2018年4月10日公安部(現(xiàn)應(yīng)急管理部)下發(fā)了公消[2018]57號(hào)文，即“關(guān)于印發(fā)《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求(試行)》的通知”，通知強(qiáng)調(diào)相關(guān)部門需要落實(shí)的兩項(xiàng)工作：一、強(qiáng)化屬地管理，對(duì)符合條件的超高層建設(shè)工程所采取的“更加嚴(yán)格的防火措施”，要由各消防總隊(duì)組織專家評(píng)審;二、嚴(yán)格專家評(píng)審，各消防總隊(duì)?wèi)?yīng)在落實(shí)該《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求(試行)》(以下簡(jiǎn)稱“《加強(qiáng)性技術(shù)要求》”)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)販缁鹁仍�能力情況，對(duì)消防設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全方位技術(shù)審查，確保所采取的更加嚴(yán)格的防火措施能夠切實(shí)增強(qiáng)超高層建筑火災(zāi)時(shí)的自防自救能力。
　　大于250m的超高層建筑內(nèi)，人員眾多、疏散困難，消防設(shè)備電源的可靠性至關(guān)重要，《加強(qiáng)性技術(shù)要求》第二十四條對(duì)消防設(shè)備的負(fù)荷分級(jí)和應(yīng)急電源保障提出了更加嚴(yán)格的要求，即消防用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電。應(yīng)急電源應(yīng)采用柴油發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)組的消防供電回路應(yīng)采用專用線路連接至專用母線段，連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于3.0h。
　　大于250 m的民用建筑消防負(fù)荷供電措施分析
　　民用建筑消防負(fù)荷采用專用線路、設(shè)置專用母線段的措施
　　根據(jù)建筑性質(zhì)、類別、規(guī)模不同，普通民用建筑中的消防負(fù)荷劃分為一、二、三級(jí)，其中，對(duì)一級(jí)負(fù)荷應(yīng)采用雙重電源供電，對(duì)其余等級(jí)的負(fù)荷，電源要求相對(duì)降低。為了提高消防設(shè)備供電可靠性，GB 50016-2014《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(2018年版)第10. 1. 6條、第10. 1. 8條，要求采用專用線路雙電源末端自動(dòng)切換供電。
　　GB 50016 - 2014(2018年版)第10. 1. 6條，消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路，當(dāng)建筑內(nèi)的生產(chǎn)、生活用電被切斷時(shí)，應(yīng)仍能保證消防用電。該條強(qiáng)調(diào)供電回路專用，主要目的是為了保證消防供電線路的可靠性。條文說(shuō)明里給出了目前國(guó)內(nèi)建筑電氣工程中常見(jiàn)的低壓配電系統(tǒng)主接線方案，根據(jù)消防、非消防負(fù)荷是否分組設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為不分組設(shè)計(jì)和分組設(shè)計(jì)方案。其中，不分組設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但消防負(fù)荷受非消防負(fù)荷故障的影響較大;分組設(shè)計(jì)方案中，消防負(fù)荷相對(duì)獨(dú)立，主接線相對(duì)復(fù)雜，消防負(fù)荷受非消防負(fù)荷故障影響較小，分組設(shè)計(jì)方案接線見(jiàn)圖1、圖2。
　　是從變壓器低壓側(cè)封閉母線處，通過(guò)設(shè)置單獨(dú)的主斷路器將消防電源分出，形成獨(dú)立系統(tǒng)(專用母線段)。圖2是利用低壓柴油發(fā)電機(jī)組作為消防設(shè)備的備用電源時(shí)，采用專用線路，并將消防負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷設(shè)于同一專用母線段的接線方案。這兩種分組設(shè)計(jì)的接線方案，均具有供電可靠性較高的特點(diǎn)，即當(dāng)設(shè)置于其他母線段的生產(chǎn)、生活用電(非消防負(fù)荷)被切斷時(shí)，仍能保證專用母線段上的負(fù)荷用電。
　　民用建筑中一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電措施
　　一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電在電源數(shù)量、供電措施上，較一級(jí)消防負(fù)荷更加嚴(yán)格。GB 50052 - 2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3. 0. 3條：“一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電，應(yīng)符合下列要求：1 除應(yīng)由雙重電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。2 設(shè)備的供電電源的切換時(shí)間，應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電的要求�！钡�3. 0. 9條：“備用電源的負(fù)荷嚴(yán)禁接入應(yīng)急供電系統(tǒng)�！�
