高层建筑的供配电与消防系统 调研报告

3.

4.

4.

5.

5.1高层建筑必须具备比较完善的、能够各种功能要求的设施，如空调系统、给排水系统、通讯网络系统、消防系统、安防系统、设备自动化管理系统等，使其具有良好的硬件服务环境所以，高层建筑中用电设备的种类多用电量大，负荷密度高

5.2由于高层建筑的用电设备多，尤其是空调负荷大，占总用电负荷的40%〜50%,所以高层建筑的用电量大，并且负荷密度高一般来说，高级宾馆和酒店、高层商住楼、高层办公楼、高层综合楼等高层建筑的负荷密度都在60W/m2以上，有的甚至高达150W/m2,即便是高层住宅或公寓，负荷密度也有25〜60W/m2供电可靠性要求高

5.3高层建筑中的较大部分电力负荷属二级负荷，还有相当数量的负荷属一级负荷所以，高层建筑对供电可靠性的要求高一般要求一级负荷具有2个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏；对一级负荷中特别重要的负荷除上述2个电源外，还必须增设应急电源（很多情况下设置柴油发电机组或燃气发电机组作为备用电源，也可设置不间断电源装置UPS,以确保供电可靠性）另外，一类高层建筑中的自备发电设备应设有自动启动装置，能在30s内切换供电电气系统复杂

5.4由于高层建筑的功能复杂，用电设备种类多，供电负荷既多又大，对供电可靠性的要求也高，这就使得高层建筑的电气系统较为复杂不但电气子系统较多,而且各个电气子系统的复杂程度也高例如，为保证一级负荷供电可靠性，除了在变电所的高、低压主结线上采取两路电源或两段母线的切换措施外，还要考虑应急电源的投入与切换在高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等处的供电，应在设备间的最末端一级配电箱处设置自动互投装置且两路干线间不共管、不共线又如，对于火灾报警与联动控制系统，由于探测点的数量较多，联动控制设备复杂，就使系统显的比较大了电气线路多

5.5电气系统复杂，电气线路多高层建筑中不仅有高、低压供配电线路，还有火灾报警与消防联动控制线路，以及电话与音响广播线路、通信线路和其他弱电线路电气用房多

5.6复杂的电气系统必然对电气用房提出更多要求为了使供电深入负荷中心，除了把变电所设置在地下层、底层外，有时还要设置在大楼的顶层和中间层而电话配线间、音控室、消防控制中心、安防监控中心等都要占用一定的房间面积另外，为了解决种类繁多的电气线路在竖直方向与水平方向上的敷设及分配,必须设置电气竖井和各层的电气分配小间对电气复杂系统，强电与弱电小间要分开设置若系统不大，可共用电气竖井时，线路也要分别设置在两面相对的墙上，以防电磁干扰设备与线路的防火要求

5.7高层建筑发生火灾的因素多由于竖井的“烟囱效应”，发生火灾后火势凶猛且蔓延极快灭火难度大，因此用于高层建筑的电气设备要考虑防火要求例如变电所中采用的变压器就不允许用油浸式电力变压器而要用干式变压器开关等设备要采用六氟化硫断路器或真空断路器配电线路应采用难燃导线及穿难燃管保护对明敷设的钢管、金属线槽应涂防火涂料自动化程度高

