民用建筑的应急照明设计研究

2022-08-12许保平

建材发展导向 2022年15期

许保平

（安庆市第一建筑设计研究院有限公司，安徽安庆 246000）

应急照明和疏散指示作为在发生火灾时，为人员疏散和消防作业人员提供必不可少照度要求及正确疏散指示信息的消防设施；它能有效确保火灾发生时建筑物中人的安全及时疏散到安全区域，最大程度地减少和避免人员的伤亡。因此，依据《应急照明标准》规范要求，合理构建安全可靠的应急照明系统尤其关键。

1 应急照明设计原则

应急照明设计基于根据建筑物规模大小、使用性质及日常管理难易程度的实际情况，以系统架构简明、控制简单为原则，科学合理选择应急照明系统方案。同时以非火灾状态下控制及火灾状态下控制的要求为指引，遵循任一防火分区、楼层等疏散通道区域的正常照明灯具与其区域消防应急灯具控制一致的准则，充分发挥消防应急照明与正常照明之间优势互补，在整个建筑物内形成集正常照明及消防应急照明为一个整体的照明控制系统网络。

2 应急照明系统的类型

应急照明按消防应急灯具供电电压要求，应急照明系统可分为A型应急照明系统和B型应急照明系统两大类，其中灯具主电源和蓄电池电源额定工作电压均不大于直流36V为A型应急照明系统，其他可以统一划分为B型应急照明系统。从火灾救援人员灭火过程中人身安全的角度考虑， B型应急照明系统仅适用于安装高度大于8m的消防应急照明灯具的供电和未设置消防控制室的住宅建筑物内疏散走道及楼梯间的场所的采用自带蓄电池消防应急灯具的供电。在《应急照明标准》规范实施前，常采用此类设计。唯一区别是应急照明配电箱必须消防市场准入制度产品。结束了过去应急照明配电箱电气原理图及应急照明配电箱内部接线五花八门的现象，规范应急照明配电箱配电，大大增加应急照明配电箱可靠性。 B型应急照明系统在设计过程中已很少采用，因此，文章围绕A型应急照明系统进行阐述。

A型应急照明系统按控制类型分为集中控制和非集中控制，按灯具蓄电池电源供电方式不同又分为集中电源供电和灯具自带蓄电池供电，因此衍生出四组A型应急照明系统设计方案: A型灯具集中电源供电集中控制型、 A型灯具集中电源供电非集中控制型、A型灯具自带蓄电池供电集中控制型、 A型灯具自带蓄电池供电非集中控制型。因此，根据项目具体情况选择适合应急照明系统尤为关键，下面就A型应急照明系统四种类型优缺点分别论述如下。

1) A型灯具自带蓄电池供电非集中控制型系统由A型应急照明配电箱、 A型自带蓄电池消防应急灯具组成，是最规模小、最简单应急照明系统。其特点: 自带蓄电池供电的灯具火灾发生时线路故障，不影响应急照明使用，从这方面来说非常可靠。但是缺点也很明显，消防应急灯具本身复杂，使用工程中无法检测到灯具内蓄电池及应急照明灯具工作状态，不便后期维护和更换，从而，无法保证火灾时应急照明灯具正常使用，并达到持续工作时间的要求。因此，此系统可以在未设置消防控制室场所同时属于非人员密集场所且建筑规模较小，应急照明灯具数量较少的场所适当采用。