　　由于特別重要負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時(shí)間，以及要求的電源為直流或交流等不同，往往同時(shí)使用幾種應(yīng)急電源，為了使各種應(yīng)急電源設(shè)備密切配合，充分發(fā)揮作用，需要為特別重要負(fù)荷設(shè)置專用母線段 —— 特別重要負(fù)荷中心，GB 50052 - 2009的3. 0. 5條文說(shuō)明給出的應(yīng)急電源接線示例見(jiàn)圖3(以蓄電池、不間斷供電裝置、柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)使用為例)。
　　專用母線段(即特別重要負(fù)荷中心)上所供電的負(fù)荷包括了一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷及安保動(dòng)力、應(yīng)急照明，和圖2的專用母線段的設(shè)置原則類同�；�于提高供電可靠性的目的，一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷與前述的消防負(fù)荷一樣，也需采用專用線路雙電源末端自動(dòng)切換供電。
　　民用建筑中設(shè)置的柴油發(fā)電機(jī)組在作為應(yīng)急電源的同時(shí)還兼作備用電源
　　當(dāng)建筑中設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為消防負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的應(yīng)急電源時(shí)，為最大化利用柴油發(fā)電機(jī)組，大多數(shù)項(xiàng)目均利用柴油發(fā)電機(jī)組既作為應(yīng)急電源又作為備用電源，在未發(fā)生火災(zāi)、市電停電時(shí)，向保障型負(fù)荷供電，以支撐建筑的基本營(yíng)運(yùn)。民用建筑中柴油發(fā)電機(jī)組供電負(fù)荷類型如下：
　　第一類：消防水泵、消防控制室、消防電梯、輔助疏散電梯及其排水泵、防煙及排煙設(shè)施、防火卷簾、門窗、閥門等消防用電、消防應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志等。
　　第二類：表1中的一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷。
　　第三類：維持大樓營(yíng)運(yùn)的保障型負(fù)荷，包括通道照明、值班照明、警衛(wèi)照明、航空障礙照明用電，客梯用電，安防用電，智能化機(jī)房用電，排污泵、生活泵等。
　　第四類：其他經(jīng)營(yíng)客戶的重要負(fù)荷，比如：酒店管理公司通常要求單獨(dú)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)保障的負(fù)荷。
　　第五類：特殊設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)置式散熱系統(tǒng)用電，包括循環(huán)水泵、散熱器風(fēng)機(jī)、冷卻塔、油泵電源等。
　　第六類：超高層建筑中，特殊租戶重要用電(一般按租戶面積的10 ～ 20 VA / m2預(yù)留);金融交易樓層用電;應(yīng)急空調(diào)用電;擦窗機(jī)吊籃用電等。
　　上述負(fù)荷包括消防負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷及非消防保障負(fù)荷。當(dāng)利用柴油發(fā)電機(jī)組既作為應(yīng)急電源又作為備用電源時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組容量按應(yīng)急負(fù)荷、保障型負(fù)荷中較大者選取。
　　并未體現(xiàn)出作為備用電源的發(fā)電機(jī)向非消防保障型負(fù)荷供電的接線關(guān)系，一般情況下，設(shè)計(jì)師需要為非消防保障型負(fù)荷設(shè)置單獨(dú)的保障負(fù)荷母線段，并由發(fā)電機(jī)專用線路供電。
　　建筑高度大于250 m的民用建筑消防負(fù)荷供電措施
　　《加強(qiáng)性技術(shù)要求》第二十四條要求：消防用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電。應(yīng)急電源應(yīng)采用柴油發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)組的消防供電回路應(yīng)采用專用線路連接至專用母線段，連續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于3.0h。
　　該條文將高度大于250m的民用建筑消防負(fù)荷等級(jí)劃分為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，實(shí)際是要求其消防負(fù)荷的供電措施，不僅要滿足GB 50016-2014(2018年版)對(duì)消防負(fù)荷的供電要求，而且要滿足GB 50052-2009對(duì)一級(jí)中特別重要的負(fù)荷的供電要求，還要滿足《加強(qiáng)性技術(shù)要求》的規(guī)定。
