李鵬亮

（中鐵上海設計院集團有限公司，上海 200070）

我國屬于能源消耗大國，近些年我國不斷出臺各種降低能耗的法規(guī)，由此也對軌道交通建筑消防工程中的電氣設計提出了更高的設計要求，并且我國各地區(qū)正如火如荼地建設各種地鐵工程，所以在消防電氣設計方面必須滿足車站的照明要求，還應使其供配電系統(tǒng)達到經(jīng)濟實用性要求，這樣才能推動未來的城市軌道交通消防電氣設計領域的進步。

1 軌道交通建筑的主要構(gòu)成情況

我國軌道交通建筑主要由地面車站、地下車站以及高架車站所構(gòu)成。建筑的主體、風亭、通風道、出入口及其各種附屬建筑共同組建城市軌道交通系統(tǒng)。車站的空間大體分成兩個部分：（1）乘客使用區(qū)域。這部分區(qū)域主要包括：檢票處、天橋、售票處、扶梯、各種通道、站臺、售票廳、檢票處、樓梯、進車站大廳等區(qū)域，商用區(qū)域包括：公用電話、超市以及銀行等。（2）車站用房主要設計輔助類用房、設備用房、運營管理區(qū)域三個部分。比如，保衛(wèi)室、廣播室、業(yè)務室、會議室等，其能為軌道交通提供正常的運作保障。設備用房對車站起到優(yōu)化車站環(huán)境，保障列車安全的作用，其中是設備用房主要涉及了配電室、空調(diào)用房、變電所、信號通信室、通風用房、自動售票房等區(qū)域。（3）為了給車站工作人員提供辦公和休息的區(qū)域，軌道交通建筑中還配置了輔助性用房，比如，休息室、衛(wèi)生間、茶水間、更衣室等，會依照實際運營管理情況配置不同功能的輔助性用房，這些軌道交通建筑各個區(qū)域都需要科學地設計消防電氣工程。

2 軌道交通建筑消防電氣設計安裝應注意的主要問題

軌道交通建筑中的消防電氣系統(tǒng)簡稱為FAS系統(tǒng)，這種高新技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)被廣泛地應用于軌道交通工程建設過程當中，主要是基于我國所提出的各項環(huán)保節(jié)能政策來實施應用的，能夠有效地降低城市軌道交通建筑各個區(qū)域的電力能源消耗問題，還能有效提高整個電氣設備的實際運行效率，有效地維護了軌道交通建筑工程中的安全運行效率，為有關(guān)企業(yè)節(jié)省大量的生產(chǎn)成本，還能為有關(guān)企業(yè)帶來較高的經(jīng)濟效益。實際設計FAS 系統(tǒng)期間必須注意到所選用的各種消防設備質(zhì)量是否合格，還應注意到所聘用的安裝技術(shù)人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)，真正施工期間，還應關(guān)注到能否按照統(tǒng)一化標準設計和按照電源插座以及不同的接線盒，并且還應注意到水泥砂漿的質(zhì)量情況，線材的選用應注意其牌號和質(zhì)量情況，是否為防火電纜或者屏蔽電纜，所使用的焊絲也應注意是否涂刷防火涂料，并注意導線的直徑和根數(shù)問題，決不能讓導線的根數(shù)超出線管直徑的三分之二。同時還應注意到所采用的焊接技術(shù)和防腐處理情況，必須嚴格參照消防建筑統(tǒng)一化標準來進行施工。針對軌道交通電氣設計的能耗問題重視起來，其中車站的真正用電負荷通常維持在2400～3000kVA 范圍內(nèi)，車站站廳、設備房以及站臺等公共區(qū)域的消防用電必須達到正常照明狀態(tài)，還應涉及對應的應急照明裝置，如此各個軌道交通建筑區(qū)域?qū)嶋H的用電量依然比較龐大，必須注意到其中的FAS系統(tǒng)的用電設計過程中的各類問題，這樣才能使每個軌道交通建筑區(qū)域得以常態(tài)化、安全化地運行。同時軌道交通建筑中經(jīng)常會產(chǎn)生火災問題，其主要由于其中的電氣設備用電量大，極容易產(chǎn)生各種電氣故障事故，或者隧道施工人員違章操作也會引發(fā)各種火災事故，如果軌道交通建筑內(nèi)部產(chǎn)生有毒氣體，其中的消防用電設備出現(xiàn)故障問題，會很容易造成人員傷亡事故和經(jīng)濟方面的損失，尤其像那些深埋車站會給消防工作開展帶來極大的困難。