5.8高层建筑功能复杂，设备多、用电量大为了降低能耗、减少设备的维修与更新费用，延长设备使用寿命、提高管理水平，一般要求对高层建筑中的设备进行自动化管理主要是对各类设备的运行状况、安全展开、能源使用情况进行自动监测、控制与管理，以实现对设备的最优控制和最佳管理随着计算机与通信网络技术的应用，高层建筑沿着自动化、信息化和智能化方向发展第六章智能建筑中防火现状与发展趋势我国智能建筑防火发展现状大体特点如下1火灾探测器采用点状超薄结构和总线制，具有火灾参数连续采集、类比或分布智能数据处理、环境自适应等能力，多参数复合探测和采用ASIC技术是当前技术热点；2火灾报警控制器采用微处理机或工控机结构和标准化功能接口，具有火灾参数运算、火灾模式识别和数据信息网络通信能力，可基于微机开发技术或现场总线技术实现功能和容量合理配置，消防设备联动灵活可靠，当前技术热点是节点机形式配以视窗化专用应用软件；3系统整体设计采用总线制和多设备监控方案，多种系统结构形式并存，系统具有多种数据通信方式，系统管理、人员培训I、救灾预案制作等软件化，当前技术热点是系统数据通信标准化和设备监控管理规范化,实现智能建筑火灾监控系统的开放式结构社会经济的不断发展，智能建筑防火也将不断革新,当前智能化建筑防火直接利用的技术是建筑技术、计算机技术、网络通信技术、自动化技术在今后的智能建筑防火领域里，信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等渚E将会有更加深入广泛地具体发展应用随着智能建筑的不断发展，使火灾监控系统向专用集成电路技术ASIC广泛应用和分布智能及网络通信型结构形式发展,形成灵活多样、符合防火规范基本要求的节点机系统形式,不断丰富其功能在产品市场以及生产方面便于实现低成本、标准化和规模化;在工程应用方面可使系统应用设计组态灵活;在设备监控方面可适应智能建筑中设备直接数字控制发展要求和视窗化应用软件趋势;在信息处理方面能满足智能建筑数据通信要求和城市火警信息系统组网要求参考文献

[1]李海安,黎文安.实用建筑电气技术[M].北京:水力水电出版社,

1996.

[2]徐文根.工业与民用配电设计手册[M].北京:水力水电出版社，

1996.

[3]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京:建筑工业出版社,

1992.

[4]戴瑜兴.黄铁兵.《民用建筑电气设计数据手册》？中国建筑工业出版社，2003论文网在线

[5]温祥杰::民用建筑电气

一、二级负荷低压配电方式思考[J];建筑电气;2011年05期

[6]叶海涛；；建筑电气设计中节能设计要点研究[J];中华建设;2011年07期

[7]李林.智能大厦系统工程.北京机械工业出版社，2000

[8]冯金萍.浅谈高层见者消防联动系统设计，2000

[9]中华人民共和国国家标准建筑设计防火规范GB50016—2006第一章高层建筑的发展与定义高层建筑的发展

1.1近年来，随着经济的不断发展，城市建设力度的不断提高，高级宾馆，大型商业大楼，综合办公楼及高层住宅等建筑高度超过24m的建筑比比皆是由于目前建筑自动化程度要求越来越高，电力是支持和保证高层建筑正常运动的基础,因此其对供电的可靠性要求和电力依赖程度较高制定合理，安全，可靠地供配电记住方案，保证高层建筑电梯，消防，泵房，照明及通讯网络等重要负荷的不间断供电，是当前急需解决的突出问题高层建筑的定义

1.2•在1972年在美国召开的国际高层建筑委员会上提出将9层及9层以上建筑定义为高层建筑•美国对高层建筑的起始高度定为22-25m或7层以上；•日本规定为11层或31米；•德国规定22层从室内地面起；•法国规定住宅50m以上，其他建筑28m以上•在我国，关于高层建筑的界限规定也未统一行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ3-91规定，8层及8层以上的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑.•《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-1992和国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—1995中均规定，10层及10层以上的住宅建筑包括首层设置商业服务网点的住宅和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑其中，建筑高度为建筑物室外地面到檐口或屋面面层的高度，屋顶上的附属建筑如水箱、电梯机房、排烟机房、楼梯间出口等均不计入建筑高度和层数内，住宅建筑的地下室、半地下室、和顶板高出室外地面不超过

1.5m者也不计入层数内西安建筑科技大学第二章高层建筑的等级分类高层建筑的防火等级分类

1.1表高层建筑按防火等级分类表

8.1名称一类高层建筑二类高层建筑高级住宅居住建10~18层普通住宅19层及其以上普通住宅筑

①医院；

①除一类建筑以外的商业楼、展览楼、综

②高级旅馆；合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库；

③建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1000nr商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、

