【IBE】张文才：深度解读GB 50016

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标准、规范是设计的法规和准绳，专业设计合理性的前提是各专业规范合理、可行，如果设计规范不科学、不严谨，不仅会造成浪费，还会降低安全性。《智能建筑电气技术》杂志特邀行业专家对目前规范、标准中的疑惑、不合理之处进行讲解、剖析，以供大家参考。

           

1 引言

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》自2015年5月1日开始实施以来，笔者不断接到关于询问规范10.1.6条应该如何执行的电话或邮件，也了解到一些同行在工程设计、施工图审查中遇到这方面的问题，有的施工图审查人员把条文说明等同于正式条文，问题主要集中在规范的正式条文和条文说明的理解方面。

首先应注意，规范的正文是具有法定效力的，尤其是黑体字的条文，属于强制性条文，必须严格执行。但是对规范正文进行的条文说明，是不具备法定效力的，只起到对正文的说明作用，并且在正式条文中没有的内容，条文说明中不应出现。

2 问题提出

在GB 50016-2014《建筑设计防火规范》形成报批稿后，笔者针对第10.1.6条“消防用电设备应采用专用的供电回路。消防配电干线宜按防火分区划分，消防配电支线不宜穿越防火分区。消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器等方式确保当建筑内生产、生活用电被切断时，仍能保证消防用电。备用消防电源的供电时间和容量，应满足该建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求”向公安部消防局规范处相关领导以及天津消防所规范主编负责人提出了个人看法。

在公安部消防局规范处的安排下，于2012年5月18日在天津消防科研所召开了建筑消防供电技术研讨会。参加会议的有公安部消防局规范处、天津消防科学研究所以及该所负责标准规范编制管理工作人员、规范组部分人员。与会的专家有北京市消防局、中国建筑设计院有限公司、北京市建筑设计研究院有限公司、天津市建筑设计院、现代建筑设计（集团）有限公司华东建筑设计院、中国纺织工业设计院及浙江某工程公司的人员。

会议对于会议提交的消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器的做法（即现规范条文说明中的图11、图12，如图1和图2所示），进行了讨论。

图1 负荷分组设计方案（一）

图2 负荷分组设计方案（二）

与会人员对“消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器”的做法（如报批稿条文“负荷分组设计方案（一）（二）”所示）进行了探讨，看不出其供电可靠性及切除非消防负荷与目前采用的单母线分段接线、设一进线断路器的做法相比没有任何改进，且存在不足。

仅在变压器出线端设置主断路器作为总开关，总开关采用短路短延时和长延时过电流保护的断路器。由于采用时间原则实现了馈出断路器和总断路器全选择性保护，因此不会出现越级分断总断路器的现象。总断路器与“负荷分组设计方案（一）（二）”的总开关起到了同样作用。

从供电可靠性的角度出发，“负荷分组设计方案（一）（二）”消防负荷总断路器必须与馈出断路器具有保护全选择性，否则越级使消防总断路器跳闸，将造成一路消防电源停电。显然从其一次接线上没有显示出较目前通常做法存在优越性。

为此事，曾询问过北京市院、悉地国际、天津市院、广东省院、广州市院、武汉市院、上海现代集团民用设计院、西南院、重庆市设计院、厦门市建筑设计院、山东济南市建筑设计院及同济大学设计院的总工们，由于级间保护配合起作用，没有哪家设计院在其所设计的工程中出现由于当建筑内生产、生活用电被切断时，而将总进线开关拱开的现象。

由此可以认为，只要做好级间保护配合，就能减少甚至杜绝无选择性跳闸。为什么要花巨资来做本来可以不花钱而能做好的事情？据反映曾经有过个别建筑出现过因为正常电源断电而影响到消防电源正常供电，但这只是极个别现象，没有分析出是何种原因，可以说出现这种情况属于小概率事件，而作为小概率事件，不宜在规范中全面要求。

在GB 50054-2011《低压配电设计规范》第6章中，6.1.2配电线路装设的上下级保护电器，其动作特性应具有选择，且各级之间应能协调配合，非重要负荷的保护电器，可采用部分选择或无选择性切断。6.2.2短路保护电器，应能分断其安装处的预期短路电流。预期短路电流，应通过计算或测量确定。当短路保护电器的分断能力小于其安装处预期短路电流时，在该段线路的上一级应装设具有所需分断能力的短路保护电器；其上下两级的短路保护电器的动作特性应配合，使该段线路及其短路保护电器能承受通过的短路能量。

要做到“确保当建筑内生产、生活用电被切断时，仍能保证消防用电。”这实际上就是配电系统级间保护配合问题。避开保护配合来谈保证消防用电，是不切合实际的。

目前变压器容量已普遍采用2 000kVA、2 500kVA，而火灾扑救期间的消防动力负荷一般不到400kW，加上疏散照明和机房的备用照明，对于上述变压器来说消防用电负荷不大，大部分负荷是非消防负荷。

采用“负荷分组设计方案（一）（二）”对于不影响火灾补救区域的非消防负荷也通过总断路器断电造成的社会和经济影响是需要商榷的。操作断路器分断可以遥控或就地操作，从电气安全管理的操作票制度出发，停电是要有一定程序的，火灾时要按照应急预案来执行，规范的规定应周全。

