消防应急照明和疏散指示系统的设计

解 帅

北京市建筑设计研究院有限公司，北京 100045

0 引言

在消防设施中，应急照明和疏散指示系统是十分重要的部分，不仅能够在消防作业的过程中提供照明，而且可以为疏散人群提供帮助[1]。照明灯具、照明附属装置共同构成了消防应急照明和疏散指示系统，通过合理的设计，可以使应急照明系统发挥良好的效果[2]。从这个角度来看，应积极研究应急照明和疏散指示系统的设计。

1 消防应急照明和疏散指示系统概述

近些年，我国的各种构筑物、建筑物的数量与日俱增，大量消防问题也随之而来[3]。出现火灾后，若处理不得当或消防系统失效，将会大大降低消防人员救援效率和人群疏散效率。消防应急照明和疏散指示系统十分复杂，涉及系统控制、配电、选型参数等多方面的设计问题，给消防设计人员带来了一定困难。设计消防应急照明和疏散指示系统时应始终遵循我国现行消防标准与设计规范，无论工程量大小都需要重视应急照明系统的设计，以免在设计时产生各种问题，降低应急照明系统运行的稳定性及可靠性，进而危及火灾中消防人员、人民群众的人身安全[4]。

2 消防应急照明和疏散指示系统的基本类型

按照我国应急照明相关规范，消防应急照明和疏散指示系统可根据控制形式、电源形式划分成集中电源集中控制型、自带电源集中控制型、集中电源非集中控制型、自带电源非集中控制四种类型[5]。各种系统存在一定差异，其具体构成如表1所示。

表1 消防照明系统的种类与主要构件

2.1 集中控制型与非集中控制型

集中控制型系统是指具备应急照明控制器，能够做到模块集中控制的系统[6]。伴随国内构筑物、建筑物整体智能水平的提高，集中控制型系统逐渐普及，其可用于高档小区、综合建筑体等，具有实时显示集中电源、灯具及配电回路的工作状态，降低照明能耗，集中管理等多种优势。非集中控制型系统具有成本投入低、系统复杂程度低等优势，也得到了部分房地产开发商、中小型项目的青睐。

2.2 集中电源型与自带电源型

灯具的电源由主电源和蓄电池电源组成，蓄电池的供电方式分为集中式和独立式（自带电源）两种供电方式[7]。其中，独立式（自带电源）的照明灯具内部携带蓄电池；集中式的照明灯具内部未携带蓄电池，蓄电池设置于集中电源中，通过集中电源专门供电。自带电源的复杂程度低，出现故障问题后只有灯具自身受到影响，应急照明系统整体不会受到任何影响，且维修更换便捷，能够在不影响整体系统的情况下完成检修维护。出现火灾后，照明灯具采用蓄电池作为自身电源，一般情况下电压低于12 V，安全性更高。集中电源的后期管理和维护工作相对轻松，具有更长的照明灯具寿命和更高的可靠性。

3 消防应急照明和疏散指示系统设计

3.1 系统整体设计思路

在设计过程中，消防应急照明和疏散指示系统能够根据安全出口位置、火灾出现位置等及时开启，为疏散人群提供疏散路径及必要的照明，避免人员伤亡[8]。

现阶段，随着应急照明技术水平的提升，不同系统可在保留各自优点的基础上，借助相应照明技术来弥补各自的不足。例如，集中控制型系统可以处理自带电源型照明灯具的维护、检测难题；电源集中型系统能够借助新增的内部检测功能达到传输电源动态信息的目的，当遇到电源、电池问题后，会自动进行声光通信与声光报警，并向中心管理系统反馈，避免由于应急照明系统故障而导致照明灯具大范围失效的情况出现，从而大大减少应急照明系统整体受到的影响。

在设计消防应急照明和疏散指示系统时，应充分利用不同系统的优点，按照实际的消防照明状况设计应急照明系统，保证火灾中的人员安全[9]。

3.2 系统的控制方式

按照现行国家规范，设置有消防控制室的建筑物需采用集中控制型系统，其他场所可采用非集中控制型系统，这两种系统需要采用不同的控制方式。

3.2.1 集中控制型系统的控制

集中控制型系统平时需要使用主电源为灯具供电，在主电源断电后，集中电源应该连锁其配接的应急照明灯应急点亮，指示标志灯也由节电模式转入应急点亮模式。灯具持续应急点亮时间不超过0.5 h，在系统主电源恢复后，所有灯具恢复原工作状态[10]。

