铁路行业标准与《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》的差异性研究

朱飞雄,马静波,涂慧敏

(1.中国铁路经济规划研究院有限公司,北京 100038； 2.中国铁路设计集团有限公司,天津 300308； 3.国家铁路局,北京 100866)

1 概述

GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(以下简称“GB 51309”)自2019年3月1日正式实施，其适用范围是“建(构)筑物中设置的消防应急照明和疏散指示系统的设计、施工、调试、检测、验收与维护保养[1]”。

经统计，铁路行业标准(以下简称“铁标”)与消防应急照明和疏散指示系统工程设计相关的规范主要有TB 10063—2016《铁路工程设计防火规范》、TB 10089—2015《铁路照明设计规范》、TB 10020—2017《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》、TB 10100—2018《铁路旅客车站设计规范》、 TB 10008—2015《铁路电力设计规范》、TB 10621—2014《高速铁路设计规范》、TB 10623—2014《城际铁路设计规范》。由于这7项铁路标准均早于GB 51309发布，两者之间存在较大差异，特别是铁路隧道应急照明工程设计标准的差异更为突出。GB 51309实施后，给大量在建或正在设计的铁路应急照明工程设计标准执行带来一定困惑。为解决铁标与GB 51309间的分歧与矛盾，铁路行业标准主管部门、部分铁标主编单位多次与GB 51309的主编单位、主管部门沟通协调，初步解决了铁路隧道应急照明工程设计标准差异性问题。鉴于消防应急照明工程广泛分布在铁路隧道、车站等重要场所，开展铁标与GB 51309对比研究，修订完善铁标有关应急照明工程设计标准，对保障人民生命财产安全、节省工程投资、满足工程急需具有重要意义。

2 铁标与GB 51309对比研究及修订建议

经研究比对，铁标与GB 51309间的主要差异为应急照明工程的供电电压与灯具选择、灯具及其连接附件的防护等级、系统设计、配电设计、隧道应急照明供电时间、隧道疏散照明照度、疏散指示标志灯的类型、隧道疏散指示标志灯间距和值班照明等。

2.1 供电电压与灯具选择、灯具及其连接附件的防护等级

GB 51309第3.2.1条：“距地面8 m及以下灯具应采用主电源和蓄电池电源额定工作电压均不大于DC36 V的A型灯具；未设置消防控制室的住宅建筑，疏散走道、楼梯间等场所可选择(主电源AC220 V、蓄电池不大于DC36 V的备用)自带电源B型灯具；灯具及其连接附件的防护等级：隧道、潮湿场所不应低于IP65，B型灯具不应低于IP34[1]。”

《铁路照明设计规范》第8.1.4条：“一般照明灯具的电源电压应采用220 V；单灯功率1 500 W及以上高强气体放电灯灯具的电源电压宜采用380 V[2]”。《铁路旅客车站设计规范》第10.2.4条：“铁路客站应急照明和疏散指示标志宜采用应急电源装置(EPS)或由照明灯具自带蓄电池和浮充电装置作为后备电源[3]”。《铁路照明设计规范》、《高速铁路设计规范》和《城际铁路设计规范》均要求“隧道照明灯具、电气设备及配电线路应具有防腐蚀、防潮湿、防振动、抗风压等功能，灯具的外壳防护等级不宜低于IP65；隧道消防疏散指示标志和消防应急照明灯具应符合现行GB 13945.1—2015《消防安全标志》和GB 17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》的有关规定[4-5]”。《铁路电力设计规范》等其他铁标未规定灯具供电电压与灯具选择、灯具及其连接附件的防护等级[6]。

经研究比对，铁标与GB 51309间的主要差异有以下三方面。

(1)对距地面8 m及以下灯具的供电电源制式要求不同。铁路隧道应急照明灯具安装高度距疏散通道地面不大于3 m。铁标按现行GB 17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》第6.2.1条规定，主电源一般采用220 V(特殊情况380V)交流电源[7]。德国、西班牙、瑞士和我国台湾高铁隧道应急照明也采用220 V交流电源[8-14]。GB 51309采用不大于36 V直流电源，由此带来照明配电与控制的根本变化。

(2)对隧道应急照明灯具选型要求不同。铁标要求隧道采用防腐蚀、防潮湿、防振动、抗风压，且防护等级不宜低于IP65级的灯具，设计时速200 km以上铁路隧道灯具还要求通过风洞效应测试。GB 51309要求采用主电源和蓄电池(备用)电源均不大于DC36 V的A型消防应急灯具。