②省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、财贸金融楼；广播电视楼、电力调度楼；

④建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500n商住楼；公共在

③建筑高度不超过50m的教学楼和普通

⑤中央级和省级（含计划单列市）广播电视楼；筑旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等

⑥网局级和省级（含计划单列市）电力调度楼；

⑦省级（含计划单列市）邮政楼、防灾指挥调度楼；

⑧藏书超过100万册的图书馆、书库；

⑨重要的办公楼、科研楼、档案楼；⑩建筑高度超过50m的教学楼和普通旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等高层建筑的负荷等级

2.2表常用电力负荷的级别

8.2序号建筑物名称电力负荷名称负荷级别1高层普通住宅客梯、生活水泵电力、楼梯照明二级2高层宿舍客梯、生活水泵电力、主要通道照明二级3重要办公建筑客梯电力、主要办公室、会议室、总值班室、档案室及主要通道照明一级4省、部级办公建筑客梯电力、主要办公室、会议室、总值班室、档案室及主要通道照明二级5高等学校教学楼客梯电力、主要通道照明二级经营管理用及设备管理用电子计算机系统电源一级*宴会厅电声、新闻摄影、录像电源、宴会厅、餐厅、娱乐厅、高级客房、康乐设施、厨房及6

一、二级旅馆一级主要通道照明、地下室污水泵、雨水泵电力、厨房部分电力、部分客梯电力其余客梯电力、一般客房照明二级科研院所及高校重要主要业务用电子计算机系统电源一级7实验室客梯电力、楼梯照明二级防盗信号电源、珍贵展品展室的照明一级水8大型博物馆、展览馆展览用电二级调光用电了•计算机系统电源一级*9中等剧场舞台、演员化妆室照明、舞台机械电力，电声、广播及电视转播、新闻摄影电源一级1甲等电影院二级续表序号建筑物名称电力负荷名称负荷级别检索用电子计算机系统电源一级*11币:要图柠馆其他用电二级计时计分用电子计算机系统电源一级*省、自治区、直辖市及其12以上体育馆、体育场-*级比赛厅（场）、主席台、贵宾室、接待室及广场照明、电声、广播及电视转播、新闻摄影电源13火车站特大型站和国境站的旅客站房、站、天桥、地道的用电设备一级航行管制，导航、通信、气象、助航灯光系统的设施和台站、边防、海关、安全检查设备、航一级♦14民用机场班预报设备，三级以上油库；为飞行及旅客服务的办公用房;旅客活动场所的应急照明候机楼、外航驻机场办事处、机场宾馆及旅客过夜用房、站坪照明、机务用电一级其他用电二级通信枢纽、导航设施、收、发信台一级15水运客运站港口重要作业区，一等客运站用电二级16汽车客运站

一、二级站二级急诊部用房、监护病房、手术部、分娩室、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室、病理切一级片分析室、CT扫描室、区域用中心血库、高压银仓、加速器机房和治疗室及配血室的电力和17县、区级及以上医院照明,培养箱、冰箱、恒温箱的电源电子显微镜电源、客梯电力二级主要业务用电子计算机系统电源,防盗信号电源一•级*18银行客梯电力、营业厅、门厅照明一级续表序号建筑物名称电力负荷名称负荷级别经营、管理用电子计算机系统电源一级不19大型百货商店营业厅、门厅照明一级自动扶梯、客梯电力二级20中型百货商店营业厅、门厅照明，客梯电力二级电子计算机系统电源一级*21广播电台直接播出的语言播音室、控制室、微波设备及发射机房的电力和照明一•级主要客梯电力、楼梯照明一级点电子计算机系统电源一级22电视台直接播出的电视演播厅、中心机房、录像室、微波机房及发射机房的电力和照明二级洗印室、电视电影室、主要客梯电力、楼梯照明二级载波机、微波机、长途电话交换机、市内电话交换机、文件传真机、会议电话、移动通信及II星通信等通信设备的电源;载波机室、微波机室、交换机室、测量室、转接台室、传输室、市话局、电信枢纽、卫一级*23电力室、电池室、文件传真机室、会议电话室、移动通信室、调度机房及卫星地面站的应急星地面站照明，营业厅照明、用户电传机主要客梯电力、楼梯照明二级24冷库二级大型冷库、行特殊要求的冷库的一台氨压缩机及其附属设备的电力，电梯电力.库内照明25监狱警卫照明一级注:表中打“*”号的为,级负荷中特别重要的负荷第三章当前智能建筑防火的发展建筑防火在设计中的地位

