亚消防负荷的供电及管理策略

0  引言

我国的消防特指与火灾有关的应急事件，在火灾时必须使用的设备用电为消防负荷，但哪些设备在火灾时必须使用尚不能达成共识^[1]，某些设备对消防的重要作用也未引起足够重视^[2-5]。由于对设备定性不同，造成供电方案差别极大，一些重要设备在关键时刻切除，影响了灭火和救援效率。

本文对用电设备在火灾时的积极作用做分析研究，整理了目前业界争议的几种典型设备的特点及供电方案，供消防设计与管理人员参考。

1  负荷分类

1.1 消防负荷

火灾时用于直接灭火、改善火场生存环境、辅助现场人员疏散的设备属于消防设备，消防设备用电为消防负荷。这些消防用电设备由相关专业（建筑、暖通、给排水和电气等）按照相应防火规范进行设计和选用，根据消防用电设备的作用原理，要求火灾时必须正常使用，若在火灾时停用将对灭火救援等产生不利影响。常见的消防用电设备及其作用原理见表1。

表1 常见消防用电设备及其作用原理

序号	火灾时的作用	典型设备	作用原理
1	直接灭火	a.消防水泵：喷淋泵、消火栓泵、高压细水雾泵； b.自动灭火系统或装置：消防水炮、气体灭火系统、泡沫灭火系统；	采取隔离、窒息、冷却、化学抑制等方法灭火
2	防火分隔	a.防火卷帘； b.电动防火门； c.水幕系统；	防止火灾蔓延，限制火场范围
3	改善火场环境	a.排烟系统：排烟风机、补风机； b.防烟系统：正压风机； c.电动排烟窗；	提高生存条件和视觉环境，保障重要疏散通道安全
4	辅助人员疏散	a.消防疏散照明； b.疏散指示标志； c.消防备用照明；	提高视觉环境，引导人员疏散，保证工作条件
5	辅助救援	a.消防电梯；	节省救援人员体力，提高救援效率
6	火灾报警及指挥	a.火灾自动报警系统： b.应急指挥通讯系统； c.火灾预警：可燃气体报警系统、电气火灾监控系统；	提供通讯联络、联动消防设备，为上述各功能的指挥中心

1.2 非消防负荷

火灾时必须停用的设备用电属于非消防负荷。这些设备设施易造成火灾蔓延（比如通风及空调设施），或者会对受困人员和救援人员产生电击等次生灾害（如照明插座等设备），因此必须在火灾时将其电源切除，以便于控制火势和保障相关人员安全。

1.3 亚消防负荷的概念

除了上述火灾时必须使用的设备和必须停用的设备外，还有在火灾时继续使用对灭火救援和人员自救有帮助的设备，另有一些设备是保障消防设备正常运行的必要设施，这些设备一般不会造成明显的次生灾害。对于这些设备用电不能简单的划为非消防负荷，若不采取可靠的供电措施或在火灾时粗暴切除将失去其积极作用，甚至造成事故扩大或灾后责任认定困难。这类有助于灭火救援的设备用电和平时为消防系统服务而火灾时应退出运行的负荷可称之为亚消防负荷。

2  典型亚消防负荷

根据亚消防负荷的定义，下列设备用电可归类为亚消防负荷，简要分析如下：

a.生活水泵：火灾逃生的要求之一是用湿毛巾掩住口鼻，防止烟熏；如果被困在房间内，房门已经烫手时应将门缝塞严并泼水降温；同时非专业人员使用消火栓等专业设备有较大困难，家庭着火时往往是用水龙头接水灭火。因此，火灾时保障供水对人员自救逃生和扑救初起火灾都有重要意义。

b.视频监控系统：视频监控系统可以调取火场情况，特别是人员不便进入的危险场所，直观了解火灾态势，为火灾指挥和人员疏散提供参考，在灾后火灾调查中对于起火时间、起火原因等有直接的证据作用^[2,3]。目前多数项目消防控制室和安防控制室是合并设置的，借助安防信息来进行消防指挥十分方便。