(3)对应急照明灯具防护等级要求不同。铁标要求“隧道内不宜低于IP65”，GB 51309要求“隧道内不应低于IP65”。

《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》第7.2.1条：“长度为5 km及以上或设有紧急救援站、紧急出口、避难所的隧道内应设置应急照明[15]”。铁路隧道照明与隧道内其他用电设备共用10/0.4(kV)箱式变电所，箱式变电所间距一般不超过3 km。不少铁路隧道长达几十千米，目前的铁路隧道AC220/380 V应急照明设计方案如果改按GB 51309采用主电源和蓄电池备用电源均不大于DC36 V的A型灯具，由于DC36 V电压等级较低、供电距离相应较短，将产生下列安全和技术经济问题。

(1)铁标为避免隧道内的风洞效应影响列车运行安全、保护隧道内的设备，规定时速200 km及以上隧道内的设备洞室须安装防护门[16]。铁路隧道应急照明若完全按GB 51309的规定设计，A型灯具回路额定电流限制在6 A，则需取代EPS，每0.5 km设集中电源设备及贯通的DC36 V电缆，从而大量增加设备洞室数量，造成投资较大增幅，同时若洞室未安装防护门，可能造成集中电源设备损坏、脱离甚至解体，给铁路运输带来重大安全隐患。

(2)许多铁路隧道处于高湿环境，不利于集中电源设备安全可靠运行，降低了应急照明的可靠性。集中电源的蓄电池寿命一般小于5年，还需提高运营维修养护成本。

(3)经测算，采用A型灯具与目前的铁路隧道AC380/220 V应急照明设计方案相比，相对于典型的隧道供电及照明总投资增加30%左右，其中相对于应急照明投资增加70%左右。

按《住房城乡建设部标准定额司关于<消防应急照明和疏散指示系统技术标准>GB 51309—2018相关事宜的函》(建司局函标〔2020〕27号)，将铁路应急照明工程区分隧道(构筑物)、站房(建筑物)，建议相关标准修改如下。

(1)《铁路工程设计防火规范》增加第10.2.3条：“隧道消防应急灯具可采用输出标称电压AC220/380 V的电源供电。隧道消防应急灯具及其连接附件的防护等级、灯具布置、线路选择等设计应符合《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB 51309规定”。

(2)《铁路旅客车站设计规范》第10.2.4条修改为：“铁路客站消防应急照明和疏散指示系统设计应符合《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB 51309的规定”。

铁标修改后，隧道内照明工程标准基本满足铁路工程需求，车站内照明工程标准与GB 51309保持一致。

2.2 应急照明系统设计和配电设计2.2.1 系统设计

GB 51309按应急灯具的控制方式，把消防应急照明和疏散指示系统分为集中型控制系统和非集中型控制系统两种。集中型控制系统是指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。GB 51309第3.1.2条：“设有消防控制室的，应选择集中型控制系统；设火灾报警未设置控制室的，宜选择集中型控制系统。其他场所可选择非集中控制型系统。”

《铁路照明设计规范》第8.2.6条：“设有火灾报警系统或消防控制室的建筑物，疏散照明和疏散标志灯应可以强行开启”。其他铁标没有应急灯具控制方式的相关规定。

2.2.2 配电设计

GB 51309第3.3.5条：“任一配电回路的灯具数量不宜超过60只；道路交通隧道不宜超过1 000 m；地铁隧道不应超过一个区间的1/2”。第3.3.6条：“灯具功率总和不应大于配电回路功率的80%；A、B型灯具回路额定电流分别不应大于6 A、10 A”。第3.3.7条：“灯具采用自带蓄电池时，非集中控制型系统的应急照明配电箱电源应由正常照明配电箱供电；A型应急照明配电箱的输出回路不应超过8路，B型不应超过12路”。第3.3.8条：“灯具采用集中电源供电时，集中电源额定输出功率不应大于5 kW，不大于1 kW的可设置在电气竖井内；非集中控制型系统的集中电源装置应由正常照明配电箱供电；集中电源的输出回路不应超过8路”。

《铁路照明设计规范》第8.1.5条：“照明灯具的端电压不宜大于其额定电压的105%，应急照明、隧道照明、安全特低电压照明可不低于其额定电压的90%。使用小功率光源的室内照明线路，每一单相分支回路的电流不宜大于16 A，所接光源数或发光二极管灯具数不宜超过25个；连接建筑组合灯具时，回路电流不宜超过25 A，光源数不宜超过60个”。其他铁标无对应规定。

按照《铁路照明设计规范》第8.1.5条“应急照明额定电压不低于90%”的要求，如果回路末端电压降到90%，为达到满功率输出及保证正常亮度，灯具实际电流约需增加11.1%。按GB 51309“A型灯具每个回路电流不超过6 A”要求，设计灯具的额定电流总和就不能超过6 A的90%，即5.33 A，剩余的10%考虑电压较低时灯具实际电流的增加。大型及以上铁路客站由于室内空间高大、照明总功率需求大、可供配电设备安装的房间有限且相互距离较远，不少灯具远离可供安装电源设备的房间，GB 51309的灯具回路电流限值要求可能导致分支回路过多、线缆用量过大。因此，大型及以上铁路客站应急照明配电设计执行GB 51309有一定困难。