2) A型灯具集中电源供电非集中控制型系统由A型应急照明集中电源、 A型消防应急灯具组成，也是较为最简单应急照明系统。其优点由于采用蓄电池集中设置，因此消防应急灯具本身简单；蓄电池集中管理可以对蓄电池的工作状态进行监控，方便蓄电池日常维护，保证火灾时应急照明灯具达到持续工作时间的要求。其缺点，火灾发生时，线路如故障，同一回路中的消防应急灯具将无法使用。因此，设计过程中根据消防应急照明集中电源的缺点采取相应的措施: ①A型应急照明集中电源箱设置在消防控制室、低压配电室、配电间内或电气竖井内，以保证火灾时消防应急照明集中电源的电源的安全； ②在消防应急灯具供电方面合理规划集中电源供电范围，减少配电回路配接灯具数量及配线长度； ③在施工工程过程，规范系统布线，最大限度减少施工因素导致线路故障隐患。基于此，笔者建议在设计过程中消防应急灯具供电半径控制在50m范围左右；且同一配电回路所接灯具数量不超过25 只。从上述描述可知，此系统可以在未设置消防控制室场所同时属于人员密集场所且建筑规模较小，应急照明灯具数量较多的场所采用。

3) A型灯具自带蓄电池供电集中控制型系统由应急照明控制器、 A型应急照明配电箱、 A型自带蓄电池消防应急灯具组成，因市场上此类产品较少，且设计中较少采用，笔者在此不作过多的表述。

4) A型灯具集中供电集中控制型系统由应急照明控制器、 A型应急照明集中电源、 A型消防应急灯具组成。设置消防控制室场所应采用集中控制型系统及设置区域火灾自动报警系统的场所优先采用。因此，此系统是使用最广、较为复杂的应急照明系统。

A型应急照明集中电源、 A型消防应急灯具与应急照明控制器之间具有相互通信端口，消防应急灯具及应急照明集中电源的工作状态及报警信息均在应急照明控制器反应，而应急照明控制器通常被安装消防控制室和值班室内，值班人员能随时了解应急照明系统工作状态，方便日后维护管理及及时更换损坏消防应急灯具，最大限度减少了维护强度，保障了消防应急灯具时时处于安全有效的运行状态。 A型灯具集中供电集中控制型属于智能型消防应急照明系统，可以根据建筑规模、复杂程度、防火分区的划分以最短疏散原则和避险原则设置一种或几种疏散指示方案。具有几种疏散指示方案系统，除手动选用一种疏散指示方案，通常还可以跟火灾自动报警系统配合自动根据火灾发生区域选用一种疏散指示方案，例如，改变疏散通道疏散指示方向、出口标志灯状态改为” 禁止入内”，同时疏散指示标志灯频闪；有效的人员疏散分流、减少人员拥堵、加快疏散速度具有现实意义。在应急照明控制器方面，在设计过程中可以根据后期方便管理的需要，可以设置多个应急照明控制器，其中在消防控制室内的一台应急照明控制器具有起集中控制功能，这样组成具有三层架构的集中控制型系统。笔者在含有幼儿园建筑的住宅群项目设计过程中，在幼儿园值班室内设置应急照明控制器，幼儿园管理者及时掌握所在区域的消防应急灯具的工作状态，方便消防设施管理维护。其缺点在A型灯具集中电源供电非集中控制型系统中已作过相关论述，笔者就不在此处过多重复。

3 应急照明系统电源供电

二级及以上消防负荷等级的应急照明系统电源供电要求由其所在防火分区内消防电源双电源切换箱供电。三级负荷则可以在其所在区域内正常照明箱供电。下面就从消防负荷等级角度对应急照明控制系统类型选择作简要分析如表1。

表1 民用建筑内消防用电负荷等级

1) A型灯具自带蓄电池供电非集中控制型及A型灯具集中非集中控制型即非集中控制型: 应急照明系统电源供电必须由所在防火分区正常照明箱供电；因此，二级及以上消防负荷等级的应急照明系统均不能采用非集中控制型。

2) A型灯具自带蓄电池供电集中控制型及A型灯具集中集中控制型即集中控制型；应急照明系统电源供电必须由消防电源专用应急回路供电或所在防火分区消防电源配电箱供电。

综上所述，集中控制型适用所有消防负荷等级应急照明系统，非集中控制型仅适用消防负荷等级为三级的建筑物。《应急照明标准》规范中关于消防电源专用应急回路供电的描述，不少审查人员认为应该直接由变电所总低配电柜供电才算消防电源专用应急回路。笔者认为上述做法既不科学又不合理，不符合现场实际供电情况，同时占有较多市政供电管道，增加供电管道数量，增大市政管道施工难度，同时不符合节约经济原则。因此，对于未设附属变电所的建筑物，应急照明系统电源从建筑物总照明配电箱处引出专用回路供电比较合理和安全，符合现场实际供电情况。