3.1随着材料科学、结构工程技术以及人们对各种功能的需求的发展,对建筑结构提出了抗灾防灾的新要求,也在一定程度上促使建筑防火的理论与技术不断发展建筑的五大灾害即地震、火灾、水灾、风灾及战争灾害，工程师们正在积极研究它们的运行规律,制订规范标准,设计出新的建筑防火措施，以抵抗灾害带来的损失五大灾害中的火灾虽然属于点现象，但是由于其发生概率大,频度高,损失累计相当可观在现代社会,一次火灾不要说财产损失,死亡人数达几百人都不为鲜见，因此建筑防火已引起了相关部门的高度重视智能建筑防火

3.2我国智能建筑的发展概况以及防火简介

3.

2.1世界智能建筑的发展已经走过了20多年的历程智能建筑的“智能化”，是指在一幢建筑物内进行信息管理和对信息综合利用的能力子系统有楼宇自动化系统BA、通信自动化系统CA、办公自动化系统OA、防火自动化系统FA、安全保卫自动化系统SA,智能系统主要由系统集成中心、设备管理自动化系统、信息通信系统、办公自动化系统、防火自动化系统安全保卫自动化系统以及综合布线GC构成各个子系统内部的现场级控制,各个子系统相互通讯，协同控制的楼宇管理系统级，以及目前越来越重要的ERP级，在不同层次上配合在一起，智能建筑系统集成不是多种多样产品设备的简单集合,而是指一种“能力”它能够把现有的技术,根据具体项目情况和需求,定制应用于现有的智能建筑物系统中,充分发挥其作用和潜力第一代的智能建筑一般由相对独立的自治子系统构成,相互之间没有联系，操作也相对独立;第二代智能建筑的最大特点在于通过一些专门的网络将楼宇的各个控制子系统连接起来，从而能完成一些诸如远程控制、操作序列化、制定时间表等涉及多个子系统的操作任务我国的智能建筑大多处于第一代向第二代智能化系统发展过渡时段随着智能建筑在我国大中城市的进一步发展，对于其防火功能提出了更高的要求智能建筑采用大跨度框架式建筑结构，综合布线系统为联系纽带，配置建筑设备、办公、通信自动化等系统火灾监控系统作为智能建筑中设备自动化系统的一个子系统，是智能建筑防火安全体系的核心与消防系统集成的关键智能建筑中火灾监控系统的应用形式

3.

2.2根据智能建筑结构形式、保护等级、物业管理方式等的不同,火灾监控系统一般呈现以下应用形式1中控机系统形式中控机系统应用形式是由集中智能式火灾报警通用控制器、楼层显示器、类比式火灾探测器及模块连接的普通探测器构成，总线制，也可支状布线，系统基本容量500编码点左右并可扩展成系列智能建筑要求这类系统中火灾探测器能够采集现场参数及特征，火灾报警控制器存储火灾特征数据并可对采集数据集中进行多级类比判断处理,能够可靠识别并判定火灾2主子机系统形式主子机系统应用形式是由集中火灾报警控制器加区域控制器，或是由通用火灾报警控制器加功能子机,并配以类比式或分布智能式火灾探测器和模块连接的普通探测器构成，总线制，一般采用多机大容量，适于大型工程在智能建筑中，主子机系统形式一般采用小容量标准化火灾报警控制器多台联网方案，火灾信息处理采用集中智能或分布智能方式,数据通信要求高,系统组态灵活,适应性强3节点机系统形式节点机系统应用形式是由可基于LonWorks技术实现并采用网络通信及总线制系统结构，特点是火灾探测器一般采用类比式或分布智能式数据处理，火灾探测器中可采用Neuron芯片取代原有的CPU;通用火灾报警控制器借助LonWorks技术的开放性而形成节点机，实现基本功能或基本配置相同,既可作上级管理主机需扩展功能也可作区域报警子机使用；通用控制器之间采用以太网Ethernet或专用传输网络实现数据通信一般,节点机系统形式中通用火灾报警控制器之间采用支状或环状联接，可与楼层显示器配合分区；通用控制器基本容量多采用99报警地址+99模块地址的标准化设计方案，互联数量可达32—62台之间，消防设备或由消防中心联动控制台集中联动或是由分散设置的控制器和模块联动第四章高层建筑火灾自动报警系统火灾自动报警系统的简介