对于“消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器”做法，据规范起草人介绍在他们设计院已有些工程采用，但与会的各设计院均没采用过，显然其应用范围有限，还谈不上经过大量实践验证，将一个企业的做法上升为国标时机尚不成熟。

“消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器”做法是执行强条“消防用电设备应采用专用的供电回路”的一项具体措施，不是唯一可行的做法，显然将一个做法列为强制性条文十分欠妥。

综上所述，与会的专家不同意规范正文中有“消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器”做法规定。

3 相关分析

工程建设标准在编制工作中遵循的原则是：必须贯彻执行国家、行业、地方的有关法律、法规和方针、政策，密切结合自然条件，合理利用资源，充分考虑使用和维修的要求，做到技术先进、经济合理、安全适用；以行之有效的生产、建设经验和科学技术的综合成果为依据；应当积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料；要积极采用国际标准，对经过认真分析论证或测试验证，符合我国国情的应当纳入标准或作为标准制定的基础；充分发扬民主，与有关方面协商一致，共同确认；做好与现行相关标准之间的协调，避免重复或矛盾；标准条文的规定，应当严谨明确、文句简练，不得模棱两可，其内容深度、术语、符号、计量单位应当前后一致，不得矛盾。

在其后，住建部标准定额司又再次征求意见，形成报批稿并提交到住建部标准定额司后，标准定额司有关部门又将该规范下发征求设计院对该规范的意见。在规范已经形成报批稿后再次征求意见的这种做法，充分反映了主管部门对规范严肃认真的态度，显示出对规范的严谨作风。

在征求意见中，针对上述10.1.6条的内容，笔者认为配电系统越简单则越可靠。在建筑内生产、生活用电被切断时，仍能保证消防用电，这并不是靠设置单独主断路器可解决的。

作为一级负荷供电，需要两个独立的回路，即使一路断电，还有另一路电源保障供电。

国外的相关消防法规有从配电柜上馈电的规定，例如法国《面对公众开放的建筑物防火和防恐慌安全规范总则》“第七章电气设备”“第三节安全设施电力条款第14条（2001年11月19日法令，第一条）从主配电柜分路上为安全设施供电”中有相关规定，但强调了“必须对主配电柜派生的分路进行选择性地保护，以保证它不受其他电路方式的故障影响”。

若无级间保护配合，将有可能在火灾时，某处在燃烧现场的消防线路被火烧而短路，也会将消防的主开关拱开，导致消防电源全面停电。这种分析有许多种情况和结果，仅靠设置单独的断路器，并没有涉及到配电系统的级间保护配合这个根本问题。

级间保护配合是配电设计理论和实践相结合的大问题，只有从这方面入手，才能确保配电系统的安全可靠。而且从经济方面分析，级间保护配合是不花成本的，只要设计时认真考虑，厂家产品做好调试，就能解决。

所以，不考虑级间保护配合而刻意要求将进线主开关分成两路，是不科学的，没有对症下药。而考虑好了配电系统的级间保护配合再将进线主开关分成两路，则是多余的。

将进线主开关分成两路，根据变压器和断路器的容量，所需的费用少则几万、十几万，多则几十万。例如一项大型工程，设置多个甚至十多个变电所，这样的费用则更可观，尤其是对大容量的变压器而言，隔离开关、主断路器都将需要单独的配电柜。

消防开关所带的负荷，绝大部分是只有在消防时才使用，平时是不用的，平时只进行必要的例行试运行。平时小电流，有可能导致线路受潮，而且主断路器在小电流情况下，可能会出现少有的休眠状态，真到用时却无电，在奥运时曾经遇到过此类现象。

我国现在所采用的低压断路器，有国产的，也有国际知名品牌的，断路器的特性和质量较以前要好得多。

从级间配合来看，主要是考虑各级断路器的安/秒特性曲线，应该是上级的曲线能够完全包容下级的曲线。

从断路器的特性曲线上来看，在过负荷段，是完全能够做到明显的选择性，只有在断路时，各级断路器的曲线有可能重合，形成没有选择性，而是看谁灵敏，谁就先跳闸。

要克服这种现象，应该对各级断路器的短路动作时间作调整，从变配电室的进线断路器开始到联络开关和馈出开关。从动作时间上加以区分，完全能克服这种越级跳闸的现象。

例如，对于变配电所的低压配电系统，变压器低压侧的主进开关、两台变压器低压母线之间的联络开关以及两段母线上的馈出开关这三类，可以将变压器低压侧主进开关的短路短延时动作时间设定为0.4s，将母联开关短路短延时动作时间设定为0.2s，将两段母线上的馈出开关设定为短路时瞬动。这将有效地避免了越级跳闸的现象。

