一、最少供电时间的概念与重要性

1.1 概念界定

最少供电时间指在发生火灾后，消防用电设备必须保持连续供电的最低时长，以保证其在救援、疏散与抑制火势过程中发挥应有功能。在实际工程与规范中，这一时间既可采用固定数值（例如30分钟、60分钟、90分钟等），也可根据建筑类型、火灾危险性等级和设备功能差异而有层次区分。

1.2 重要性

• 保障人员生命安全：应急照明与疏散指示能在火灾初期与发展期维持疏散秩序，电梯（消防电梯）为救援提供通道，持续供电时间不足将直接影响人员撤离速度和救援效率。

• 保证灭火与控烟效果：消防泵、自动喷水灭火系统和排烟、送风设备需要持续电力以维持稳定水源与气流控制，从而抑制火势蔓延并保护疏散通道与救援人员。

• 维持监测与指挥功能：火灾报警系统、消防联动控制装置与应急通信、广播系统需长时间在线以保障信息传达、态势感知与指挥调度。

• 减少次生灾害与财产损失：持续运行的安全系统能降低火势造成的结构破坏与重要设备损失，从而降低灾后恢复成本。

二、规范与国际惯例概览

2.1 国内规范（以中国为例）

中国的相关国家标准、行业标准与地方标准对消防用电设备的供电持续时间有明确或隐含要求。例如：

• 自动喷水灭火系统与消防泵通常要求在应急电源切换后继续供电至少30至60分钟，具体取决于系统分类与设施等级。

• 应急照明与疏散指示系统常见要求为在主电源中断后能由应急电源供电至少90分钟（在许多公共建筑中广泛采用90分钟作为参考值）。

• 火灾报警与消防控制装置需保证较长时间的通信与记录能力，标准通常要求保持若干小时或依据电源设计要求提供至少90分钟以上的后备时间。

2.2 国际标准与惯例

• NFPA（美国国家消防协会）标准通常对不同消防设备提供明确最少备用运行时间，例如NFPA 110（用于备用电源）和NFPA 20（消防泵）等，常见的最少供电时间包括30分钟、60分钟和90分钟，且强调备用电源的启动与自动转接能力。

• 欧洲标准（如EN系列）与各国规范也倾向于根据功能关键性将应急系统划分等级，并提出相应的供电时长要求，公共疏散照明常见90分钟、某些关键持续性系统甚至要求数小时不间断运行。

三、不同消防用电设备的最少供电时间建议

在确定具体时间前，必须理解各类设备在火灾响应中承担的职责与对时间的敏感性。下列为常见设备类别及其推荐的最少供电时间范围（基于工程实践与通行规范）：

3.1 消防泵（含给水系统与喷淋系统）

• 推荐最少供电时间：不少于60分钟；对于高层建筑、大型公共建筑或危险品场所，建议不低于120分钟。

• 理由：消防泵需持续提供稳定水压以保证喷淋与消火栓系统的有效性。若电源在短时间内丧失，会导致灭火能力迅速下降。尤其在火势发展缓慢但持续大量用水的情况下，较长的后备时间有助于控制火势直至外部电力恢复或救援完成。

