消防应急照明与疏散指示系统设计要点分析

张 琳（上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海 201204）

建筑电气设计人员在消防应急照明及疏散指示系统设计时可参考的主要规范图集是 GB 50016—2014（2018 年版）《建筑设计防火规范》、GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》、GB 17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》以及《火灾自动报警系统设计规范》图示（14X505—1）。前 2 本是属于综合性的规范，针对消防应急照明及疏散指示系统仅在部分篇幅作了一般性的规定，具体到灯具选型、启动与工作方式以及系统选择方面的问题说明尚不尽详细，以至于工程设计人员难免会出现在图纸上原理表达不清或设备选型不准的情况。实际工程实施中，消防应急照明及疏散系统通常由生产厂家根据自身产品特点来选型，造成设备选型不准确或不合理，产生资金浪费或设备（系统）冗余。GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》作为本行业全新技术标准于 2019 年 3 月 1 日起实施，在系统的设计、施工、监测、验收与保养方面给出了很多明确而详细的规定，较好地解决了从事消防应急照明系统工作的专业技术人员的困惑。本文依据 G B 51309—2018 的相关规定，从工程设计人员的角度出发，并结合一个近期设计的小型公共建筑工程，从系统和设备选择、供电方式和系统工作方式等方面来对设计要点作一些简要的分析，以供建筑电气专业设计人员参考。

1 系统设计

GB 51309—2018 的 3.1.2 条规定：“设置消防控制室的场所应选择集中控制系统，设置火灾自动报警系统但未设置消防控制室的场所宜选择集中控制系统。”实际工程中，建议对新建工程设置火灾自动报警系统的场所均按集中控制系统来选择消防应急照明和疏散指示系统，采用集中控制系统可以更加稳定和高效地工作，便于检修和维护。这也符合规范的精神和行业技术发展的主要方向。在本规范的宣贯会上，编委会也指出 GB 51309—2018 的指导方针是推广使用集中控制系统，旨在将集中控制系统使用的比例由实施前的 20% 左右提升至 80% 左右。

2 灯具选型和布置

消防应急灯具的选型主要从工作电压、控制方式、光源类型及色温、是否自带电池、外壳材质、外壳防护等级、标志内容以及安装方式等几个方面考虑。在 GB 51309—2018 的 3.2.1 条对灯具选型的要求均有了明确的规定。值得关注的有以下 3 点内容：

(1) 明确了 A 型消防应急灯具在灯具选择时的主导地位。从 3.2.1 条款的相关规定来看，GB 51309—2018 要求消防应急照明灯具的使用应以 A 型消防应急灯具为主，即工作电压 ≤DC 36 V 的消防应急灯具。距地面 8 m 及以下的应急灯具均应选择 A 型灯具，仅规定在未设置消防控制室的住宅建筑中的疏散走道、楼梯间等场所可选择自带电源的 B 型灯具。本规定从火灾时保护人身安全的角度出发，推荐使用 36 V 及以下的安全电压等级的灯具，从而可以避免灭火时水系统接触灯具导致的人身电击风险。

(2) 明确限制消防应急灯具面板或灯罩使用玻璃或其他易碎材料。按 GB 51309—2018 的 3.2.1 条款的规定，除埋在地面上的标志灯面板可以采用钢化玻璃材质外，其余在距地面 1 m 及以下以及在顶棚、疏散路径上方设置的灯具面板或灯罩均不应采用玻璃材质。本条规定一方面考虑玻璃制造属于高能耗高污染产业，从节能角度出发应限制使用；另一方面从人身安全角度出发，在人员可能触及的灯具或有跌落风险的灯具上限制使用玻璃或易碎材料，避免玻璃受撞击或跌落破碎发生安全事故。

(3) 规定了按使用空间高度不同选择不同规格的消防应急标志灯（以下简称“标志灯”）。高度 ＞4.5 m 的空间，应选择特大型或大型标志灯；高度为 3.5～4.5 m 的空间，应选择大型或中型标志灯；高度 ＜3.5 m 的空间，应选择中型或小型标志灯。但需注意，本条中提及的 3.5 m 高度以上的场所，选用中型或大型标志灯，应该是针对高位吊装的标志灯的要求，当标志灯在距地高度 ＜1 m 的墙面或柱面安装时，也应选用小型标志灯。

