInstitute,Changsha410011,ChinaAbstract:BasedonthedesignspecificationsandregulationsofEngineeringConstructionNationalStandardinChina,referingtorelatedstandardsinJapanandIEC,theconcreterequirementsfordesignofleakagefirealarmingsystemforcivilarchitecturewerepresented.Theconstructionofleakagefirealarminigsystemwasintroduced.Keycivilarchitecture;leakagefirealarming;engineeringdesign黄铁兵(1942—,男,高级工程师,长期从事民用建筑电气设计工作。0引言随着国民经济建设迅速发展和人民生活水平不断提高,用电量不断增加。由于人们安全用电意识淡薄、电气线路错综复杂以及电气火灾的突发性和隐蔽性,电气火灾也随之剧增,从而给国家经济和人民生命财产造成巨大损失。根据《中国火灾统计年鉴》统计,1993~2002年全国范围内发生的电气火灾占火灾事故总数的30%,1991~2002年全国公共聚集场所发生的特大火灾中电气火灾约占46%。因为电弧短路的电流小,一般的保护开关低压断路器和熔断器不能(或不能及时切断电源,所以接地电弧短路是常见多发性电气火灾的起因。针对我国电气火灾的状况特点及发生规律进行分析研究,采取有效的技术防范措施,遏制电气火灾的上升趋势,国家有关部门相继修改和制定了国家有关现行标准规范,对消防监督和火灾预防起到了重要的指导作用。规范要求工程设计中须采用具有漏电保护功能的低压断路器,设置漏电火灾报警系统,提高电气线路过负荷能力及电弧短路电流动作灵敏度,及时切断电源,有效地防止电气火灾发生,避免给人民生命财产带来重大隐患。因此漏电火灾报警系统设计是建筑电气设计的重要内容。1漏电火灾报警系统设置规定和要求国家标准GB50045—1995(2005年版《高层民用建筑设计防火规范》第9.5.1条规定,高层建筑物内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。第9.5.2条规定,漏电火灾报警系统应具有下列功能。(1探测漏电电流、过电流等信号,发出声光信号报警,准确报出故障线路地址,监视故障点的变化。(2存储各种故障和操作试验信号,信号存储时间不应少于12个月。—04—(3切断漏电线路上的电源,并显示其状态。(4显示系统电源状态。国家标准GB50016—2006《建筑设计防火规范》第11.2.7条规定,下列场所宜设置漏电火灾报警系统。(1按一级负荷供电且建筑高度50m的乙、丙类厂房和丙类仓库。(2按二级负荷供电且室外消防用水量30L/s的厂房(仓库。(3按二级负荷供电的剧院、电影院、商店、展览馆、广播电视楼、电信楼、财贸金融楼室外消防用水量25L/s的其他公用建筑。(4国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。(5按一、二级负荷供电的消防用电设备。国家标准GB50096—1999(2003年版《住宅设计规范》第6.5.2条第7款规定,每幢住宅的总电源进线断路器应具有漏电保护功能。国家建筑标准设计标准图《全国民用建筑工程设计技术措施电气》(2003年版第4.3.6条第7款规定,下列场所的供电干线或电源线路宜设置漏电保护或绝缘监视措施。(1商业大厦(包括地下商业街。(2博物馆、展览馆建筑。(3影院、歌舞厅等娱乐场所建筑。(4餐饮、酒店建筑。(5医院、福利院、幼儿园等。(6易燃、易爆场所。(7公寓、高层居住建筑。中国建筑设计研究院机电院制定的《电气火灾监控系统的设计方法》(暂定第2条规定,电气火灾监控系统设置要求如下。(1特级保护对象设置电气火灾监控系统要求:①配电室重要的低压出线回路宜设置电气火灾探测器。②防火区域照明总配电箱进线处应设置电气火灾探测器。③电力总配电箱进线处宜设置电气火灾探测器。④建筑物内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所的配电箱进线处应设置电气火灾探测器。⑤建筑物内的歌舞厅、卡拉OK厅(含具有卡拉OK功能的餐厅、夜总会、录像厅、放映厅、桑拿浴室、游艺厅(含电子游艺厅、网吧等歌舞、娱乐、放映、游艺场所的配电箱进线处应设置电气火灾探测器。⑥建筑物内的地下商店(场的配电进线处应设置电气火灾探测器。⑦其他电气火灾危险性大的场所。(2一级保护对象设置电气火灾监控系统要求:①照明总配电箱(地下车库除外进线处应设置电气火灾探测器。②本条第(1款④~⑦项规定的场所应设置电气火灾探测器。(3二级保护对象设置电气火灾监控系统要求:①照明总配电箱进线宜设置电气火灾探测器。②本条第(1款④~⑦项规定的场所宜设置电气火灾探测器。(4学生宿舍、老人福利设施、幼儿园、盲人学校、聋哑学校的照明总配电箱进线处宜设置电气火灾探测器。(5国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑的供电回路、配电箱进线处应设置电气火灾探测器。(6除高层建筑外的家具城、服装城、建材城、灯具城等火灾危险性大、人员密集场所的照明、电力配电箱进线处宜设置电气火灾报警监控系统。我国20世纪90年代开始在一些电气规范中对接地故障火灾作出防范规定。