　　GB 50052-2009規(guī)定，一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷是指中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷。高度大于250m的超高層建筑屬于特別重要場(chǎng)所，需要增加柴油發(fā)電機(jī)組作為消防用電的應(yīng)急電源，并采用專用的母線段，以確保市政電網(wǎng)故障導(dǎo)致停電事故時(shí)，仍具有獨(dú)立的電源供電。
　　筆者認(rèn)為，除增加柴油發(fā)電機(jī)組作為消防負(fù)荷和非消防一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的應(yīng)急電源外，低壓配電系統(tǒng)主接線方案采用前述的分組設(shè)計(jì)方案，設(shè)置低壓專用母線段(特別重要負(fù)荷中心)，向消防負(fù)荷和非消防一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷供電，可以滿足相關(guān)規(guī)范和《加強(qiáng)性技術(shù)要求》的規(guī)定。
　　應(yīng)急 / 自備柴油發(fā)電機(jī)組的電壓選擇
　　針對(duì)建筑高度大于250m的民用建筑，影響應(yīng)急 / 自備柴油發(fā)電機(jī)組的電壓等級(jí)確定的因素包括用電負(fù)荷的電壓等級(jí)、機(jī)組容量、供電距離等，超高層建筑應(yīng)急 / 自備柴油發(fā)電機(jī)組電壓等級(jí)的選擇一般原則為：供電距離在300m以內(nèi)、只需要向低壓用電設(shè)備供電、機(jī)組不需并機(jī)運(yùn)行或并機(jī)后總?cè)萘坎淮笥?200kW時(shí)，采用低壓0.4kV機(jī)組;供電距離在250~400m時(shí)，需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來(lái)確定采用低壓0. 4kV或中壓10kV柴油發(fā)電機(jī)組;當(dāng)需要向高壓用電設(shè)備供電，或供電距離大于400m，或多臺(tái)大容量機(jī)組需要并機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用10kV柴油發(fā)電機(jī)組。
　　應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的配電系統(tǒng)接線方案分析
　　柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源或備用電源的應(yīng)用比較普遍，無(wú)論是低壓柴油發(fā)電機(jī)組還是中壓柴油發(fā)電機(jī)組，配電系統(tǒng)接線方式都相對(duì)比較成熟，均滿足 GB 50016-2014(2018年版)及GB 50052-2009的相關(guān)規(guī)定，但哪種接線才最能滿足2018年4月試行的《加強(qiáng)性技術(shù)要求》第二十四條的規(guī)定呢?下面針對(duì)低壓、中壓配電系統(tǒng)接線方案進(jìn)行分析。
　　0.4kV低壓柴油發(fā)電機(jī)組的配電系統(tǒng)接線
　　根據(jù)《加強(qiáng)性技術(shù)要求》第二十四條規(guī)定，在低壓配電系統(tǒng)設(shè)置消防專用母線段(特別重要負(fù)荷中心)和非消防保障母線段，由柴油發(fā)電機(jī)分別引出專用線路連接至上述母線段，參考GB 50016 - 2014(2018年版)的第10. 1. 6條條文解釋中“負(fù)荷分組設(shè)計(jì)方案”，低壓柴油發(fā)電機(jī)組的配電系統(tǒng)接線見(jiàn)圖4，圖中線路G-F為“專用線路”;“特別重要負(fù)荷母線”為專用母線段。
　　10 kV中壓柴油發(fā)電機(jī)組的配電系統(tǒng)接線
　　建筑內(nèi)消防負(fù)荷(包括一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，下同)和非消防保障負(fù)荷一般為低壓用電設(shè)備，當(dāng)采用中壓柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急 / 備用電源時(shí)，需要通過(guò)專設(shè)變壓器降壓后再進(jìn)行供電。專設(shè)變壓器的設(shè)置方式與低壓配電系統(tǒng)接線方案常見(jiàn)的有3種，方案1、2對(duì)應(yīng)于消防負(fù)荷設(shè)置專用變壓器，方案3對(duì)應(yīng)于消防負(fù)荷和非消防負(fù)荷共用變壓器。本文將對(duì)這3種方案進(jìn)行分析：
　　方案1：為消防負(fù)荷設(shè)置專用變壓器，該變壓器平時(shí)不通電。
　　柴油發(fā)電機(jī)組、降壓變壓器與市電完全獨(dú)立，線路G-F為發(fā)電機(jī)引出的“專用線路”，“特別重要負(fù)荷母線”為專用母線段，由該母線段配出消防負(fù)荷備用電源，其低壓配電系統(tǒng)采用了前述的“負(fù)荷分組設(shè)計(jì)方案”，該接線方案完全滿足《加強(qiáng)性技術(shù)要求》及相關(guān)規(guī)范規(guī)定。該方案特點(diǎn)如下：
　　優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單;由于該專用變壓器不連接市電，不計(jì)入市電容量。