火灾确认后，应急照明控制器按预设逻辑手动或自动控制系统的应急启动。火灾报警控制器的火灾报警输出信号是系统自动应急启动的触发信号，应急照明控制器接收到火灾信号后，控制所有应急照明灯应急点亮，使指示标志灯由节电模式转入应急点亮模式。集中电源在平时保持主电源输出，主电源断电后，自动转入蓄电池电源输出。此外，可通过手动操作应急照明控制器，实现系统的应急启动。

3.2.2 非集中控制型系统的控制

灯具采用集中电源供电时，发生火灾后需要手动操作集中电源，将集中电源转入蓄电池输出模式，并控制其所配接的所有灯具应急点亮；设置了火灾自动报警的场所，集中电源接收火灾报警信号后，自动转入蓄电池输出模式，并点亮所有应急灯。

灯具采用自带蓄电池供电时，发生火灾后需要手动操作切断应急照明配电箱的主电输出，并控制其所配接的所有灯具转入蓄电池模式并点亮；设置了火灾自动报警的场所，应急照明配电箱接收火灾报警信号后，自动切断主电源供电，灯具转入蓄电池模式并点亮。因此，对于灯具自带电源的非集中控制型系统，应急照明配电箱需要具备联动转换信号的接收能力，能够在第一时间切断供电电源，让照明灯具进入应急状态。按照我国火灾、消防的相关规定，应急照明系统需要在出现火灾后快速进入应急状态，应急照明配电箱需要借助强启断电进入应急状态。

自带电源的应急照明系统的结构如图1所示。从图1中可以看出，自带电源型照明灯具未配备灯控线和强启端子。在正常情况下，电源线L始终处于通电状态，电池为充电状态；遇到火灾时，电源线L进入断电状态，通过电池供电。这种控制模式适用于正常情况下常亮（或不亮）、火灾情况下强制断电（或点亮）的照明灯具。

图1 自带电源的应急照明系统

3.3 系统接线设计

以非集中控制型系统为例，分析集中电源型系统和自带电源型系统的接线设计。

3.3.1 自带电源型系统

在需要断电且自带电源的情况下，一般由电源线供电，需要将闭合状态的接触器设置在出线回路部位。出现火灾后，控制消防模块能够对接触器进行开断操作，让回路及时断电。针对火灾情况下的非照明场所，可就地断开照明灯具。

在需要强启且自带电源的情况下，使用充电电源线作为市电电源线，在分散控制的情况下市电电源线可以作为工作电源线；将开断状态的接触器设置在出线回路部位。出现火灾后，控制消防模块能够对接触器进行闭合操作，让回路及时通电。这样一来，不论自熄节能开关、控制集中开关、就地控制开关等开关的状态如何，都可以有效接通照明灯具，强启消防应急灯。

配备强启端子的自带电源的照明系统结构如图2所示。在正常情况下，充电线始终处于通电状态，电池为充电状态，照明灯具的开断主要由开关线控制；出现火灾后，不论开关线状态如何，都可以通过联动消防控制达到带电的目的，强制照明灯具全部点亮。一般情况下，蓄电池是应急照明系统的第三电源，发电柴油机组是应急照明系统的第二电源，这样能够确保在应急电源失效、市电失效等情况下依然存在供电电源。

图2 配备强启端子的自带电源的照明系统

3.3.2 集中电源型系统

对于集中电源型系统，可手动操作或通过火灾自动报警系统联动集中电源，使配电回路转入蓄电池输出状态。

3.4 消防应急灯具的安装和选型

火灾发生时，自动喷水系统、消火栓系统等灭火系统产生的水等灭火介质很容易导致灯具的外壳导电，为了避免疏散人员及消防队员触及灯具外壳而发生触电事故，消防灯具不适合采用AC 220 V的电压。结合国家现行规范，安装在距地高度为8 m以下位置的灯具均采用不大于DC 36 V的安全电压；设置在人员头顶上方的灯具不得采用玻璃等易碎材质，防止跌落的碎片对人造成伤害。

疏散标志灯按尺寸不同可分为小型、中型、大型、特大型四类。需要根据室内空间高度选择吊装的疏散标志灯，既要保证火灾时疏散路径清晰可见，又要不影响平时的室内美观。结合实际项目经验和相关的规范要求，可按以下方式选择：（1）室内高度不大于3.5 m或安装高度在1 m以下的场所，选择中小型疏散标志灯；（2）室内高度为3.5～4.5 m的场所，选择大中型疏散标志灯；（3）室内高度大于4.5 m的场所，选择大型、特大型疏散标志灯。以上室内高度均为装修后净高。

4 结束语

总而言之，研究应急照明和疏散指示系统的设计有重要意义，相关人员应全面了解当前消防照明系统的实际情况，充分把握消防照明系统的基本类型，并通过系统整体设计、照明强启设计、照明接线设计等多种方式设计应急照明和疏散指示系统，从而提升系统设计水平。