2007年底北京奥运会前夕北京大学乒乓球馆在“友好北京测试赛”时出现场地照明断电，导致场地照明全部熄灭，被迫中断比赛（仅仅是场地照明回路开关跳开，由于采用金卤灯，熄灭后不能立即点亮，需要有冷却的时间）；另外，“欧洲足球赛”因为停电而中断比赛，为了奥运会的顺利召开，总书记为北京奥运会所作的两个批示，全部是关于供电可靠性方面的。为此北京市2008重点项目办公室专门组成了供电专家组，对40多个奥运比赛及训练场馆进行了供配电系统可靠性的检查。

在检查中，主要是对级间保护配合问题，各级的动作时间以及各级间动作配合时间进行审查，作出调整。并没有要求为奥运工艺用电的回路主进线与普通负荷分开，也没有要求消防与普通负荷回路分开。奥运的成功举办，供配电系统的可靠运行，级间保护配合，安/秒特性曲线的调整起到了关键的作用。奥运会成功举办后，广州亚运会找到北京电气设计委员会和情报网的专家，对广州亚运会的供配电系统进行可靠性咨询，以同样的方式，达到了安全运行，圆满保障亚运会成功举办。

我国有建筑电气设计人员8~10万人，不可能都具有较高的设计水平，对这种情况，应以提高他们的设计水平为主，加强这方面的审查。而不应对设计本就可靠的系统再提出别的要求。这种做法，在国际上没有，在我国也是没有的。系统的节点越多，可靠性越差。因噎废食，仅规定一种做法，是极为不利、极不科学的。

对于各类不同建筑，特别是一些重要的建筑，本身已经设置了柴油发电机作为备用电源，工程中由柴油发电机作为备用或应急电源的配电系统，已经有了专用的单独应急母线段，所提出的做法就更没有必要了。

对于仅有两路市电供电的工程，消防负荷已是从两段母线上引出专用回路在末端互投，即使一段母线故障，也还有另一路有电。设计的原则是仅考虑一次备用，并不考虑备用之备用。另外一些高度24m以下的建筑，也可通过外部的施救。

这种做法，明显是头痛医头，脚痛医脚，治标不治本。若不做好配电系统的级间保护性有选择配合，再怎么区分也会出现问题的。因为某些设计，在正常电源部分没有做好，同样在消防部分也做不好，到时该出现问题还照样出现问题，甚至可能导致高压断路器跳闸，因为没有把握好配电系统的可选择性保护配合这个根本。所以规范不应只谈表象，而是应抓住根本。

在2013年4月12日，专门又为10.1.6条在住建部进行了讨论，住建部标准定额司领导认为，这种正常电源断电引起整个建筑断电的事件，属于小概率事件，而小概率事件不应写在规范里。另外许多设计院不同意，说明此条存在不同意见的争议，根据工程建设标准强制性条文编写规定：

第二章一般原则

第七条【争议条文】对争议较大且未取得一致意见的标准条文，不应列为强制性条文。

因此决定将当初报批稿“消防用电设备应采用专用的供电回路。消防配电干线宜按防火分区划分，消防配电支线不宜穿越防火分区。消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器等方式确保当建筑内生产、生活用电被切断时，仍能保证消防用电。备用消防电源的供电时间和容量，应满足该建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求。”删除其中“消防用电设备的电源应采取在变压器的低压出线端设置单独主断路器等方式确保当建筑内生产、生活用电被切断时，仍能保证消防用电”。

最终在正式条文中，删除了那句话，成为：“10.1.6 消防用电设备应采用专用的供电回路，当建筑内的生产、生活用电被切断时，应仍能保证消防用电。备用消防电源的供电时间和容量，应满足该建筑火灾延续时间内各消防用电设备的要求。”

通过上述情况的介绍，想必大家也就清楚了，该条规范前后对比删除的是什么，前后的变化该很明确，不存在不同的多种解释，也为设计人员设计出符合规范要求的配电系统发挥才智提供了空间。

按理正文中已经删除的，条文说明中也应做相应的修改，但是条文说明却依旧是在变压器的低压出线端设置单独主断路器等方式，传达出规范的推荐做法的意图，不利于设计、消防检审、审图人员对规范的正确理解，特别是强制性条文的说明，会给社会、政府倡导的节能、节材、节地理念带来负面影响。

实现规范要求的做法很多，特别是国内计算机技术、控制技术、通信技术的发展及应用，以及优质的断路器，要做到切除非消防用电保证消防供电很容易，条文说明中的某些的做法不是唯一能够符合正文规定的措施，且也算不上是好的措施。

4 结论

作为设计人员，设计何种方式的系统，关键是做好保护配合。作为施工图审查人员，则更没有必要将条文说明中的内容作文正式条文来要求。

值得注意的是，对于工程设计的低压配电系统，尤其是一些大型建筑的低压配电系统，由于出线回路较多，消防负荷供电回路较多，希望将这些配电回路尽量集中在一起，设置在专门的低压配电柜中，柜门上应有明显的标识。这样便于管理和操作。避免在发生突发事件时拉闸限电造成错乱，误将必须保证的负荷回路的电源切断。

通过上述对《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）第10.1.6条颁布前后的不同，可以清楚地看到所删除的内容是什么，希望对设计人员正确理解规范有所帮助，更希望全国广大的施工图审查人员，能够正确理解和把握规范。

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