经研究比对，铁标与GB 51309在应急照明的系统设计和配电设计的主要差异是应急照明和疏散指示系统的构成不同。GB 51309要求采用集中供电的应急照明均设置集中控制器和通信线路。作为铁路应急照明工程设计的基础性、综合性标准的《铁路工程设计防火规范》，以及作为专业性标准的《铁路照明设计规范》均未要求设消防控制室及火灾自动报警系统的场所设置集中型控制系统，只要求应急疏散照明具备强启功能。

按《住房城乡建设部标准定额司关于<消防应急照明和疏散指示系统技术标准>GB 51309—2018相关事宜的函》(建司局函标〔2020〕27号)，GB 51309中的配电设计内容仅适于铁路建筑物，不适于铁路隧道，建议《铁路工程设计防火规范》第9.2.2条修改为：“铁路建筑内的消防应急照明和疏散指示系统设计应符合GB 50016—2014《建筑设计防火规范》、GB 51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》的规定”。

2.3 隧道应急照明供电时间

GB 51309第3.2.4条：“蓄电池应急供电时间：高度大于100 m的建筑，不应小于1.5 h；总建筑面积大于100 000 m2的公共建筑，大于20 000 m2的地下、半地下建筑不应小于1.0 h；其他建筑不应小于0.5 h；城市交通隧道，一、二类不应小于1.5 h，三、四类不应小于1.0 h。上述持续时间要求是指蓄电池达到使用寿命周期后标称的剩余容量。”

《铁路工程设计防火规范》第9.2.2条：“建筑内应急照明和灯光疏散指示标志备用电源的连续供电时间应符合GB 50016《建筑设计防火规范》的规定”；第10.2.2条：“隧道应急照明的连续供电时间不应小于60 min”。《铁路照明设计规范》第8.1.3条：“应急照明的连续供电时间应符合GB 50016《建筑设计防火规范》和TB10063《铁路工程设计防火规范》等国家和行业标准的规定。”

隧道应急照明供电时间，GB 50319仅适于建筑物内和城市交通隧道，不适于铁路隧道。建筑内应急照明供电时间执行GB 50016《建筑设计防火规范》。关于建筑内应急照明供电时间，《建筑设计防火规范》第10.1.5条与GB 50319的规定一致。因此，建议维持铁标规定。

2.4 隧道疏散照明照度

GB 51309第3.2.5条：“城市交通隧道两侧、人行横通道和人行疏散通道地面水平最低照度不应低于1.0 lx。”

《铁路工程设计防火规范》第10.2.1条：“隧道疏散照明地面平均水平照度不应小于1.0 lx，或最低照度不应小于0.5 lx”。《高速铁路设计规范》及《城际铁路设计规范》均要求应急照明在疏散通道的地面最小水平照度不应小于0.5 lx。

关于隧道疏散照明地面最低照度，铁标、德国铁路均为0.5 lx[16-18]；GB 51309对城市交通隧道规定为1.0 lx，适用范围不包括铁路隧道的GB 50016—2014《建筑设计防火规范》对建筑内规定亦为1.0 lx[19]；GB 50034—2013《建筑照明设计标准》虽未要求最低照度，但规定平均照度不应低于1.0 lx，疏散通道中心线最大与最小照度之比不应大于40∶1[20]。铁路隧道比城市交通隧道空间大，照明配光难度更大。铁路隧道最低照度是按照度面位于墙角、墙面反射条件差、提高照度困难的特点，经原铁道部组织专题讨论后确定，且0.5 lx的可行性已经多年工程实践验证，能够满足运输需要。铁标若按GB 51309调整此值，将大量增加隧道灯具，技术经济不合理，故建议不对铁标进行修改，维持铁标规定。

2.5 疏散指示标志灯的类型

GB 51309第3.2.1条：“不应采用蓄光型指示标志代替消防应急标志灯具”。

《铁路照明设计规范》第7.2.2条：“疏散指示标志的出口标志灯应采用电光源型，指向标志灯和导流标志灯可由电光源和蓄光型标志灯组成，应利用一切可以利用的安装条件，优先采用电光源型的疏散标志灯”；第5.6.4条：“隧道的疏散指示标志应采用电光型灯具”。