3 軌道交通建筑消防電氣的有效設計策略

3.1 優(yōu)化消防設備供配電系統(tǒng)

軌道交通用電負荷等級需要按照三級配電原則，使其消防設備的配電按照一級負荷來進行配電，應按照《地鐵設計規(guī)范》中的要求設計雙電源雙回路的供電系統(tǒng)[1]，還應在一級負荷當中增添應急電源，按照所有軌道的交通情況進行集中式供電，還應當按照線路的長度設計適宜的主變電所，應使兩路電源的安裝具有獨立性特點，并使其負荷一級負荷要求，同時應在消防設備當中的末級配電箱處進行降壓，在兩段400V母線出分別進行取電，同時應在備用電源尤為重要的負荷中的應急照明和消防負荷處設置EPS 電源屏，火災報警等各種弱電系統(tǒng)處設置UPS 當作備用電源。其中軌道交通建筑中的火災自動報警系統(tǒng)當中還應設置消防電話、智能化感煙探測器、FAS 主機。手動報警按鈕等等，安裝調(diào)試期間還應對線路的地面安裝絕緣電阻，在乘客使用區(qū)域、走廊、公共活動區(qū)域、人流量大的區(qū)域安裝手動報警按鈕，安裝高度小于等于1.5m。按照《地鐵設計規(guī)范》中要求，應使軌道交通的配電呈現(xiàn)放射式、樹干式配電樣貌，應在其防火用電設備當中采用專屬的供電回路。軌道交通建筑中的供電系統(tǒng)應設計共同的變壓器，這種變壓器專供火災發(fā)生期間的消防設備來進行使用。同時還應在配電箱處留出回路搭接的電源，可在軌道交通建筑內(nèi)部的配電室中設計動力小的配電箱，在非消防負荷斷路器當中安裝分勵脫扣器，這樣就會在火災期間讓FAS 系統(tǒng)來加以切除。針對軌道交通建筑中的消防控制室、防煙排煙機房、消防水泵房等設備用房處設計供電裝置時，應在其配電線路中的最末端一級配電箱處設計自動切換設備。還應在消防栓系統(tǒng)、消防水泵系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)都設置獨立的控制箱，其中不同的配電箱處安裝雙電源切換設備，進線時用兩路電纜。由于其中的消防設備種類都各有不同，所設計的末級切換箱布設情況也都各有不同。針對消防類風機應集中設計環(huán)控柜在其末級進行風機用電的切換。