消防应急灯具的布置应根据疏散指示方案进行设计。GB 51309—2018 的 3.2.2～3.2.11 条对灯具的布置、点亮时间、蓄电池供电持续时间以及最低照度等均作出了明确的要求。表 3.2.5 对疏散照明的照度最低要求归类为 10 lx、5 lx、3 lx 和 1 lx 4 档，对每档的设置场所都作了详细的划分，比 GB 50016—2014（2018 年版）和 GB 50116—2013 相关章节的内容更加具体，易于操作。值得注意的是，疏散标志灯的设置间距不再简单按照 GB 50016—2014（2018 年版）10.3.5 条第 2 款的规定“灯光疏散指示标志的间距应 ≤20 m”，而是根据标志灯设置的场所、标志面与疏散方向的角度以及所选标志灯的规格作出了不同的规定。GB 51309—2018 的 3.2.9 条规定，在有维护结构的疏散走道或楼梯上，因标志灯设置在距地面或梯面 1 m 以下的墙面上，当标志灯的标志面与疏散方向垂直时，灯具的设置间距应 ≤20 m，平行时应 ≤10 m。实际工程中在疏散走廊和楼梯设置标志灯时，因大多数情况设置在墙面上，所以都是标志面与疏散方向平行设置，这种情况下灯具设置的最大间距应 ≤10 m。商店、营业厅等开敞大空间采用高位吊装的标志灯时，如采用特大型或大型标志灯，当标志面与疏散方向垂直时，允许标志灯设置间距 ≤30 m，与疏散方向平行时灯具设置间距 ≤15 m；中型和小型标志灯设置间距仍为标志面与疏散方向垂直时应 ≤20 m，平行时应 ≤10 m。保持视觉连续的方向，标志灯的间距规定应 ≤3 m。

3 供电系统及其回路设计

消防应急照明和疏散指示系统的配电设计应根据系统的类型、灯具的位置以及灯具的供电方式综合考虑。GB 51309—2018 的 3.3 节对系统的供配电方式以及回路设计作了详细的规定，与传统的设计方式相比主要区别如下。

(1) 明确了蓄电池电源为灯具的一路电源，且蓄电池电源应视为灯具最为可靠的就地备用电源，因为蓄电池电源到灯具的供电只有一级。蓄电池电源可通过集中电源供电或分散内置在灯具内供电，不论是否选用集中电源供电方式，GB 51309—2018 对消防应急照明系统的集中电源或灯具的应急照明配电箱的供电均未要求双路电源自动切换的方式；仅要求消防专用电源作为主电源（非集中控制系统可用普通照明配电箱电源）。图 1 和图 2 分别对应集中电源供电方式和灯具自带蓄电池供电方式下应急照明分配电装置的设置。

图1 集中电源供电方式

图2 灯具自带蓄电池供电方式

(2) 为保证供电可靠性，GB 51309—2018 规定集中电源或应急照明配电箱输出回路严禁接入系统以外的负载，同时规定 A 型灯具配电回路的额定电流应 ≤6 A，输出回路 ≤8个。按此要求，A 型灯具每个集中电源最大额度功率也只能在 1.7 kW 左右。GB 51309—2018 同时规定 ≤1.0 kW 的集中电源可设置在电缆竖井中。按照电源深入负荷中心的原则，A 型灯具宜根据防火分区的划分，使用分散布置的集中电源。

(3) GB 51309—2018 的 3.3.7 条，要求灯具采用自带蓄电池供电时，防烟楼梯间（封闭楼梯间）应急照明配电箱应（宜）独立设置。本条是为保证供电可靠性的新要求，但对蓄电池采用集中电源供电系统因供电可靠性较高则没有独立设置集中电源的要求。

(4) 关于蓄电池电源供电采用集中电源供电还是灯具自带蓄电池供电，GB 51309—2018 未作明确规定。集中电源供电系统具有设计简单、布线较少、电源故障率低、节能环保等优点，但对供电回路可靠性要求较高，故 GB 51309—2018 对集中供电系统的配电回路要求必须使用耐火电缆，而对灯具自带蓄电池供电的系统则允许使用低一级的阻燃电缆。实际工程为提高消防供电回路可靠性，预算不是很紧张的情况下一般都会选择耐火电缆。建议稍微有点规模的公共建筑或地下车库等采用集中控制系统的场所使用集中电源供电系统，但宜采用小型化集中电源，将集中电源供电范围缩小，减少回路压降，提高供电可靠性。

4 系统控制及通信

GB 51309—2018 详细规定了集中控制系统和非集中控制系统在灯具控制方式上的差异。集中控制系统应设置应急照明控制器。该控制器除与火灾报警控制器正常通信外，还应能控制与其连接的照明灯具、集中电源或应急照明配电箱的工作状态并接收其工作状态等信息。火灾发生时，接收到火灾信号的应急照明控制器可以按预设的逻辑自动启动（切换）应急照明系统。非集中控制系统无需应急照明控制器，火灾时通过手动操作集中电源或应急照明配电箱，切断灯具的正常供电电源，使之切换到蓄电池电源供电。

