摘  要：隨著城市化進(jìn)程建設(shè)的快速發(fā)展，住宅小區(qū)的建設(shè)日益增多，在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中，通常把全區(qū)消防用電設(shè)備的共用一套應(yīng)急電源（一般為應(yīng)急發(fā)電機(jī)），如何確定總的計(jì)算負(fù)荷做為選擇應(yīng)急電源（發(fā)電機(jī)組容量）的參數(shù)之一，是電氣設(shè)計(jì)尚待解決的問題。為此，本文根據(jù)相關(guān)規(guī)范和通常實(shí)際管理運(yùn)行模式，對住宅小區(qū)消防用電負(fù)荷的計(jì)算原則提出探討。

　　關(guān)鍵詞：住宅小區(qū)  消防設(shè)備  負(fù)荷計(jì)算原則

　　1  引言

　　當(dāng)今，為節(jié)約用地、節(jié)省投資，在滿足供電半徑要求的前提下，全小區(qū)消防用電設(shè)備的備用電源共用一套應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，如何確定全區(qū)消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷做為選定發(fā)電機(jī)組容量的參數(shù)之一，是工程設(shè)計(jì)有待解決的實(shí)際問題。

　　3  問題的引出

　　從表1分類顯而易見，第1欄服務(wù)于整個建筑小區(qū)的設(shè)備，必定要參與負(fù)荷計(jì)算。問題的癥結(jié)在于第2欄、第3欄服務(wù)于多個和單個防火分區(qū)的消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，是簡單的代數(shù)和（不同防火分區(qū)同時發(fā)生火災(zāi)）還是按實(shí)際的使用需要考慮（不同防火分區(qū)不計(jì)同時發(fā)生火災(zāi)），如果是后者，又如何計(jì)算，下面給予推理論證。

　　4  解決問題的方法

　　眾所周知，按實(shí)際使用需求來計(jì)算負(fù)荷常采用需要系數(shù)法，但適用于火災(zāi)條件下的需要系數(shù)和同期系數(shù)在各類規(guī)范或設(shè)計(jì)手冊中無從查詢。因此，需要系數(shù)法行不通，只能采用分析法。

　　工程設(shè)計(jì)表明，服務(wù)于住宅小區(qū)多個防火分區(qū)、多棟建筑的一組消防水泵，需要多少消防用水量，同樣存在著是否要考慮同時發(fā)生火災(zāi)的類似問題，前提不一，其消防用水量截然不同。還有，計(jì)算防排煙風(fēng)量也一樣有類同的情況。對此，現(xiàn)行的國家規(guī)范都有明確的條文可依照解決。

　　5  從火災(zāi)次數(shù)引證來類推負(fù)荷計(jì)算原則一

　　5.1 同一時間內(nèi)2.5萬人1次火災(zāi)

　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006（以下簡稱《建規(guī)》）根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在第8.2.1條中按城市人口數(shù)量規(guī)定了在同一時間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)摘錄表2。

　　表2     城市、居住區(qū)同一時間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)

　　人數(shù)N（萬人）同一時間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)（次）

　　N≤1 1＜N≤2.5 2.5*＜N≤5 5＜N≤10 10＜N≤20 20＜N≤30 30＜N≤401 1 2 2 2 2 2

　　* 規(guī)范原文為2，經(jīng)筆者查證應(yīng)為2.5。

　　由表2可見城市或居住區(qū)人口數(shù)不大于2.5萬人，其火災(zāi)次數(shù)為1次，即：不同地區(qū)同時發(fā)生火災(zāi)的概率為“零”。這里的“1次火災(zāi)”《建規(guī)》第8.2.1條做了說明，其含義是，城市或居住區(qū)的甲地發(fā)生火災(zāi)，消防隊(duì)出動去甲地滅火，在消防隊(duì)的消防車還未歸隊(duì)時，在甲地以外不再發(fā)生火災(zāi)。事實(shí)上，我們關(guān)心的是住宅小區(qū)在同一發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)范圍內(nèi)，一防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)，從為其滅火所需要的相關(guān)消防用電設(shè)備均啟用直至火災(zāi)被撲滅，消防用電設(shè)備全部重新處于待命狀態(tài)為止，另外任一防火分區(qū)沒有因新火源再發(fā)生火災(zāi)的“1次火災(zāi)”。《建規(guī)》的“1次火災(zāi)”含義還不能完全支持我們所關(guān)心的“1次火災(zāi)”，因?yàn)?.5萬人的“甲地”可能由多個防火分區(qū)和樓宇林立的建筑群組成，兩個或多個防火分區(qū)由不同的火源引起的火災(zāi)也可理解為《建規(guī)》條文說明意義上的“1次火災(zāi)”，因此還得進(jìn)一步推論。