　　缺點(diǎn)：專用變壓器及相應(yīng)的電纜，均長(zhǎng)期處于不使用(不通電)的狀態(tài)，如果日常維護(hù)、保養(yǎng)不到位，一旦應(yīng)急使用，其故障的可能性會(huì)增大，應(yīng)急電源的可靠性難于保障。
　　專用變壓器在市電正常時(shí)由市電1供電，當(dāng)市電停電時(shí)，由中壓切換開(kāi)關(guān)切換為由柴油發(fā)電機(jī)組供電，線路G - F為發(fā)電機(jī)引出的“專用線路”;“特別重要負(fù)荷母線”為專用母線段，由該母線段配出消防負(fù)荷工作電源，其低壓配電系統(tǒng)采用了前述的“負(fù)荷分組設(shè)計(jì)方案”，該接線方案完全滿足《加強(qiáng)性技術(shù)要求》及相關(guān)規(guī)范規(guī)定。該方案特點(diǎn)如下：
　　優(yōu)點(diǎn)：與方案1相比較，專用變壓器平常帶電，可靠性較高。
　　缺點(diǎn)：平常運(yùn)行時(shí)變壓器接入市電，需要計(jì)入市電容量，從而增加高可靠費(fèi)用的投入;由于平常消防設(shè)備容量較小，變壓器的負(fù)載率較低，設(shè)備利用率不高，經(jīng)濟(jì)性較差。
　　方案3：消防和非消防負(fù)荷設(shè)置共用變壓器。
　　為中壓柴油發(fā)電機(jī)電源專設(shè)了降壓變壓器，在市電正常時(shí)由市電1供電，此時(shí)，既向消防負(fù)荷供電，也向非消防負(fù)荷供電;當(dāng)市電停電時(shí)，由中壓切換開(kāi)關(guān)切換為柴油發(fā)電機(jī)組供電，同時(shí)，由市電停電信號(hào)切除非消防負(fù)荷，此時(shí)，變壓器僅向消防負(fù)荷供電，發(fā)電機(jī)消防供電線路G-F為專用線路。
　　當(dāng)市電正常時(shí)，該方案的低壓配電系統(tǒng)與GB 50016-2014(2018年版)的第10. 1. 6條條文解釋中“負(fù)荷分組設(shè)計(jì)方案”完全一致，消防負(fù)荷的低壓配電始終為專用母線段。當(dāng)市電停電由發(fā)電機(jī)供電時(shí)，從發(fā)電機(jī)配出的10 kV供電線路、降壓變壓器、低壓配電母線段，都完全滿足《加強(qiáng)性技術(shù)要求》及相關(guān)規(guī)范對(duì)于消防“專用”的規(guī)定。
　　在設(shè)置10 kV中壓柴油發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)中，筆者推薦方案3的系統(tǒng)接線。消防和非消防負(fù)荷設(shè)置共用變壓器的做法，類似于客梯兼作消防電梯，普通風(fēng)機(jī)兼作消防風(fēng)機(jī)，既發(fā)揮了變壓器的正常供電功能，又能確保在消防時(shí)發(fā)揮可靠的應(yīng)急作用。方案3兼有方案1和方案2的優(yōu)點(diǎn)，在不增加市電裝機(jī)容量的情況下，還能保證消防負(fù)荷的可靠供電。
　　柴油發(fā)電機(jī)電源與市電電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置位置選擇
　　由柴油發(fā)電機(jī)供電的消防負(fù)荷變壓器、非消防保障負(fù)荷變壓器的系統(tǒng)接線中，10 kV柴油發(fā)電機(jī)電源與市電的電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)設(shè)置位置，均位于變壓器上端，即俗稱的“末端切換”。此時(shí)的柴油發(fā)電機(jī)備用電源均為冷備用，平時(shí)不帶電，電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)數(shù)量較多，投資較高。對(duì)于中壓柴油發(fā)電機(jī)組為多個(gè)變電所供電的配電系統(tǒng)，常用的另一種接線方式是：消防負(fù)荷變壓器采用“末端切換”，可以減小故障范圍，提高消防負(fù)荷供電的可靠性;非消防保障負(fù)荷變壓器采用“首端集中切換”的方式，可以減少電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)數(shù)量，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，減少投資，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由消防信號(hào)直接切除發(fā)電機(jī)保障母線段電源，保障消防負(fù)荷變壓器供電。
　　電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器是整個(gè)應(yīng)急 / 備用供電系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
　　從上述配電系統(tǒng)接線方案可以看出，當(dāng)采用柴油發(fā)電機(jī)組作為建筑的應(yīng)急 / 備用電源時(shí)，無(wú)論柴油發(fā)電機(jī)組是采用低壓還是中壓，都存在與市電間的電源轉(zhuǎn)換，電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器成為整個(gè)應(yīng)急 / 備用供電系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，它一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將導(dǎo)致整個(gè)建筑的應(yīng)急 / 備用電源系統(tǒng)無(wú)法提供電力供應(yīng)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。