民用建筑应急照明系统设计简析

2021-01-14张根龙

广西城镇建设 2020年12期

□ 张根龙

应急照明是在正常状态下因正常照明电源的失效而启用的照明或者是在火灾等紧急状态下按预设逻辑和时序而启用的照明。应急照明作为民用建筑及一般工业场所照明设施的一部分，同人身安全和建筑物安全密切相关。当电源中断，特别是建筑物内发生火灾而导致电源中断时，应急照明对人员疏散、保证人身安全、保证工作的继续进行有不可替代的特殊地位。

1 应急照明的概念

应急照明是正常照明的电源失效时而启用的照明。《建筑照明设计标准》（GB 50034—2013）把应急照明分为疏散照明、安全照明、备用照明。《建筑设计防火规范》（GB 50016—2018）把应急照明限定在防火方面，分为消防应急照明和疏散指示标志。国际照明委员会（CIE）关于应急照明的技术文件把应急照明分为疏散照明和备用照明，其中，疏散照明包括逃生路线照明、开放区域照明、高危作业区域照明。

疏散照明是用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的应急照明，由疏散照明灯和疏散标志灯组成，疏散照明灯对疏散路径提供疏散所需照明条件，强调了对疏散路径照度的要求，疏散标志灯标识了安全出口、疏散出口、疏散方向、楼层等疏散信息，强调了标志灯具表面亮度的要求和逃生路径的标识，包括出口指示灯、方向标志灯、楼层标志灯和多信息复合标志灯。

备用照明分为消防备用照明和重要场所非消防备用照明。消防备用照明是为保证避难层（间）及配电室、消防控制室、消防水泵房、自备发电机房等火灾时仍需工作及值守的区域等场所的正常活动、作业的应急照明，其照度应与平时照度一致，并且应保证电源供电的可靠性。非消防备用照明是对重要建筑物尤其是医疗、剧场、博物馆等人员密集的高大空间、具有重要功能特定的照明系统提出的更高要求，设置一部分照明以确保正常照明失效后，能使正常活动继续或暂时继续进行。

安全照明是用于确保处于潜在危险之中的人员安全的应急照明，使用于如手术室、抢救室、游泳馆高台跳水区域、工业圆盘锯等场所。

2 应急照明系统的选择

消防应急照明和疏散指示系统是为人员疏散和发生火灾时仍需工作的场所提供照明和疏散指示的系统。按消防应急照明灯具的控制方式可分为集中控制型和非集中控制型系统。

集中控制型系统设置应急照明控制器，由应急照明控制器集中控制并显示应急照明集中电源或应急照明配电箱及其配接的消防应急灯具工作状态的消防应急照明和疏散指示系统。

非集中控制型系统未设置应急照明控制器，由应急照明集中电源或应急照明配电箱分别控制其配接消防应急灯具工作状态的消防应急照明和疏散指示系统。

根据《技术标准》要求系统类型的选择应根据建、构筑物的规模、使用性质及日常管理及维护难易程度等因素确定，并应符合下列规定：

（1）设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统（消防控制室所管辖范围内且设置火灾报警系统的建筑均应选择集中控制型系统）；

（2）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型系统；

（3）其他场所可选择非集中控制型系统。

3 消防应急照明灯具的设计

按照《技术标准》的设计思路，系统确定后，首先应以疏散单元为单位进行灯具的设计。灯具的设计包括照明灯具的设计和标志灯具的设计。

灯具的设计主要包括灯具设置部位的确定、灯具的选型和灯具的布置。照明灯具的设计可参照一下示意的流程进行。（见图1）

图1 示意流程图

3.1 灯具设置部位

照明灯具的主要消防功能是为建筑物内人员的安全疏散、灭火救援提供必要的照度要求，因此首先要明确需要提供疏散照明的场所和部位，然后根据人员在该场所和部位安全疏散的难易程度、灭火救援的作业需求确定其地面的最低水平照度。《建筑设计防火规范》（GB 50016—2018）10.3.1条对建筑内需要疏散和灭火救援的场所部位做出了相应规定。《技术标准》3.2.5条明确了建筑物照明灯具设置的相应场所或部位及其地面的最低照度要求。

标志灯具的主要消防功能是为建筑物内人员的安全疏散提供准确的疏散导引信息，即使人员准确识别疏散路径的位置和疏散方向、安全出口和疏散出口的位置及疏散出口的可用状态、人员所处的楼层位置等疏散指示信息。标志灯应设在醒目位置，应保证人员在疏散路径的任何位置、在人员密集场所的任何位置都能看到标志灯。根据疏散指示方案，按照《技术标准》3.2.7—3.2.11条的规定确定各类标志灯具的设置部位。

3.2 灯具选型

3.2.1 灯具的光源

应选择采用节能光源的灯具，消防应急照明灯具的光源色温不应低于2700K。应急照明光源应使用能够瞬时启动的光源，一般使用荧光灯、场致发光光源、LED等,不应使用高强气体放电灯。光源应采用节能光源的照明灯具，白炽灯属于被淘汰的不节能光源，尽管能瞬时启动，也不应采用。对于大型体育场馆等高大空间场所，可采用荧光灯、卤钧灯，也可采用带热触发装置的金属卤化物光源。