c. 乘客电梯：乘客电梯有助于高层建筑垂直疏散，有些建筑的客梯也按照消防电梯的要求进行了防烟等设计，国家标准已允许在超高层建筑中有限使用客梯辅助疏散，客梯辅助疏散正在逐步应用于实践^[4-6]。必须指出，当客梯未设置前室等防烟措施时应为非消防负荷，在火灾中应停用。

d. 排水泵：排水泵主要是排除管道漏水和消防积水，在火灾时主动排除地面积水有利于消防救援人员行动。排水泵在火灾时是否使用都有其合理性，建议搁置争议暂归为亚消防负荷。

e. 消防稳压泵：临时高压消防给水系统中的稳压泵，主要用于补充管道漏水等自然损耗保证管网压力，在消防主泵启动后应停止运行^[7]，属于消防保障用电。

f. 电伴热装置及电采暖装置：在寒冷地区，为防止消防水管结冰，需在管道上设置电伴热装置；水箱间等设备用房应保证室温在5°以上，为防止水管或水箱结冰，需设置电采暖装置；电伴热装置和电采暖装置是保障消防系统正常运行的必要设施，可归属于消防保障用电。

g. 消防设备机房空调：消防控制室等设备机房为了保证设备正常工作，需将室温控制在合理范围内，如火灾自动报警系统设备的正常工作环境温度为0~40℃，在寒冷地区或炎热地区设置空调是必要条件。消防控制室属于24小时值班场所，不合理的室内温度也会严重影响值班人员的行动能力。

h. 消防设备机房检修插座：消防控制室或消防电梯机房内的插座主要为设备检修使用，属于为消防设备服务的设备设施，消防控制室的插座还肩负为消防通信器材（对讲机）、消防照明灯（手持式或头盔式）等充电的任务，应归属于消防保障用电。

3  亚消防负荷的潜在风险及防范措施

火灾现场使用的设备不应带来安全隐患，不能扩大火灾范围，不能造成人身电击事故，不能影响消防配电系统的正常工作，否则应切除其电源，不得在火灾时使用。

亚消防负荷在火灾时的积极作用大于其潜在风险，在采取防范措施后风险可控。亚消防负荷的潜在风险及防范措施见表2。

表2潜在风险及防范措施

潜在风险	防范措施
火灾蔓延	采用阻燃线缆，穿防火墙处做防火封堵
人身电击事故	a.安装在专门的房间内 b.安全电压供电 c.隔离变压器供电 d.剩余电流动作保护
影响消防配电系统可靠性	a.单独的保护装置 b.区域选择性连锁技术

上述防范措施在电气技术中属于常规做法，亚消防负荷不是消防负荷，可以采用剩余电流动作保护，过载保护也应动作于切断电源。因火灾时有消防水溢流，可按潮湿环境考虑，具体措施可以参考国标图集《水下及潮湿环境电气设备设计与安装》^[8]，本文不再赘述。亚消防负荷的风险防范措施见表3。

表3 亚消防负荷的风险防范措施

序号	设备类别	使用阶段	风险防范措施
1	生活水泵	火灾初期	a.专用房间内 b.剩余电流保护 c.区域选择性连锁技术
2	视频监控系统	全过程	a.主机设备在专用房间内； b.现场设备采用安全电压供电
3	乘客电梯	火灾初期	a.专用房间内 b.区域选择性连锁技术
4	排水泵	中后期	a.剩余电流保护 b.隔离变压器供电
5	稳压泵	火灾前	专用房间内，系统自动控制运行
6	电伴热装置	全过程	a.隔离变压器供电 b.安全电压供电
7	消防设备房空调 电采暖装置	全过程	a.剩余电流保护 b.专用回路供电并固定连接
8	消防设备机房插座	火灾前	a.剩余电流保护 b.仅在使用时接通电源