　　5.2 “1次火災(zāi)”僅在一個防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生

　　《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001（2005年版）（以下簡稱《噴規(guī)》）第9.1.3條規(guī)定“系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同時噴水的總流量確定”，所謂的作用面積是“一次火災(zāi)中系統(tǒng)按噴水強(qiáng)度保護(hù)的最大面積”，根據(jù)《噴規(guī)》第5章，其作用面積最大為300㎡，小于現(xiàn)行各類民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定的一個防火分區(qū)的最大保護(hù)建筑面積，由此可見“1次火災(zāi)”僅局限在一個防火分區(qū)內(nèi)。

　　5.3 負(fù)荷計(jì)算原則一

　　從以上分析可見，由于“1次火災(zāi)”僅局限在一個防火分區(qū)內(nèi)，因此，服務(wù)于多個防火分區(qū)、多棟建筑的自動噴水滅火系統(tǒng)，其消防用水僅考慮一個防火分區(qū)“1次火災(zāi)”所需的供給量，而不考慮不同防火分區(qū)同時發(fā)生火災(zāi)的水量需求。室內(nèi)消火栓用水量也有類似的結(jié)果，不再贅述。比照規(guī)范在確定上述消防用水量時的道理即可推出消防用電負(fù)荷計(jì)算的第一個原則，即：人口數(shù)量不大于2.5萬人的住宅小區(qū)，僅考慮在一個防火分區(qū)發(fā)生“1次火災(zāi)”。

　　6 從火災(zāi)蔓延引證來類推負(fù)荷計(jì)算原則二

　　從設(shè)計(jì)手段上合理劃分防火分區(qū)，在水平和垂直方向上采用各類防火分隔物給予隔離，可有效阻止火勢的蔓延，但火災(zāi)蔓延的可能性是一個復(fù)雜的不定因素，因此必須分析火災(zāi)蔓延對消防負(fù)荷計(jì)算的影響。

　　6.1 水平方向火災(zāi)蔓延引證

　　當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在以常開防火門、窗和防火卷簾分隔的防火分區(qū)交界線處，火勢可能迅速越過界面沿水平方向蔓延，甚至就是一個火源在兩個分區(qū)共燃。但如果火災(zāi)發(fā)生在不是分隔交界線的其它地方，根據(jù)《建規(guī)》第7.1.3條和第7.1.4條以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規(guī)》）第5.2.1條和第5.2.2條的規(guī)定，緊靠防火墻兩側(cè)的門、窗洞口之間最近邊緣的水平距離不應(yīng)小于2m；設(shè)在轉(zhuǎn)角附近的防火墻，內(nèi)轉(zhuǎn)角兩側(cè)墻上的門、窗洞口之間最近邊緣水平距離不應(yīng)小于4m，這些洞口的間距要求都是火災(zāi)實(shí)例的總結(jié)，實(shí)踐證明對火勢蔓延能起一定的控制作用。

　　當(dāng)各單元樓高為錯層時，滿足《高規(guī)》第4.2.2條“兩座高層建筑或高層建筑與不低于二級耐火等級的單層、多層民用建筑相鄰，當(dāng)較高一面外墻為防火墻或比相鄰較低一座建筑屋面高15.00m及以下范圍內(nèi)的墻為不開設(shè)門、窗洞口的防火墻時，其防火間距可不限。”的規(guī)定，則相鄰單元之間的火勢蔓延將最大限度地受到阻止。因此，筆者認(rèn)為就火災(zāi)蔓延而言，只要符合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，單元式住宅其每個單元可視為獨(dú)立一棟建筑，可不考慮基于建筑單元而設(shè)置的消防負(fù)荷的疊加。