集中控制系统的通信回路宜通过应急照明配电箱或集中电源按灯具的配电回路布置，并与灯具的供电回路配接的灯具一一对应。这可以理解为自应急照明配电箱或集中电源开始，灯具的供电和通信回路敷设路径和接线点一致。对 A 型灯具完全可以共管敷设，甚至可以做到供电和通信集成在一个回路里，节省了工程费用。

5 备用照明设计

GB 51309—2018 中有关备用照明章节的篇幅不多，但是依然作出了明确的要求，对传统设计中不太明确的做法提供了参考。

(1) GB 51309—2018 的 3.8.1 条规定，消防控制室、配电间、消防水泵房以及自备发电机房等发生火灾时仍需人员工作、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。本条款略有争议，规定首先是针对发生火灾时仍需人员工作和值守的区域，由于科技的发展，现在设备智能化程度较高，像通风或排烟机房、配电室、自备发电机房很多都是无人值守，自动或远程操作的设备，按照本条款的规定不一定要设置备用照明、疏散照明和疏散指示标志。但同时仍在生效的 GB 50016—2014（2018 年版）的 10.3.3 条则明确规定以上所有机房或控制室，只要包含“发生火灾时仍需正常工作的消防设备房应设置备用照明”，且本条款为强制执行条款。建议设计人员不要纠结，备用照明按 GB 50016—2014（2018 年版）的要求设置，但疏散照明和疏散指示标志按照 GB 51309—2018 要求的场所设置即可。

(2) GB 51309—2018 的 3.8.2 条规定备用照明可采用正常照明灯具，且灯具的供电应由正常照明电源和消防电源专用应急回路互投。传统做法中一般备用照明使用自带电池的灯具，在蓄电池供电时还要维持正常的照度，这类灯具要么价格奇高，要么存在安全隐患，而且仅靠灯具自带蓄电池的供电时间绝大多数难以达到火灾发生时消防设备需要持续工作的时间。GB 51309—2018 这次给出了明确的设计原则，在保证供电可靠性的前提下备用照明可使用正常照明灯具。

6 工程案例分析

上海市浦东新区某大型居住社区行政管理中心新建工程，项目规划用地面积约 2 665.60 m2，建筑面积 4 746.60 m2，其中地上 2 665.60 m2，地下车库面积 2 081.00 m2。建筑高度（规划）24.00 m，属于多层民用建筑。建筑层数：地上 4 层。本工程设置火灾自动报警系统。灭火系统主要是水喷淋和室内消火栓系统，在 1 层设有配电间和消防控制室，消防水泵房位于地下 1 层。

(1) 系统选择：根据 GB 51309—2018 的要求，消防应急照明及疏散指示系统选用集中控制型系统，系统供电方式采用集中电源供电。

(2) 设备设置场所：应急照明控制器设置于消防控制室；在 1 层的配电间和地下车库强电间内各设置 1 台功率为 600 W 的 A 型应急照明集中电源（集成分配电装置）。消防应急照明灯具和标志灯具设置在楼梯间（敞开）、消防电梯前室、地下车库通道、疏散走道、安全出口外面及附近区域以及消防控制室；楼梯间每层设置指示该楼层的标志灯；配电间、消防水泵房以及消防控制室均设置备用照明，采用普通 28 W 的 LED 光源荧光灯，供电电源由房间内的双切箱（普通电源和消防电源应急回路切换）引来。

(3) 供电及通信回路：应急照明控制器由消控室双切箱供电并自带蓄电池；A 型应急照明集中电源由配电间双切箱供电。所有消防专用线路供电电缆采用无卤低烟耐火电缆或导线在桥架内或穿钢管敷设，集中电源至灯具的电源+通信电缆采用耐火共用无极性二总线（NH-RVS-2×2.5 mm2）。

7 结 语

从 GB 51309—2018 的规定和条文解释中不难看出，规范编制指导方向是希望在疏散照明与疏散指示系统中推广采用 A 型消防灯具的集中控制系统，且蓄电池使用分布式集中电源。后来的新建工程绝大多数都是按规范指导设计系统，有效地保证了消防应急照明与疏散指示系统在火灾发生时工作的安全性和可靠性，提升了消防设施的安全管理水平，在火灾时能完整地发挥出系统应有的功能，最大限度地减小火灾事故引起的损失。由于篇幅有限，本文仅对常见的公共建筑设计中需要注意的要点，尤其是与以前常规做法不一致或规定不明确的一些地方做出了分析，可供同行业技术人员参考。对于复杂的系统，如智能型应急照明控制系统可以根据火灾发生的区域自适应显示疏散指示方向等功能未做深入阐述，欢迎专业人员指正并深入探讨。