3.2 排烟与防排烟系统

• 推荐最少供电时间：不少于60分钟；关键场所或大体量空间建议90至120分钟。

• 理由：排烟系统在保证疏散通道安全、减少烟气危害方面至关重要。烟气治理需在人员疏散及救援全程有效，因此通常需要与应急照明与疏散时间保持一致或更长。

3.3 应急照明与疏散指示系统

• 推荐最少供电时间：不少于90分钟（常见规范值）；对特殊建筑或高风险场所可延长至180分钟。

• 理由：照明与指示系统需覆盖整个疏散过程，考虑到疏散耗时与可能的救援滞后，90分钟被广泛采用为最低保障。长时间供电能降低因照明失效导致的踩踏或疏散混乱风险。

3.4 火灾报警与消防联动控制系统

• 推荐最少供电时间：不少于90分钟；关键设施与消防控制中心建议数小时或与建筑整体应急供电相一致。

• 理由：火灾报警系统需持续探测并发出警报，同时记录与传输关键信息以支持指挥。对联网消防监控平台和远程报警转输而言，长期供电有助于维持事件管理与决策支持。

3.5 消防电梯与救援专项设备

• 推荐最少供电时间：不少于60分钟；在需要长期救援的高层建筑中，建议与消防泵及排烟系统保持一致（90至120分钟）。

• 理由：消防电梯主要服务于消防救援人员的上升与撤离，需在救援关键阶段可用。若救援延续时间较长，应保证足够的电力支持。

3.6 应急广播与通信设备

• 推荐最少供电时间：不少于90分钟；重要指挥通信系统建议数小时或接入建筑主备电源体系。

• 理由：信息传递在疏散与灭火过程中至关重要，通讯中断将影响救援效率与人员安全。

四、影响最少供电时间确定的因素

在工程实践中，确定最少供电时间需综合考虑下列因素：

4.1 建筑类型与使用性质

• 高层建筑、地下建筑、人员密集场所、危险化学品仓库等场所对供电时间要求更高。

• 建筑用途（住宅、医院、学校、商业、工业）决定疏散复杂性与救援需求，从而影响时间标准。

4.2 人员疏散时间与救援复杂度

• 建筑的最大滞留人数、疏散通道长度与瓶颈点、人员移动能力（老年人、儿童、病患）等直接影响所需的照明与指引时间。

• 对于需进行复杂救援（例如医疗救治或化学泄漏处置）的场景，通信与救援设备需更长运行时间。

4.3 火灾发展特性与灭火所需资源

• 火灾蔓延速度、热释放率（HRR）与燃烧物特性影响灭火所需的水量与持续时间，从而影响消防泵的供电时长需求。

• 某些场景需要持续冷却结构或关键设备以防止结构失稳或爆炸，因而要求更长时间的电力保障。

4.4 电源类型与备用电源能力

• 建筑是否配备燃气或柴油发电机组、UPS（不间断电源）、蓄电池组或集中应急电源，决定了实际可提供的后备时间。

• 备用电源的自动投入（ATS）速度、并网能力、燃料储备与维护状况都影响实际供电持续性。

4.5 法规、标准与保险要求

• 有关法律、行业规范和保险合同可能对关键系统的供电时间有强制性要求，工程设计需遵守并满足验收条件。

五、电源保障技术与策略

为了满足最少供电时间要求，需要从设计、施工与运维多维度采取保障措施：

5.1 冗余与分级供电设计

• 将消防关键用电设备纳入独立的应急电源回路，与普通建筑负荷物理隔离，避免火灾引起的故障波及。

• 采用双回路、双馈供电或多重冗余设计，确保单点故障不致导致整套系统失效。

5.2 备用发电机与燃料保障

• 选择适当容量的柴油发电机或天然气发电机，并根据最少供电时间计算燃料库存（例如按满负荷运行时长估算所需柴油量，通常留有超过法定时限的裕量）。

• 定期演练启动与负载转接，确保在主电源中断时能快速、可靠投入运行。

5.3 UPS与电池组设计

• 对于需要瞬时不掉电的系统（火灾报警、消防控制盘、通信与监控设备），采用UPS实现无缝切换，UPS电池续航需满足ATS切换时的短时顶替与设备规定的最少运行时间。

• 对应急照明，采用集中式或分散式电池供电系统，并确保电池容量与放电特性能在最低照度标准下维持所需时间。

5.4 定期检测、维护与演练

• 建立应急电源的常态化检测与维护制度，包括燃油质量、发电机负载启动试验、蓄电池容量测试、ATS功能检测等。

• 通过定期消防演练验证设备在断电与切换情形下的可靠性，并据演练反馈优化设计与运维计划。

5.5 智能监控与远程管理

• 将备用电源、UPS状态、发电机燃油量等关键参数接入建筑管理系统（BMS）或消防监控平台，实现早期预警与远程诊断。

• 配合移动通信手段确保在局部电力故障时指挥链路不中断。

六、工程实践中的案例与经验教训

• 某高层综合体在设计阶段将消防排烟系统、消防泵与应急照明统一纳入独立应急电源体系，且应急电源额定续航为180分钟。该项目在一次因外电中断导致火警的处置过程中，保障了疏散有序与消防持续供水，被认为有效降低了次生风险。

• 反例：某老旧工厂未对消防泵进行独立电源改造，主电源中断时消防泵失效，导致自动喷淋系统无法充分覆盖初期火势，最终扩大损失。该事件提醒工程改造与设备独立性的重要性。

• 多起事故显示，备用发电机因长期维护不良或燃料变质导致无法启动，因而强调运维与定期检测的重要性，而非单纯依赖设计参数。

七、结论与建议

7.1 结论

• 消防用电设备的最少持续供电时间并非“一个适用于所有场景”的固定数值，而应基于建筑功能、人员构成、火灾风险特性及消防系统功能进行分类确定。通常，消防泵与排烟系统的最低供电时间建议不低于60分钟，应急照明与报警、通信系统常采用不少于90分钟的最低值；对高风险或关键建筑，建议将这些值延长至120至180分钟或更久。

• 设计与运行中，除了制定合理的最少供电时间外，更应重视电源的冗余、备用电源能力、燃料储备、自动化切换与日常维护，确保在火灾发生时供电体系能如预期运行。

7.2 建议（面向设计单位、监管部门与业主）

• 设计单位：在初期消防电气方案阶段应开展风险评估与最少供电时间需求分析，并将关键设备按功能等级划分进入应急供电体系，留足冗余与燃料储备。

• 监管与标准制定机构：在修订与完善相关规范时，建议采用基于建筑功能分级的最少供电时间标准，并对特殊场所提出更严格的电源保障要求，同时强化运维与演练制度的强制性条款。

• 业主与运维单位：建立并实施应急电源日常检测与演练计划，保证发电机、UPS及开关设备处于随用状态；定期评估实际运行数据并按需升级应急容量。

八、未来研究与发展方向

• 随着可再生能源与储能技术的发展，将光伏发电与大型电池储能系统（BESS）作为消防应急电源的一部分将成为趋势，未来研究应关注不同能源组合下的可靠性、启动特性与成本效益分析。

• 智能化、联网化的备用电源管理系统可实现基于实时风险的优先供电分配，这对提升有限电源下的应急响应能力具有重要意义。

• 针对特定高风险行业（例如化工、核能、数据中心）开展定制化最少供电时间试验与仿真研究，以形成更具可操作性与证明力的标准化建议。

消防用电设备在火灾期间的最少持续供电时间是保障人员安全、灭火效率与降低财产损失的关键参数。合理确定并切实实现这一时间要求，需要法规标准、工程设计、设备配置与长期运维之间的协同配合。