机场航站楼消防应急照明和疏散指示系统设计要点剖析

肖 镇 铭

(中交机场勘察设计院有限公司,广东 广州 510230)

0 引 言

因GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》[1]和国家建筑标准设计图集19D702-7《应急照明设计与安装》[2]的实施,原有航站楼的应急照明设计方法已不满足要求,亟需重新进行设计。消防应急照明和疏散指示系统作为为人员疏散以及灭火救援行动提供必要的照明和正确的疏散指示系统,是消防应急疏散系统中至关重要的一环,更要引起高度重视。本文通过对国内某机场航站楼在设计和施工中遇到的要点进行研究、剖析,并提出了相应的解决方案。

1 系统类型的选择

目前,消防应急照明系统按照是否集中控制,灯具是否自带蓄电池,分为集中电源集中控制型系统、自带电源集中控制型系统、集中电源非集中控制型系统、自带电源非集中控制型系统4种系统类型。设计时应根据规范要求以及工程的实际情况选择系统类型。

国内的航站楼一般都会设置消防控制室,根据GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》第3.1.2条第1款,“设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统”;GB 51236—2017《民用机场航站楼设计防火规范》第3.4.10条,“二层式、二层半式和多层式航站楼的疏散照明系统应采用集中控制型”。因此,大中型航站楼采用集中控制型的消防应急照明系统。而航站楼内的消防应急照明灯和标志灯数量较多,采用自带电源型不仅采购成本和后期维护成本过大,且高大空间内有部分疏散方向标志灯为埋地式疏散方向标志灯,根据标准要求必须采用集中电源型灯具。因此,为了配合埋地式疏散方向标志灯以及降低工程造价和维护成本,航站楼内一般采用集中电源集中控制型系统。集中电源集中控制型系统框图如图1所示。

图1 集中电源集中控制型系统框图

2 地面疏散方向标志灯的设置

航站楼应急照明和疏散指示系统的灯具设置的难点是疏散方向标志灯安装方式的选择。目前,疏散方向标志灯的安装方式主要有以下3种:埋地式疏散方向标志灯,落地立式疏散方向标志灯,壁挂式疏散方向标志灯。对于航站楼等高大空间、人员密集的公共建筑物,如果像普通建筑物那样只采用壁装式疏散方向标志灯,即使是采用大型或者特大型灯具,也很难保证疏散方向标志灯的“灯具的设置间距不大于15 m”的规范要求。目前,国内在运营中的大中型机场航站楼大多采用的是埋地式疏散方向标志灯。但是埋地式标志灯一般高出地面1～3 mm,会造成旅客步行、行李拖行的颠簸,极大影响旅客的舒适性体验。以往航站楼的地面疏散方向标志灯设置间距一般为5～10 m,尚能勉强接受[3-4]。

随着GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》和GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》[5]的实施,灯具的设置间距不应大于3 m。这不仅极大地影响了旅客的舒适性体验,也带来灯具设置过密而影响地面美观性。因此,要重新考虑埋地式疏散方向标志灯的设计问题。根据图集19D702-7《应急照明设计与安装》第66页“航站楼(大空间)布灯示意”,当疏散通道墙体有条件安装灯具时,优先选用墙体壁装方式;墙体不具备条件时,选择落地安装方式,可以减少埋地式疏散方向标志灯的数量。

3 系统电压等级的选择

GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》第3.3.6条规定,A型灯具的配电回路电流不大于6 A,在电流已经被限定为不大于6 A情况下,只有提高系统电压,才能带动更大负荷。目前,市场上比较成熟的主流A型灯具电压等级主要有DC 24 V和DC 36 V两种,而两者价格差异并不大。采用DC 24 V灯具一个回路所能带的负载最大为144 W,而采用DC 36 V灯具一个回路所能带的负载最大为216 W。

GB 51309—2019限制了A型消防应急灯具需满足安全电压的要求,必须等于或小于直流36 V,由此带来的最大问题就是线路压降Δu%。

式中:P——线路功率;

L——线路长度;

U——标称电压;

S——线路截面;

ρθ——工作温度θ℃时的导线电阻率。

根据上式,要控制线路压降,可从减小回路的负载功率和供电长度、增大配电线缆的截面和系统电压4个方面入手,但是减小回路的负载功率和供电长度将增加回路的数量,也就增加元器件数量和线缆、保护管的长度,从而大幅增加工程造价;增大配电线缆的截面,会导致线缆和保护管的工程造价增加较多。DC 24 V和DC 36 V两种灯具的价格差异并不大,同样条件下,采用DC 36 V灯具线路电压损失百分数仅为采用DC 24 V灯具线路电压损失的4/9。综上所述,在无其他特殊情况下,应优先选择DC 36 V灯具[6]。

4 线路压降的控制和供电可靠性的提高

GB 51309—2019要求A型消防应急灯具的工作电压不大于DC 36 V,电压大幅降低直接导致线路压降问题。压降控制有4种方法,应优先选择提高灯具的供电电压。目前,国内航站楼一般采用集中电源集中控制型系统,而集中电源虽然造价相对较低、维护方便,但是可靠性较自带电源系统要差,当某一回路线路损坏或者开关故障,导致整个线路所有灯具断电而失去作用。为了提高供电可靠性,可通过减少每个回路的灯具数量和增加回路数量,从而使断电范围缩小。另外,减少回路灯具数量,也可减少回路功率和回路供电长度、线缆截面,通过从另外3方面同时优化,大幅降低线路压降。

5 结 语

目前,航站楼消防应急照明系统大多选择集中电源集中控制型;对于系统电压等级的选择,原先设计以DC 24 V灯具为主,但随着国家标准GB 51309—2018的实施,为满足回路电流不大于6 A的要求,以及控制线路压降、增加回路的负载功率,DC 36 V灯具将逐步成为市场的主流;为控制线路压降和提高供电可靠性,应优先提高系统电压、减少回路灯具数量。图集19D702-7《应急照明设计与安装》的实施给了电气设计人员一个比较明确的指导意见,消防应急照明设计完成后,设计单位应将设计图纸进行消防性能化分析,通过建立模型模拟火灾情况下的疏散方向标志灯是否满足人员疏散所需要的灯具安装位置醒目、指示方向清楚明白、灯具照度足够等条件,并将分析报告提交给相关审查单位审查通过后方可实施。