消防应急照明和疏散指示系统的设计体会

张林花， 张凯惠

(1.上海原构设计咨询有限公司沈阳分公司，沈阳110015；2. 沈阳市华域建筑设计有限公司，沈阳110015)

0 引言

消防应急照明和疏散指示系统是火灾时辅助人员安全疏散和消防作业的建筑消防系统。 在火灾等紧急情况下，为人员的安全疏散和灭火救援提供必要的照度和正确的疏散指示信息，指引人们在火灾或紧急情况下，快速准确地逃离事故现场。 下面就GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指标系统技术标准》(以下简称“GB 51309”)规范内容和设计案例两个层面阐述本系统的设计应用。

1 系统分类

消防应急照明和疏散指示系统按照控制方式可分为集中控制型系统和非集中控制型系统。 集中控制型系统是在前端设置应急控制器，对整个系统(包括线路和末端的灯具)集中显示和控制。 非集中控制型系统未设置应急照明控制器，不能集中进行显示和控制，只能在末端应急照明配电箱处进行分散控制。

2 系统的基本功能

火灾状态下，应能手动或者自动控制系统的应急启动。 系统要定时进行应急启动和持续应急时间的检查，系统应能发出自检故障报警，以保证各种功能的正常运行。 系统线路和设备应严格按照规范进行线路敷设和设备安装。 系统应急启动后，集中控制型系统应能采用手动和自动方式恢复正常工作状态，非集中控制型系统应能采用手动方式恢复正常工作状态。 以上的各种功能，应在设计说明中明确。

3 系统的基本组成

3.1 系统组成

结合规范，应急照明控制系统归纳为控制单元、分配单元和灯具单元三部分。 控制单元指应急照明控制器，一般设置在消防控制中心。 分配单元指应急照明配电箱，又分为集中电源形式和末端电源形式两种，一般设置在配电间和电井内。 灯具单元为应急照明灯具，分为末端电池型和非末端电池型两种，基本框图见图1。 非集中控制型系统由分配单元和灯具单元组成，见图2。

图1 应急照明控制系统框图(集中控制型)

图2 应急照明控制系统框图(非集中控制型)

3.2 控制单元

控制单元由应急照明控制器组成，是系统中所有设备、灯具、线路及相关附件的工作状态的控制与显示装置。

系统设置多台应急照明控制器时应设置一台可实现集中控制功能的应急照明控制器，应和火灾自动报警系统进行连接，需要220V 交流电源，由消防电源供电，自带蓄电池应满足主电源断电后工作至少3h。 直接控制灯具的总数量不应大于3 200个。 区域应急照明控制器可设置在主要建筑物的首层。

应急照明控制器通过应急配电箱连接灯具，并控制灯具的应急启动、蓄电池电源的转换。

系统应具有应急启动功能，能改变需要调整方向的可变标志灯的指示状态、主电源断电控制、复位等功能，集中控制型应急照明配电箱具有自检、故障报警等功能。

其中，应注意主电源断电应急持续时间，根据建筑的功能需求、甲方及管理方的意见，在不影响火灾应急时间的基础上按照0 ～30min 配置，如果火灾时的应急时间为30min，在非火灾停电时，需要灯具持续点亮15min，则电池要保证45min 的容量；在非火灾停电时供电15min，15min 后需要断开电源，保证火灾需要供电的时间。 至于停电时需要点亮的时间长短，需要设计师灵活掌握，由于这不属于规范范畴，设计时往往容易忽略。

非集中控制型系统，在集中电源或应急照明控制箱处进行控制。

3.3 分配单元

灯具采用末端电池供电方式时，分配单元为应急照明配电箱；灯具采用集中电池供电方式时，分配单元为集中电源和应急照明配电箱。 应急照明配电箱分为A 型和B 型，A 型为额定输出电压不大于DC 36V 的应急照明配电箱，其他电压等级的应急照明配电箱为B 型，一般多采用AC 220V。

集中电源输出功率≤5kW，可以设置在配电间内，设置在电缆井中的集中电源输出功率≤1kW。A 型应急配电行输出回路不应超过8 路，B 型应急照明配电箱输出回路不应超过12 路。 每个输出回路供电范围不宜超过8 层，住宅建筑不宜超过18 层。

采用末端电池的防烟楼梯间应单独设置应急照明箱。 采用集中电池供电的防烟楼梯间，规范没有明确要求需要单独设置应急照明箱，设计时可不单独设置。 封闭楼梯间要单独回路供电。

应急照明箱可以设置在电井或者电间。

3.4 灯具单元

消防应急照明灯具的光源色温不应低于2 700K， 不应采用蓄光型灯具，设置在8m 以下的灯具应选用A 型灯具，地面的标志灯采用集中电源A型灯具，这条也是设计时容易忽略的，设计时需要注意。 标志灯应选择持续型灯具。

