摘  要：隨著城市化進程建設的快速發展，住宅小區的建設日益增多，在工程設計應用中，通常把全區消防用電設備的共用一套應急電源（一般為應急發電機），如何確定總的計算負荷做為選擇應急電源（發電機組容量）的參數之一，是電氣設計尚待解決的問題。為此，本文根據相關規范和通常實際管理運行模式，對住宅小區消防用電負荷的計算原則提出探討。

　　關鍵詞：住宅小區  消防設備  負荷計算原則

　　1  引言

　　當今，為節約用地、節省投資，在滿足供電半徑要求的前提下，全小區消防用電設備的備用電源共用一套應急發電機組，如何確定全區消防用電設備的計算負荷做為選定發電機組容量的參數之一，是工程設計有待解決的實際問題。

　　3  問題的引出

　　從表1分類顯而易見，第1欄服務于整個建筑小區的設備，必定要參與負荷計算。問題的癥結在于第2欄、第3欄服務于多個和單個防火分區的消防用電設備的計算負荷，是簡單的代數和（不同防火分區同時發生火災）還是按實際的使用需要考慮（不同防火分區不計同時發生火災），如果是后者，又如何計算，下面給予推理論證。

　　4  解決問題的方法

　　眾所周知，按實際使用需求來計算負荷常采用需要系數法，但適用于火災條件下的需要系數和同期系數在各類規范或設計手冊中無從查詢。因此，需要系數法行不通，只能采用分析法。

　　工程設計表明，服務于住宅小區多個防火分區、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生火災的類似問題，前提不一，其消防用水量截然不同。還有，計算防排煙風量也一樣有類同的情況。對此，現行的國家規范都有明確的條文可依照解決。

　　5  從火災次數引證來類推負荷計算原則一

　　5.1 同一時間內2.5萬人1次火災

　　《建筑設計防火規范》GB50016-2006（以下簡稱《建規》）根據統計分析，在第8.2.1條中按城市人口數量規定了在同一時間內發生火災的次數摘錄表2。

　　表2     城市、居住區同一時間內的火災次數

　　人數N（萬人）同一時間內的火災次數（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

　　* 規范原文為2，經筆者查證應為2.5。

　　由表2可見城市或居住區人口數不大于2.5萬人，其火災次數為1次，即：不同地區同時發生火災的概率為“零”。這里的“1次火災”《建規》第8.2.1條做了說明，其含義是，城市或居住區的甲地發生火災，消防隊出動去甲地滅火，在消防隊的消防車還未歸隊時，在甲地以外不再發生火災。事實上，我們關心的是住宅小區在同一發電機組供電系統范圍內，一防火分區發生火災，從為其滅火所需要的相關消防用電設備均啟用直至火災被撲滅，消防用電設備全部重新處于待命狀態為止，另外任一防火分區沒有因新火源再發生火災的“1次火災”。《建規》的“1次火災”含義還不能完全支持我們所關心的“1次火災”，因為2.5萬人的“甲地”可能由多個防火分區和樓宇林立的建筑群組成，兩個或多個防火分區由不同的火源引起的火災也可理解為《建規》條文說明意義上的“1次火災”，因此還得進一步推論。

　　5.2 “1次火災”僅在一個防火分區內發生

　　《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001（2005年版）（以下簡稱《噴規》）第9.1.3條規定“系統的設計流量，應按最不利點處作用面積內噴頭同時噴水的總流量確定”，所謂的作用面積是“一次火災中系統按噴水強度保護的最大面積”，根據《噴規》第5章，其作用面積最大為300㎡，小于現行各類民用建筑設計防火規范規定的一個防火分區的最大保護建筑面積，由此可見“1次火災”僅局限在一個防火分區內。

　　5.3 負荷計算原則一

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

　　6 從火災蔓延引證來類推負荷計算原則二

　　從設計手段上合理劃分防火分區，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，但火災蔓延的可能性是一個復雜的不定因素，因此必須分析火災蔓延對消防負荷計算的影響。

　　6.1 水平方向火災蔓延引證

　　當火災發生在以常開防火門、窗和防火卷簾分隔的防火分區交界線處，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共燃。但如果火災發生在不是分隔交界線的其它地方，根據《建規》第7.1.3條和第7.1.4條以及《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年版）（以下簡稱《高規》）第5.2.1條和第5.2.2條的規定，緊靠防火墻兩側的門、窗洞口之間最近邊緣的水平距離不應小于2m；設在轉角附近的防火墻，內轉角兩側墻上的門、窗洞口之間最近邊緣水平距離不應小于4m，這些洞口的間距要求都是火災實例的總結，實踐證明對火勢蔓延能起一定的控制作用。

　　當各單元樓高為錯層時，滿足《高規》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及以下范圍內的墻為不開設門、窗洞口的防火墻時，其防火間距可不限。”的規定，則相鄰單元之間的火勢蔓延將最大限度地受到阻止。因此，筆者認為就火災蔓延而言，只要符合建筑設計防火規范，單元式住宅其每個單元可視為獨立一棟建筑，可不考慮基于建筑單元而設置的消防負荷的疊加。

　　6.2 垂直方向火災蔓延引證

　　《高規》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量計算公式l=f、v、n……時，對參數n（同時開啟門的數量）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，為保證樓梯間風壓相對正值，其防火門應當常閉，只當人通行時才開啟，人過后又自動關閉。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 負荷計算原則二

　　由6.1的分析可見，對于同層相鄰的多個防火分區當以各類防火分隔物給予分隔時，其水平方向應當而且只需考慮最大兩個相鄰防火分區基于單個防火分區而設置的消防負荷值的疊加。這兩個防火分區，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它們的交叉重疊區與垂直方向的塔樓或建筑單元相關聯。因此，為簡化起見，可以把上述兩個防火分區視為：一個是按上述原則一求得計算負荷的防火分區，另一個是其它基于單個防火分區設置的消防設備用電量最大的防火分區，而不計它們是否相鄰。兩個防火分區確定后，將分別求得的計算負荷相疊加即為考慮火災蔓延影響后的消防用電設備計算負荷。因此，各段消防設備用電量尚應疊加計算。

　　7  負荷計算原則三

　　上述兩原則僅涉及表1中的動力設備而未論及疏散照明應如何參與負荷計算。參照《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98第6.3.1.6條對火災應急廣播的控制程序，兼顧疏散照明供電系統的組織、消防聯動的可控性和留有適當的裕量，本著復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，按地下各層、地上最大三層、與最大一個塔樓有關的水平、垂直通道，三者同時接通啟亮的疏散照明用電負荷值來參與負荷計算。按此取值，當地下室發生火災時，地下各層、首層為實用電量，地上另二層、塔樓為裕量；首層發生火災時，本層、二層及地下各層為實用電量，地上另一層和塔樓為裕量；二層及以上樓層發生火災時，著火層及相鄰上、下層（共三層）為實用電量，地下室和塔樓為裕量；塔樓發生火災時，與塔樓有關的水平、垂直通道為實用電量，其余為裕量。

　　8  總結

　　全小區的消防用電設備的計算負荷，將分布在住宅小區不同建筑、不同單元及不同防火分區的各類消防負荷，將上述各原則的計算負荷疊加后（考慮上述原則后不再乘任何系數）即可得，設計師們通常在擴初設計中可根據上述原則進行經驗法系數取值。消防工程是一個相對負責的系統工程，涉及多個專業及一定的不確定因數，通常是邊應用，邊反饋交流，以此改進設計工作。但于作者水平有限，期待讀者批評斧正，共同探討。