《铁路照明设计规范》“指向标志灯和导流标志灯可采用蓄光型”的规定，依据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》“面积大于3 000 m2的车站公共空间地面上应按疏散路径增设保持视觉连续的疏散指示标志(导流标志)，可采用电光型或蓄光型”提出，但与GB 51309不一致。依据住房城乡建设部《关于印发2019年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知》(建标函[2019]8号)，2019年底开始征求意见的《建筑设计防火规范局部修订条文征求意见稿》并未对“疏散指示标志(导流标志)可采用电光型或蓄光型”的规定作出修改。目前，业界对GB 51309所称的消防应急标志灯具是否包括地面上的导流标志也有分歧。

蓄光型标志灯受环境制约大，如在光线较弱的隧道内，一般难以蓄足光，就难以自发光。铁路站房的公共空间一般具备蓄光条件，目前这些场所的地面导流标志普遍采用蓄光型。鉴于GB 50016—2014《建筑设计防火规范》与GB 51309关于蓄光型标志灯的规定存在差异，为避免铁标与《建筑设计防火规范》和GB 51309相冲突，建议删除《铁路照明设计规范》第7.2.2条。

2.6 隧道疏散指示标志灯间距

GB 51309第3.2.9条：“方向标志灯的标志面与疏散方向垂直的，不应大于20 m间距，平行时不应大于10 m。候车室等开敞空间的标志灯与疏散方向垂直(平行)时，特大型或大型标志灯间距不应大于30 m(15 m)，中型或小型不应大于20 m(10 m)。”

《铁路照明设计规范》、《高速铁路设计规范》及《城际铁路设计规范》均要求隧道疏散指示标志间距不宜大于30 m。铁标未规定视觉连续的标志灯间距，仅《铁路照明设计规范》定性要求建筑疏散指示标志设置应符合GB 50016—2014《建筑设计防火规范》、JGJ 243—2011《交通建筑电气设计规范》、TB10063—2016《铁路工程设计防火规范》及TB10020—2017《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》的有关规定。

隧道标志灯间距，铁标规定不宜大于30 m，GB 51309规定不应大于20 m。隧道方向标志灯是通过电缆分支供电，灯具过于密集会造成电缆分支破头过多，不利于安全可靠供电，且隧道构筑物与一般建筑物不同，其疏散通道长距离连续、无分支，数十年运行经验证明不必加密方向标志灯。GB 51309关于开敞空间标志灯间距的规定在高大异形空间的铁路客站实施有显著困难，与美观、灯具吊装安全等矛盾较大。综上，建议维持铁标规定。

2.7 值班照明

GB 51309第3.6.5条：“非火灾状态、应急照明系统正常工作模式下，应保持主电源为灯具供电，所有非持续型照明灯应保持熄灭状态，持续型照明灯的光源应保持节电点亮模式。备用照明灯具可采用正常照明灯具，在火灾时应保持正常照度。”

《铁路照明设计规范》第5.1.2条第3款：“集散厅、候车区、售票厅等大面积公共场所应设置值班照明，可利用应急照明的一部分兼做值班照明。”

值班照明是为非工作时间，需要夜间值守或巡视值班的铁路场所提供的照明，属于非持续型照明灯。GB 51309对于非火灾状态下应急照明系统正常工作模式的设计，要求“系统内所有非持续型照明灯应保持熄灭状态”，即不可利用应急照明的一部分兼做值班照明。

建议《铁路照明设计规范》第5.1.2条第3款改为：“集散厅、候车区、售票厅等大面积公共场所应设置值班照明。”铁标修改后，与GB 51309保持一致。

《铁路照明设计规范》删除“可利用应急照明的一部分兼做值班照明”后，铁路车站应急照明工程设计可将正常照明的部分回路用于值班照明，并赋予值班人员开启值班照明的权限，使值班照明与应急照明彻底分开。这样既避免设计人员对标准的错误理解，不违反相关标准；又方便值班照明管理，避免值班照明灯具常亮，实现节能环保。

3 结语

GB 51309为消防应急照明和疏散指示系统工程设计标准的首次编制，有关系统工程设计从系统构成到配电与控制等许多方面与现行铁标有较大差异。本文将铁标与GB 51309关于应急照明工程的供电电压与灯具选择、灯具及其连接附件的防护等级、系统设计、配电设计、隧道应急照明供电时间、隧道疏散照明照度、疏散指示标志灯的类型、隧道疏散指示标志灯间距和值班照明等的主要差异进行了对比研究，对有关铁标提出了修订建议。GB 51309主管部门考虑铁路隧道内应急照明工程应用环境特殊，在暂不修改GB 51309前提下，采纳了本研究成果，同意铁路隧道内应急照明工程设计在供电电压、灯具选择、配电设计等方面可按铁标执行，在应急灯具及其连接附件的防护等级、灯具布置、线路选择上应执行GB 51309。研究成果对完善国家相关标准和铁路工程建设标准体系将发挥良好作用。