　　6.2 垂直方向火災(zāi)蔓延引證

　　《高規(guī)》第8.3.2條條文說明在引用高層建筑防煙樓梯間加壓送風(fēng)量計(jì)算公式l=f、v、n……時，對參數(shù)n（同時開啟門的數(shù)量）做這樣的確定，即20層以下取2；20層以上取3。大家知道，從防煙原理出發(fā)，為保證樓梯間風(fēng)壓相對正值，其防火門應(yīng)當(dāng)常閉，只當(dāng)人通行時才開啟，人過后又自動關(guān)閉。因此人員疏散的樓層每層只開一個門，n取2即為著火層和危險較大的上一層，n取3為著火層和鄰近的二層。

　　6.3 負(fù)荷計(jì)算原則二

　　由6.1的分析可見，對于同層相鄰的多個防火分區(qū)當(dāng)以各類防火分隔物給予分隔時，其水平方向應(yīng)當(dāng)而且只需考慮最大兩個相鄰防火分區(qū)基于單個防火分區(qū)而設(shè)置的消防負(fù)荷值的疊加。這兩個防火分區(qū)，視建筑平面布置，可能僅同層相鄰，也可能不僅同層相鄰還經(jīng)它們的交叉重疊區(qū)與垂直方向的塔樓或建筑單元相關(guān)聯(lián)。因此，為簡化起見，可以把上述兩個防火分區(qū)視為：一個是按上述原則一求得計(jì)算負(fù)荷的防火分區(qū)，另一個是其它基于單個防火分區(qū)設(shè)置的消防設(shè)備用電量最大的防火分區(qū)，而不計(jì)它們是否相鄰。兩個防火分區(qū)確定后，將分別求得的計(jì)算負(fù)荷相疊加即為考慮火災(zāi)蔓延影響后的消防用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷。因此，各段消防設(shè)備用電量尚應(yīng)疊加計(jì)算。

　　7  負(fù)荷計(jì)算原則三

　　上述兩原則僅涉及表1中的動力設(shè)備而未論及疏散照明應(yīng)如何參與負(fù)荷計(jì)算。參照《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98第6.3.1.6條對火災(zāi)應(yīng)急廣播的控制程序，兼顧疏散照明供電系統(tǒng)的組織、消防聯(lián)動的可控性和留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚�本著�?fù)雜問題簡單化的精神，筆者提出如下原則，即：無論單層有多少個防火分區(qū)，按地下各層、地上最大三層、與最大一個塔樓有關(guān)的水平、垂直通道，三者同時接通啟亮的疏散照明用電負(fù)荷值來參與負(fù)荷計(jì)算。按此取值，當(dāng)?shù)叵率野l(fā)生火災(zāi)時，地下各層、首層為實(shí)用電量，地上另二層、塔樓為裕量；首層發(fā)生火災(zāi)時，本層、二層及地下各層為實(shí)用電量，地上另一層和塔樓為裕量；二層及以上樓層發(fā)生火災(zāi)時，著火層及相鄰上、下層（共三層）為實(shí)用電量，地下室和塔樓為裕量；塔樓發(fā)生火災(zāi)時，與塔樓有關(guān)的水平、垂直通道為實(shí)用電量，其余為裕量。

　　8  總結(jié)

　　全小區(qū)的消防用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，將分布在住宅小區(qū)不同建筑、不同單元及不同防火分區(qū)的各類消防負(fù)荷，將上述各原則的計(jì)算負(fù)荷疊加后（考慮上述原則后不再乘任何系數(shù)）即可得，設(shè)計(jì)師們通常在擴(kuò)初設(shè)計(jì)中可根據(jù)上述原則進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)法系數(shù)取值。消防工程是一個相對負(fù)責(zé)的系統(tǒng)工程，涉及多個專業(yè)及一定的不確定因數(shù)，通常是邊應(yīng)用，邊反饋交流，以此改進(jìn)設(shè)計(jì)工作。但于作者水平有限，期待讀者批評斧正，共同探討。