4.1火灾自动报警系统通常是由火灾报警装置、火灾警报装置、触发装置和具有一些辅助功能装置组成的它能提前探测到火灾隐患,通过工程的需求和其它灭火设备以及通讯装置联动,可形成中心控制系统在灭火初期,它可以将发生火灾时所产生的热量、火焰以及烟雾等物理量,根据火灾探测器转化成电信号，传送到火灾报警控制器，同时,它还能显示出火灾发生的时间、地点等,可以让周围的人及时地发现火灾，能及时地报警或自救方式来扑灭初期火灾,极大地限制了火灾对财产和生命的损失在设计火灾自动报警系统时，一定要遵循《火灾自动报警系统设计规范》的要求,此外,还要将高层建筑的自身特点考虑进来,要保证产品的选配合理和安全适用,还需考虑先进技术的应用，要做到经济合理对探测器的位置设置要有明确的规定,在设计上,要考虑到探测器在不同场所的设置，由于是高层建筑,因此,还要重点考虑公共场所的探系统设计软硬的要求

4.测器设置，火灾危险性、爆炸场所、电缆夹层等因素也考虑在其中在火灾自动报警系统设计初期，要按照软件设计的基本原则，保证系统开发出来火灾自动后，要2有实用性、易操作性、安全性、扩展性、可靠性和抗干扰性进行设计软件时,在设计方法上,可采用结构化设计法,在软件设计思想上,采用模块化、抽象化等,逐步形成软件的详细设计和总体设计还要充分考虑到软件要需具备正确性、可靠性、高效性、健壮性、易用性等进行硬件设计时,要考虑硬件内部资源的预留和外部扩展接口，在日后的维护和升级带来方便,此处,还需要考虑到配件的货源状态和成本，以及它的技术水平和实际可操作性等因素火灾自动报警系统硬件要求

4.

2.1火灾报警控制器、火灾探测节点、无线通信节点和消防联动报警装置等共同构成了火灾自动报警系统当火灾发生时,火灾探测节点首先要通过对一氧化碳浓度、温度和浓度发出的信号进行采集，将这些物理量转化成电信号,最后,通过无线通信网络将收集到的电信号输送到火灾报警控制器中在火灾自动报警系统中，数据的传输是由无线网络来负责，无线通信网络的基本通信单元由无线通信节点构成，它主要负责火灾探测节点和火灾报警控制器两者之间的数据与信息交互，从而完成对数据传输、探测节点、控制信息传递的统筹管理火灾报警控制器根据探测节点收集到的信息，通过智能火灾识别算法对多元火灾参量进行信息的整合,来作出相应的判断,然后再决定是否产生的控制信号对联动装置实施控制，火灾报警控制器是防火区域管理和数据处理的核心，它还可以对其管理范围的所有探测节点进行综合管理当火灾报警控制器判断出有火情发生时,联动报警装置和火警扬声器被立即启动，以便能提醒周围的人有火情即将发生,随后消防联动装置被自动启动;此时,当人们发现有火灾发生时，还可以用手动方式按动报警按钮,这样火灾报警控制器会马上启动联动装置消防应急照明灯、消防广播、疏散警铃、喷淋泵、消防泵、排烟系统等一系统联动装置构成了联动装置我火灾自动才

4.

2.2闭值判断和趋势检测算法通常被应用在传统的火灾报警系统的信号处理中，这种设计采用的传感器的种类和数量较多，因而,整个系统的复杂度会加大,探测器和探测节点也容易受到周边环境的影响，使整个系统会出现的误报和漏报率相应加大,而趋势检测算法和应用闽值判断会导致系统的误报率和漏报率无法降低因此，选择合适的探测算法对以上问题的解决是非常重要的,为了解决系统中存在的误报率和漏报率，系统可采用模糊神经网络火灾探测算法,结合多元参数的数据融合和智能处理,将使系统的稳定性和可靠性大大提高为了能将探测器收。