3.2 電纜的選用方式

《地鐵設計規(guī)范》當中也對電纜的應用提出了要求標準，因為整個軌道交通建筑內(nèi)部的車站所使用的電纜照明設備投資量較高，必須使其消防電氣的設計在發(fā)生火災后不能產(chǎn)生有毒煙氣，必須使用低煙無鹵的電纜材料，同時針對供電所使用的線路也提出了要求，必須選用耐火電纜或者礦物絕緣類電纜，這期間就需要考慮電纜產(chǎn)品的設計特性。耐火電纜在750℃下能在90min 內(nèi)使線路比較完好，能使其供電維持到1.5h。而礦物類電纜能在950℃ 下能在180min 中使線路比較完整，并且其供電能維持在3h 左右。按照其結(jié)構(gòu)和材料情況來看，礦物電纜要優(yōu)于耐火電纜。按照《地鐵規(guī)范》和當中的要求可知，火災發(fā)生時地鐵的工作運行不能少于2h，所需要在設計消防各系統(tǒng)和消防泵系統(tǒng)期間使用礦物絕緣電纜，應按照《火規(guī)》中的要求對FAS 系統(tǒng)中的電源選用礦物絕緣類電纜。針對地下站中的消防類型的風機應選用耐火電纜，保證其在750℃下能持續(xù)運作1.5h，針對那些重要的風機供電設備的電纜應選擇礦物絕緣類電纜。軌道交通建筑中的車站，比如自動售票檢票系統(tǒng)、站臺門系統(tǒng)以及信號系統(tǒng)，在發(fā)生火災時只需一次動作，就可提供良好的疏通條件，像這種短暫的運作系統(tǒng)，可選用耐火電纜來提供用電需求。

3.3 應急照明的設計要求

軌道交通建筑內(nèi)部消防電氣中還應按照實際情況安裝應急照明裝置，所使用的應急照明主要以備用照明和疏散照明為主，其中疏散照明主要包括出口的標志燈、疏散照明燈組以及指向標志燈所構(gòu)成。在設計軌道交通車站中的應急照明期間，必須按照《城市軌道交通照明》中的要求來設計照度值[2]，應使疏散照明的照度高于5lx，針對工作場所當中的備用照明應高于正常照明本身照度的10%，針對消防應急區(qū)域和設備場地所配置的備用照明應高于正常照明本身照度的50%。針對軌道交通建筑中的車站在設計疏散指示照明時，應按照規(guī)范要求合理設計疏散指示照明間距不能超過20m，軌道的照明不能超過10m，同時應在車站內(nèi)部通道每隔20m 處設計一盞標志燈，應使其距離地面不超過1m，還應在地下區(qū)每隔10m 處設計一套疏散照明裝置，消防應急照明必須按照最高要求來進行設計。軌道交通建筑中的區(qū)間通道由于產(chǎn)生的火災位置各有不同，人員的疏散方向也都各有不同，所以在其區(qū)間設計可操控方向的雙向疏散指示標志燈標志，同時還可參照公路隧道消防電氣設計要求每隔50m 處設計一個疏散指示燈標志，箭頭上方應顯示出左右兩側(cè)的安全出口距離，為了延長應急照明系統(tǒng)的使用壽命，還可使用一些節(jié)能技術(shù)來優(yōu)化應急照明系統(tǒng)，這樣能讓現(xiàn)場疏散人員真正了解到大致的安全地點距離。針對電梯、水泵、排煙風機卷簾門中的應急照明裝置，應使用EPS 照明設備，EPS 的臺數(shù)可按照車站的規(guī)模和配電負荷容量情況來進行設計，同時應在站廳站臺兩端分別設置EPS 電源柜，應使用兩路獨立的電源線路來進行供電，同時還應設計雙電源自動化切換設備。