3.4.1 灯具设置原则

标志灯应设置在醒目位置，保证人员能够清晰地辨识疏散路径、疏散方向、安全出口的位置、所处的楼层位置。

维护结构设计是指两侧有墙的走廊，这样的走廊拢烟能力强，蓄积的烟气极易迅速遮挡上部空间，方向标志灯应设置在距地1.0m 以下的墙面上。标志面与疏散方向垂直时，是指疏散门或安全门在走廊的对面，人在疏散时视线能直接可视，疏散指示灯具的设置间距可≤20m。 标志面与疏散方向平行时，是指疏散门或安全门在走廊的侧面，人在疏散时视线上不能直接可视，这时应在疏散走道上方，在安全出口或疏散门的走廊位置，指向疏散门和安全出口设置吊装方向指示灯，而走廊上的疏散指示灯间距不应＞10m，详见图3。 需要注意的是，疏散标志灯距走廊末端的距离不应＞5m。

图3 应急照明控制系统框图(集中控制型)

3.4.2 灯具回路设计

楼梯间是建筑物内人员疏散的重要区域，肩负着每一楼层的安全疏散任务，封闭楼梯间、防烟楼梯间、室外疏散楼梯应单独设置配电回路，以保障安全；每回路配接灯具的数量不宜超过60 只；每回路的额定功率总和不应大于配电回路额定功率的80%，A 型灯具配电回路的额定电流应≤6A，B 型灯具配电回路的额定电流应≤10A。

二层住宅网点或小商业内的封闭楼梯，地库至地面一层楼梯间防火门的楼梯间部分，也应设置单独回路，室外疏散楼梯应单独设置配电回路。

4 系统配电及线路设计

集中控制型系统，应急照明控制器、集中电源配电箱和应急照明配电箱的主电源由消防电源供电；非集中控制型系统，集中电源配电箱和应急照明配电箱电源由附近或者所属单元配电箱供电。

系统线路应选择铜芯导线、铜芯电缆，额定工作电压在50V 以下时，应选择电压等级不低于AC 300/500V 的线缆；额定工作电压等级为220/380V 时，应选择电压等级不低于交流AC 450/750V的线缆；地面上设置的标志灯的配电线路和通信线路应选择耐腐蚀橡胶线缆。

集中型控制系统除地面设置的灯具外，系统的配电线路应选择耐火线缆，通信线路应选择耐火线缆或耐火光纤。

非集中型控制系统除地面设置的灯具外，灯具采用集中电源供电时，系统的配电线路应选择耐火线缆；灯具采用自带蓄电池供电时，系统的配电线路应选择阻燃或耐火线缆，通信线路应选择耐火线缆或耐火光纤。

5 具体案例设计

是否需要设置应急照明，要根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(2018 版)8.4 条各项规定执行，设置火灾自动报警系统的建筑物且园区有消防控制室或消防控制中心的场所，采用集中控制型系统；无火灾自动报警系统，可采用非集中控制型系统。

下面以一个住宅小区为例，地上15 栋一类高层，地库面积为8 万多m2，配套商业和配套附属设施。 根据GB 50016 需要设置应急照明及疏散指示系统。 园区设有消防控制中心，根据GB 51309 应急照明及疏散指示系统需采用集中控制型系统。 先对整个园区应急照明灯的个数进行预估，约为2 900个，可在消防控制中心设置一个应急照明控制器，应急照明控制器和园区所有应急照明控制箱要进行通讯连接。 灯具采用末端电池A 型灯具。

5.1 一类高层住宅应急照明设计

下面以32 层一类住宅，来探讨其应急照明设计，图4 为32 层住宅标准平面图。

图4 一类高层应急照明平面图

根据《建筑照明设计标准》应急照明电压损失要控制在10%以内，根据GB 51309 规定，应急照明每个回路6A，按照80%容量计算，用电设备负荷容量约为170W，线路敷设长度可达47m，如果每回路控制在130W 以内，线路敷设长度可达62m，容量少，敷设的距离就可以长些。

采用A 型灯具，住宅应急照明灯具和平时用灯具可采用同一套灯具，末端电池供电；如果采用集中电池，消防应急电源互投箱换成集中电源，其他相同，采用集中控制方式。 消防应急电源互投箱或集中电源可以设置在底层。

防烟楼梯间要单独设置应急照明箱，指示灯按照0.5W 计，应急灯按12W 计(兼做平时照明)，每层灯具容量13W。 在中间15 层电井内设置一个防烟楼梯间应急照明配电箱；前室每层38W 计(每个灯的具体容量同上)，32 层住宅设置两个应急照明配电箱，分别在8 层和23 层竖井内设置前室应急照明配电箱，采用集中控制方式。 供电和控制框图见图5。 前室及走廊应急照明箱系统图见图6。 防烟楼梯间应急照明箱系统图见图7。