4  亚消防负荷的供电及管理策略

4.1供电方案

生活水泵、视频监控系统、乘客电梯、排水泵的负荷等级均不低于消防负荷等级^[6]，电伴热装置、消防设备机房的空调及检修插座与稳压泵类似，是保证消防设备正常运行的必要设施，因此亚消防负荷应参照消防负荷供电。本文对上述亚消防负荷的供电提出以下供电建议：

a.消防设备机房按一个用户单元来设计，房间内只设置一套配电箱，各类设备分别单独回路供电。安防与消防合用控制室时，可以合用一套双切箱供电。

b.当普通乘客电梯与消防电梯共用前室时，可以合用双切箱，水箱间稳压泵可以从消防电梯双切箱以专用回路供电。

c.生活水泵从变电所或总配电室单独回路供电，宜在合适位置做双电源切换后供电。

d.排水泵、电伴热装置都随设备配套有控制箱，其电源可从所属防火分区的消防双切箱引来。

亚消防负荷的典型供电方案如图1所示。

图1 亚消防负荷供电方案示意图

4.2管理策略及展望

亚消防负荷在火灾时应慎重切除，采用安全电压供电的视频监控系统则不必切除；消防设备机房空调和电伴热装置属于保障性负荷，应保持连续运行；作为辅助疏散的客梯应联动转入消防程序运行，根据消防救援人员的指挥要求进行管理；而生活水泵、排水泵、消防设备机房插座在过载或漏电时应该断电以策安全。

国家应急管理部成立后，消防纳入了应急管理体系，逐步构建综合减灾救灾、主动防灾体系，消除了部分行业壁垒，消防作为安防的一部分，二者的融合发展成为必然趋势^[9,10]。业内专家及相关企业提出了智慧消防的概念，利用物联网、大数据和云平台等先进技术和理念，实现主动防御。在智慧配电和智慧消防的大趋势下，消防系统融入安防系统管理，充分利用智能化发展成果，运用AI分析来指挥各用电设备的运行和管理，是解决各类负荷配电管理的有效措施。

5  结语

对于业界争议的几种典型设备归类为亚消防负荷，在采取必要措施后可接入消防供电系统，在管理策略上则不同于消防负荷，可根据火灾发展的具体情况，利用智能化技术手段在末端控制运行方案。伴随着数字化、网络化、智能化的发展，特别是人工智能的进步，不必纠结于负荷性质的细枝末节，应逐步打通当前的系统隔阂状态，建立统一指挥、平战结合的应急管理体制。

参考文献

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[3]刘晓峰.视频监控系统应用于火灾报警系统的设计研究[J].现代建筑电气,2021,v.12;No.137(05):37-41.

[4]李磊,王思维,李睿涵,支梅,王文涛,欧阳有鹏.高层建筑楼梯与电梯联合疏散模拟研究[J].消防科学与技术,2021,40(02):197-201.

[5]俞苗.某超高层建筑电梯辅助疏散系统疏散模式研究[J].消防科学与技术,2018,v.37;No.274(05):615-617.

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[7]应急管理部消防救援局.消防安全技术实务2020年版[M].北京：中国人事出版社，2020.

[8]中国航空规划设计研究总院有限公司，中国建筑标准设计研究院有限公司.16D401-5 水下及潮湿环境电气设备设计与安装[M].北京：中国计划出版社，2016.

[9]徐建明.安防与消防融合发展的现状与机遇分析[J].中国安防,2020(05):41-46.

[10]袁幼哲,宋茜云,杨浩.安防消防一体智能应用探讨与展望[J].建筑电气,2020,39(11):18-22.

作者信息：

于留辉，男，郑州大学综合设计研究院有限公司，高级工程师，第七分院副总工程师。

林明理，男，郑州大学综合设计研究院有限公司，高级工程师，第三分院副总工程师。