3.4 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

軌道交通建筑當中的火災發(fā)生大多數(shù)與電氣火災有關(guān)，有時是因為電路出現(xiàn)老化，或者絕緣類物體遭到破壞產(chǎn)生了漏電現(xiàn)象[3]。所以在設計軌道交通建筑內(nèi)部的電氣系統(tǒng)時還應引入電氣火災類監(jiān)控系統(tǒng)，其中有些相關(guān)規(guī)范當中會提出一些建議性的設計要求，《火規(guī)》當中就提出了這樣的設計要求。所以，在建設軌道交通建筑期間，可在兩路口中的控制中心處設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，可在其中安裝監(jiān)控主機和監(jiān)控分級，測溫式的電氣火災探測器，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€和系統(tǒng)軟件，其中各個監(jiān)控分機和探測器用硬線來進行連接，還可使用藍牙技術(shù)來獲取和交換數(shù)據(jù)，要使藍牙的傳輸覆蓋到整個區(qū)域范圍。通常情況下所設計的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控主機和區(qū)域分機都是由485 總線來進行連接，其中區(qū)域的分機或者組合式的探測器都使用CAN 總線來進行連接；同時應在每個車站處接入ISCS 系統(tǒng)，這樣能使監(jiān)測和報警過程中顯示出全部狀態(tài)信息，其中的供配電系統(tǒng)當中應選用TN-S 接地型式，其中的PE 線、N 線的設計必須是獨立的，絕對不能混接或者并接。在設計其中的測溫式探測器時，應在每個低壓開關(guān)柜內(nèi)部安裝一到兩個測溫式電氣火災類監(jiān)控探測器，在設置剩余電流類電氣火災監(jiān)控探測器時，將其設置到第一級配電柜中的出線端，當漏電電流超過500mA 時，應在下一級配電柜處進行設計，同時決不能在此設計IT 系統(tǒng)。

3.5 非消防負荷的切除設計

當前軌道交通建筑內(nèi)部還應設計能夠切斷有關(guān)區(qū)域的非消防電源，應使主要切除點設計在變電所400V中的開關(guān)柜處，或者按照防火分區(qū)情況設計非消防負荷的切除系統(tǒng)，對此還需要嚴格要求其配電專業(yè)，必須嚴格按照分區(qū)方式來進行配電。針對那些零星區(qū)域還可在配電室處設計動力小的切除裝置，主要設置的區(qū)域有站臺門，應使用系統(tǒng)自帶UPS 來切除非消防電源。還可按照《火規(guī)》修編中的要求設計延時切除裝置，或者只考慮切除三級負荷區(qū)域，這樣并不會直接影響地鐵的正常運行方式，切除的位置可在降壓變電處反饋到回路的下端，針對自動扶梯應通過設計遠程視頻監(jiān)控來切除非消防電源停止扶梯的運行。針對自動售票和檢票系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)等這些非消防負荷區(qū)域，一旦發(fā)生火災不應考慮其切除電源。針對車站中的通風空調(diào)機械設備啟動火災模式，應使處在二級負荷的通風空調(diào)在環(huán)控電控室處設計總開關(guān)，統(tǒng)一切除其非消防電源。切除非消防負荷電源所設計的接線方式，需要在其回路設計分勵脫扣器和手動開關(guān)以及智能化斷路器會為繼電器，還可通過設計智能化的配電系統(tǒng)來切除非消防電源裝置，并不需額外增設其他類型的設備或者接口。同時按照防火分區(qū)來切除非消防負荷設施，針對其中的水系統(tǒng)裝置如果不能引發(fā)觸電事故可不進行切除，這樣能為逃生爭取大量時間。

3.6 深埋地鐵車站的消防電氣設計

當軌道交通建設地下入口長度大于100m 時屬于深埋地鐵車站，針對深埋地鐵車站在設計消防電氣系統(tǒng)時，可按照民用建筑中的高度的不同或者一類和二類民用建筑的分類情況，設計消防電氣系統(tǒng)，針對電氣系統(tǒng)，應在出入口處使用礦物絕緣類電纜。由于發(fā)生火災期間其出入口通到地面的通道過長，所以應設計一些高位水箱，供配電應在重要的消防用電區(qū)域設計一級供配電和使用礦物絕緣電纜，應按照消防設計標準來進行合理設計，以此使其消防電氣系統(tǒng)符合規(guī)格。

4 結(jié)語

總之，在設計軌道交通建筑中的消防電氣系統(tǒng)時，一定要注意其防火要求和供配電設計要求，選用合適的電纜和應急照明裝置，優(yōu)化設計電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)和非消防負荷的切除以及深埋地鐵車站消防電氣系統(tǒng)，這樣才能構(gòu)建出完善的軌道交通消防電氣系統(tǒng)。