图5 应急照明供电和控制框图

图6 前室及走廊应急照明箱系统图

图7 防烟楼梯间应急照明箱系统图

5.2 地库应急照明设计

地库内有人值守的消防设备房间需要设置备用照明、疏散照明和疏散指示，无人值守的消防设备用房需要设置备用照明，地库通道需要设置疏散照明和疏散指示。

地库的应急照明采用A 型灯具，应急照明灯具和普通灯具分开设置，每个防火分区可以单独设置220V 消防电源互投箱，也可以由本防火分区风机房等消防设备互投电源箱供电，建议采用由就近的消防设备电源箱供电，节约成本，满足规范。

应急照明设置可有两种方案，方案一(示意图参见图8):疏散照明和疏散指示设置在柱子上，疏散指示距地0.5m，疏散照明距地2.3m，疏散指示间距＜10m。 配电回路容量要求和敷设距离参见上述住宅案例中的要求。

图8 通道应急照明

方案二(示意图参见图9):疏散照明和疏散额指示顶棚吊装，距地2.3m，疏散指示间距不超过20m。 因为地库是大空间场所，上部聚集烟气能力差，疏散指示灯安装在高处更能有效发挥其作用。

图9 通道应急照明

GB 51309 规范3.8.1 条:避难间(层)及配电室、消防控制室、自备发电机房等发生火灾时仍需工作、值守的区域应同时设置备用照明、疏散照明和疏散指示标志。 这一条规定在设计时分歧比较大。 规范中规定火灾时仍需工作及值守的场所，要同时设置备用照明、疏散照明和疏散指示标志。 消防控制室、消防水泵房要求设置直接对外出口，消防控制室要求有人值守，所以这些部位必须设置，这也符合应急照明是供火灾时人员疏散使用的目的。 其他消防设备机房(如风机房等)面积比价小，没有直接对外出口，也不要求一直有人值守，即使有人，也是专业人员到这些房间暂时检查，这些部位只设置备用照明即可。

5.3 商业应急照明设计

本项目设置火灾自动报警系统有两种方案。

方案一:采用集中控制，在电井或电间内设置一个商业应急照明控制箱，电源引自本楼消防电源，采用A 类灯具。 每计量单元的封闭楼梯间单独一个回路，其他部位的应照明和疏散指示，根据容量划分回路，不用每个计量单元为一个照明回路，平面布置见图10。 这个方案的优点是应急照明配电箱少，缺点是应急照明灯后期的维护和电能计量归属不清，需在设计初期与甲方沟通好。

图10 商业应急照明

方案二:采用A 类灯具，每户设置一个应急照明控制箱，电源引自每户电源箱，控制线要接至应急照明控制箱，优点是后期的维护和电费归属清晰，缺点是初投资多。 为了计量和维护清晰，笔者所在单位采用方案二进行设计。 平面见图11～12。

图11 商业一层应急照明

5.4 公共建筑应急照明设计

人员密集的建筑物，应急照明箱按照防火分区进行设计。 非人员密集的建筑物，根据容量和回路情况，两个或三防火分区可共用一个消防应急照明箱。

6 设计时需要注意的几点

在实际设计中，有几点容易忽略的地方需要注意。

图12 商业二层应急照明

第一，楼梯间和前室部分照明回路要以楼梯间围墙为界，有的设计师会把前室进入楼梯疏散门上的疏散标志灯连到楼梯间回路，这是需要注意的细节。

第二，两个单元之间的消防疏散连廊连接处两端，要设置应急照明灯具，要在连廊门的外侧安装壁灯，连廊的疏散为双向开启门，门的两侧都需要设置疏散指示灯，双向疏散。

第三，安全出口外面及附近区域要设置应急照明灯，安全出口是一层通向室外的门，在门外要设置应急照明灯，这点极容易被忽视。

第四，室外楼梯间要单独回路，有的小规模的建筑物会采用开敞室外楼梯作为疏散，这样的楼梯也要设置疏散照明和疏散指示，并且要单独回路。

7 结束语

建、构筑物人员安全疏散设计的根本目标就是要保证建、构筑物内人员在火灾发展到威胁人员安全之前疏散到安全区域，发生火灾时，整个建、构筑物结构和消防设施应该能够为建、构筑物中所有人员提供足够的时间疏散到安全地点，且在整个疏散过程中不应受到火灾的危害。 建、构筑物的安全疏散和避难设施主要包括疏散门、疏散走道、疏散出口、安全出口、疏散楼梯(包括室外楼梯)、避难走道、避难间或避难层等，同时，还包括消防应急照明和疏散指示系统，火灾警报和消防应急广播系统、防排烟系统等辅助安全疏散设施。

发生火灾后，消防应急照明和疏散指示系统按照预设的逻辑应急启动，为人员的安全疏散提供必要的照度条件和疏散导引指示信息，是人员避免灾难保证安全的重要措施。 GB 51309 将应急照明和疏散指示部分的设计，进行了系统性的升级，其先进程度达到了世界前列，真正体现了以人为本的设计宗旨，保证了火灾时人员可顺利疏散。