光源的色温与人体视觉功效有很大的联系，高色温的光源可以加速人对周围事件的反应，提高应急疏散的速度和效率。因此要求照明灯具的色温不应低于2700K。

3.2.2 照明灯具的蓄电池

灯具的蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池。对于自带电源型灯具，灯具自带的蓄电池是灯具的主件，蓄电池的性能直接影响灯具持续应急工作时间和灯具的寿命。镉镍、铅酸电池等类别的蓄电池的电量会随着充电次数的增加衰减比率较大，投入使用3至5年后，蓄电池的电量一般会衰减至其初始电量的30%左右。为了使维持消防应急灯具的持续应急工作时间，蓄电池的初装容量需满足灯具维持应急工作时间所需电量的3倍。由于镉镍、铅酸电池电量衰减比率大、使用寿命短，造成灯具蓄电池初始电量投入较大，更换周期较短、更换成本高的现状，且镉镍、铅酸电池含有对环境有害的重金属物质，蓄电池在超过工作年限报废时，如果处理不当会对环境造成污染。因此消防应急灯具不应再选用镉镍、铅酸此类电池电量衰减比例大且含有重金属物质的蓄电池[1]。

3.2.3 灯具电压等级

根据《低压电气装置第1部分：基本原则、一般特性评估和定义》（GB/T 16895.1—2008）的规定，距地面2.5m及以下的高度为人的伸臂范围，即在正常情况下人体可能接触到的高度范围。在系统的日常使用过程中，灯具的外壳破损造成带电部分外露时，处于人员伸臂范围内的灯具会对人员造成电击危险，为了有效消除灯具的电击危险，《技术标准》规定设置在距地面2.5m及以下的消防应急灯具应采用额定工作电压低于电击防护电压阈值的A型灯具。火灾扑救过程中，灭火救援人员一般使用消火栓实施灭火，由于灭火用的水介质具有导电性，这样就会通过消火栓及其水柱形成导电通路，为了避免在火灾扑救过程中发生电击事故，综合考虑现有系统产品的技术水平和工程应用情况等因素，要求距地面2.5m至8m高度范围内设置的灯具也应采用A型灯具。

对于仅需要报警而不需要联动自动消防设备的保护对象（大于27m小于54m的住宅建筑，且其疏散走道、前室、楼梯间等公共部位未设置机械加压送风系统的高层住宅）宜采用区域报警系统，当该类住宅未设置消防控制室而选用非集中控制型系统，其疏散走道、前室、楼梯间等场所设置的应急照明灯具的电压等级可以放宽处理，选用B型灯具。该类系统灯具采用建筑的正常照明电源和自带蓄电池供电，发生火灾时，按照灭火、救援等应急处置的要求，需要切断建筑的正常照明供电，从而控制系统灯具的应急启动，灯具自动转入自带蓄电池供电，而灯具自带蓄电池的额定工作电压均低于DC36V，低于国家标准GB/T 13870.5—2016《电流对人和家畜的效应第5部分：生理效应的接触电压阈值》中规定的最不利条件，不会对人造成电击危害。

3.2.4 灯具面板或灯罩的材质

根据《技术标准》规定除地面上设置的标志灯的面板可以采用厚度4mm及以上的钢化玻璃外，灯具的面板或灯罩不应采用玻璃材质。

3.2.5 灯具及其连接附件的防护等级

在室外或地面上设置时，防护等级不应低于IP67；在隧道场所、潮湿场所内设置时，防护等级不应低于IP65；B型灯具的防护等级不应低于IP34。

标志灯应选择持续型灯具，不应采用蓄光型指示标志替代出口标志灯。

3.3 灯具的布置

照明灯应采用多点、均匀布置方式，以满足其地面的最低水平照度要求，根据所选灯具的性能参数开展灯具的布置设计。不同场所灯具的布置方案参见《应急照明设计与安装》（19D702-7）33—57页典型场所消防应急照明和疏散指示系统设计示例。安全出口标志灯安装于通向室外安全区域，室外楼梯的疏散门的上方，疏散出口标志灯设于通向室外楼梯间、室内安全区域的疏散门的上方。方向标志灯箭头的指示方向应按照疏散指示方案指向疏散方向，并导向安全出口。方向标志灯应设置在走道、楼梯两侧距地面、梯面高度1m以下的墙面、柱面上；当安全出口或疏散门在疏散走道侧边时，应在疏散走道上方增设指向安全出口或疏散门的方向标志灯；方向标志灯的标志面与疏散方向垂直时，灯具的设置间距不应大于20m；方向标志灯的标志面与疏散方向平行时，灯具的设置间距不应大于10m。楼梯间每层应设置指示该楼层的标志灯，人员密集场所的疏散出口、安全出口附近应增设多信息复合标志灯具。