4 应急照明系统控制设计

应急照明系统控制设计分为非火灾状态下控制和火灾状态下控制，下面将从两个方面具体分析。

1) 火灾状态下控制下，可以手动应急启动应急照明控制器、集中电源及应急照明配电箱上按钮，使消防应急灯具转入应急点亮状态，即持续型灯具的光源由节能点亮模式转入应急点亮模式，非持续型灯具的光源应急点亮；在设置火灾自动报警场所，与火灾自动报警系统联动自动应急启动消防应急灯具。

2) 非火灾状态控制下，集中控制型在系统主电源断电后，消防应急灯具转入应急点亮状态，其持续工作时间 (以下简称 “非火灾工作时间”) 设置不超过0.5h，此状态下灯具应急工作超过上述所设非火灾工作时间，消防应急灯具熄灭；系统主电源恢复后，消防应急灯具恢复原工作状态。集中控制型在任一防火分区、楼层及楼梯间正常照明电源断电后，由该区域内设置的消防应急灯具供电的集中电源或应急照明配电箱在主电源供电状态下应急点亮消防应急灯具；正常照明电源恢复后，集中电源或应急照明箱控制消防应急灯具恢复原工作状态。非集中控制型在非火灾状态下通过红外感应、声光感应等方式点亮非持续型消防应急照明灯。

综合上所述，某区域集中控制型的集中电源或应急照明配电箱需要配置检测该区域正常照明电源信号，以此来实现非火灾状态下正常照明电源断电后消防应急灯具的应急点亮的功能。至于采用非集中控制型的集中电源或应急照明配电箱的供电电源本身就由区域正常照明箱配电。因此，建筑物内任一防火分区、楼层及楼梯间的疏散通道的正常照明与消防应急照明相互配合协同工作；在设计过程中重点关注竖向疏散区域例如封闭楼梯间或防烟楼梯间配电设计，保证该区域消防应急灯具供电范围与其提供正常照明检测信号的照明配电箱所供电的正常照明灯具范围相互一致。

5 蓄电池容量及消防应急灯具

根据建筑物的规范及使用性质，对应急照明系统应急启动后，蓄电池电源供电持续工作时间 (以下简称 “应急时间”) 有不同具体要求如表2。

表2 应急时间

对于集中控制型内配置的集中电源和自带蓄电池的灯具，其持续供电时间不小于应急时间与非火灾工作时间之和。同时要求所选的集中电源的蓄电池组和灯具自带蓄电池达到使用寿命周期后标称的剩余容量应保证放电时间不小于应急时间。故只有保证蓄电池有效运行容量，才能有效的保障消防应急灯具可靠运行，在选用产品时，优先选用蓄电池衰减率低的消防产品，笔者希望下次修改消防产品规范GB17945—2010 的编委专家组能增加蓄电池衰减率指标值的要求。

消防应急标志灯的规格根据灯具安装高度小于4.5m，建议采用中型标志灯；安装高度大于4.5m，建议采用大型标志灯。相邻标志灯安装间距不大于10m。消防应急标志灯具的表面亮度满足下述要求:1) 仅用绿色或红色图形构成的标志灯—平时节电点亮模式15

消防应急照明灯在疏散路径均匀、多点布置，其地面水平最低照度依据建筑物属性及不同区域的疏散照度要求分为四个等级: 10lx、 5lx、 3lx、 1lx。设计人员根据《应急照明标准》给出的具体要求，结合厂家灯具样本参数或19D702—7 《应急照明设计与安装》确定应急照明灯具的功率或安装间距；应急照明灯具安装间距一般为9m左右。