例如JGJ/T16—1992《民用建筑电气设计规范》、GB50054—1995《低压配电设计规范》、GB13955—2005《剩余电流保护装置安装和运行》等。日本1978年在JEAC8001—1978《内线规程》第190条明确要求,建筑面积在15m2以上的旅馆、饭店、公寓、集体宿舍、家庭公寓、公共建筑、公共浴室等建筑必须安装自动报警的漏电火灾报警器。国际电工委员会IEC1200-53、1994-10中—14—593.3条明确要求采用两级或三级剩余电流保护装置,防止由于漏电引起的电气火灾和人身触电事故。2漏电火灾报警的组成(1随着网络技术的发展,传统分散设置的单个漏电火灾报警器逐渐演变成网络化集中管理的电气火灾监控系统。(2国家有关部门及时修订、修改标准,新颁布的国家标准GB14287—2005《电气火灾监控系统》中将原《防火漏电电流动作报警器》更名为《电气火灾监控系统》,并细化为3部分。第1部分:电气火灾监控设备;第2部分:剩余电流式电气火灾监控探测器;第3部分:测温式电气火灾监控探测器。当被保护线路被探测参数超过设定值时,电气火灾监控系统能够发出报警信号、控制信号,并能指示报警部位。电气火灾监控系统由电气火灾监控探测器、电气火灾监控设备组成。①电气火灾监控探测器。探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化的探测器。②电气火灾监控设备。能接收来自电气火灾探测器的报警信号,发出声光报警信号和控制信号,指示报警部位,记录并保存报警信息的装置。(3“漏电”在国际上及其有关国家标准中通用术语是“剩余电流”,因此新的国家标准统一称“漏电”为“剩余电流”。与此对应的国家标准GB13955—1992《漏电保护器安装和运行》也改为GB13955—2005《剩余电流动作保护装置的安装和运行》。其中剩余电流动作电气火灾监控系统定义为:由检测剩余电流的互感器、剩余电流探测器、报警器或控制器构成的,对电气火灾进行实时监测并实施报警或切断电流的装置。GB50045—1995(2005年版《高层民用建筑设计防火规范》中有关条文要求设置的漏电防火报警系统就是GB13955定义的《剩余电流动作电气火灾监控系统》,也就是仅由GB14287.2剩余电流式电气火灾监控探测器构成的电气火灾监控系统。(4漏电火灾报警系统。①漏电火灾报警系统一般由一台主机和若干台漏电火灾探测器、控制模块、总线连接组成。主机具有声光报警、显示报警地址、记录并保存报警及控制信息和远程控制功能。漏电火灾报警系统将电气监测、分析、预警、报警及控制集于一体,具有监控范围大、反应迅速、报警准确、操作灵活、安装维护方便等特点。系统由现场设备、总线、控制系统三级组成。漏电火灾报警系统为总线制,采用并联方式,导线为普通电话线,并以颜色区分。②漏电火灾报警系统示意图如图1所示。由总线将火灾探测器采集到的漏电过电流等报警信号以及故障点远传到消防控制中心进行统一监控。一般适宜安装于配电箱或控制箱的总开关处。图1漏电火灾报警系统示意图③漏电火灾报警系统与消防联动控制示意图如图2所示。漏电火灾探测器可与火灾报警联动以切断电源。当火灾报警系统有触发信号DC24V输出时,火灾探测器收到信号将自动切断电源,火灾探测器将把信号远传到漏电火灾报警系统控制中心并记录当前状态,同时,火灾探测器一组辅助触头作信号反馈输出至消防控制中心。图2漏电火灾报警系统与消防联动控制示意图④重要负荷供电回路应用方案如图3所示。该方案适用于医院、消防设备专用供电回路、重要负荷等不允许断电的场所,只报警不跳闸,避免—24—图3重要负荷供电回路应用方案图因漏电、过电流动作导致更大的损失。漏电火灾探测器应安装于总开关处,当探测到过电流、漏电电流超过设定值时,发出声光报警信号,同时有一组报警触头干接点输出,作远程报警信号。报警触头为一组常开、常闭触点输出,可连接信号灯或其他指示装置,触头容量为1A/AC220V。3漏电火灾报警系统工程设计(1电气火灾监控系统设计应根据火灾自动报警系统保护对象火灾危险等级确定。一个电气火灾报警探测区域不应超过一个防火分区。(2GB13955—2005《剩余电流动作保护装置的安装与运行》是漏电火灾报警系统设计和安装使用的重要依据,因为剩余电流动作电气火灾监控系统本身属于《剩余电流动作保护装置的安装和运行》的管理范围。(3关于“宜”字的把握,规范用词说明指出:表示允许稍有选择,在条件许可时,首先应这样做的。可见,“宜”原则上是首先要考虑设置的,没有特殊情况,没有经过消防主管部门认可,是不能随便选择取消设置的。(4剩余电流探测器的布点,首先应对建筑物内防火区域做出合理的布置设计,确定适当的保护范围,设定剩余电流动作值和动作时间,并应满足分级保护特性要求,缩小故障切断电源时引起的停电范围。电气火灾监控系统的报警信号应设在有人值班的场所或消防控制室。需要对重要场所的导线连接部位监测温度时,应设置测温式火灾探测器。(5设计中必须注意分级保护问题,为预防电气火灾,GB13955—2005强调采用分级保护,电源端或分支线路上的剩余电流保护装置应与末端剩余电流保护装置的动作特性协调配合,实现具有动作选择的分级保护,避免造成大面积停电。分级保护方式的选择应根据建筑物用电负荷和线路具体情况的需要,确定采用两级或三级保护模式。一般所有的两级保护开关都要安装漏电火灾探测器;三级保护开关是否安装应根据负荷实际情况和建筑物用途、火灾危险性等具体情况确定。(6一般情况下,在电源端或分支线上应选用低灵敏度延时型或动作特性可调的剩余电流保护装置。而在末端仍应使用传统一般型、无延时漏电开关,漏电动作电流IΔn≤30mA,具有高灵敏度、快速动作的特点