应急照明系统设计要点及国内外设计标准的对比

王本彦

(青岛沿海建筑设计有限公司，山东 青岛 266000)

引言

《Emergency lighting》(CIE S 020/E:2007)[1](以下简称CIE标准)和《 Lighting applications-Emergency lighting》(EN 1838:2013)[2]是国外应急照明领域应用较为普遍的标准。 2022年5月，EN 1838标准发布了《 Lighting applications-Emergency lighting》草案版(EN 1838:2022)[3](以下简称EN标准)，较上一版，进行了较大幅度的修订。

本文将CIE标准、EN标准和我国现行国家标准(含规范)中应急照明设计要求进行对比、分析，对国内外标准中的差异和矛盾，提出了观点和看法。希望可以引进国外标准中的新理念、新技术和新趋势，对于符合我国实际情况并能指导实践的加以学习和借鉴，以提高应急照明系统的设计水平。

1 系统形式和术语

EN标准(图1)、CIE标准(图2)定义了应急照明系统的组成形式，其术语含义及与我国标准中术语的关系如下：

(1)开敞区域照明：某些国家称之为防恐慌照明(anti-panic lighting)，为避免人群恐慌并使之安全到达疏散走道而提供的照明。此术语对应GB 50016—2014第10.3.1条规定的除楼梯间、疏散走道外应设置疏散照明的场所，如前室、合用前室、人员密集的场所等[4]。

图1 EN标准中应急照明系统的形式Fig.1 Specific forms of emergency lighting in EN standard

(2)高危场所照明：为处于潜在危险之中(危险工序或危险情况)人员的安全提供的照明，使之可以正常完成停止程序(工序)以保障操作人员和建筑内其他人员的安全。此术语对应国家标准中的安全照明，如生化实验、核物理实验室、手术(抢救)室、游泳馆高台跳水区域、工业圆盘锯等场所[5，6]。

图2 CIE标准中应急照明系统的形式[1]Fig.2 Specific forms of emergency lighting in CIE standard

国外项目技术要求中提出，厂房照明中25%的灯具应为不间断电源供电的安全照明，而国内厂房设计中，易忽略安全照明。正常照明失效而未设安全照明的情况下，由于某些工艺设备或流水线的停机操作需要持续一段时间或人为完成操作流程，尤其是当存在锻造、切割、热加工设备时，易造成安全事故。另外，国家标准要求高危场所安全照明的响应时间为0.25 s，远远低于对其他场所的要求5 s[7]，从一个侧面证明了高危场所安全照明设置的重要性。所以，建议从规范上明确工业厂房设置安全照明的细则。

(3)本地安全照明：非消防情况下主用电源故障时，为场所内暂时停留(是否允许在室内停留应进行安全风险评估)的人员提供的照明。国家标准中，这种情况我们称之为正常(非消防)备用照明。

综上，虽然国标同国外标准在应急照明系统的组成架构及术语上存在差异，但是就涵盖的实质内容来说，国标与国外标准是相同的。

2 照度检测范围

本节仅讨论走道及楼梯间应急照明照度值的检测范围(表1)。

表1 不同标准关于疏散走道照明设计要求的差异[1,3,7]Table 1 Differences among EN, GB and CIE standard on requirements of escape route lighting

图3 EN标准中疏散走道水平照度的要求Fig.3 Horizontal illuminance of escape routes in EN standard

图4 CIE标准中疏散走道水平照度的要求Fig.4 Horizontal illuminance of escape routes in CIE standard

2.1 检测宽度小于最小净宽度的情况

最小净宽度是火灾时为保障在场人员安全撤离，疏散路径上的疏散门、走道、楼梯间等满足疏散需要的宽度的最小值，火灾时人员通过此最小宽度来疏散，故此最小净宽度区域内应急照明的照度值等指标均应满足标准，而按照EN、CIE、GB标准(方法A或方法B)确定的应急照明最小照度检测范围均存在检测宽度小于最小净宽度的情况，这种情况是不安全的。

例如，某住宅建筑，疏散楼梯净宽度为1.16 m，按方法A和方法B照度检测的宽度分别为0.16 m和0.58 m，但该建筑疏散楼梯最小净宽度为1.1 m。

此外，由于行进中的摆幅和空隙，疏散时每股人流宽度应按0.55 m+(0～0.15)m，并不应少于2股人流[8]，当检测宽度不能满足2股人流宽度要求，也是不安全的。

2.2 检测范围的合理表述

为避免上述情况， 建议更为合理地表述为，疏散走道上应急照明照度的检测范围应符合以下规定：

(1)当走道净宽度不大于2 m时，检测范围为走道中心线两侧且宽度不小于走道宽度一半的范围内；(2)当走道净宽度大于2 m时，检测范围为除边缘0.5 m宽的范围内；(3)任何情况下，检测宽度不应小于建筑设计防火规范中的该建筑物的最小净宽度。

2.3 DIAlux计算不同检测宽度下的照度

以疏散走道(非人员密集)为例，走道净宽度d为3.5 m，净长度60 m，高度3.5 m，顶墙地反射比分别为70%、50%、20%， A型应急照明灯(3 W/326 lm)单排居中均布，安装高度3.5 m。验证步骤：

②将检测宽度设置为全宽“d”，即3.5 m，其他条件均不变，再次运行计算。

③得到两种情况下的照度值(表2)和伪色图(图5)，可以看出，两种情况下的照度值均满足规范要求。

表2 不同检测宽度下应急照明照度对比Table 2 Illuminance of emergency lighting at different testing widths

3 照度均匀度与测量

实际测量照度均匀度时，需要将测量区域划分为方形的网格，分别测量每个网格上的照度值，得到均匀度。关于网格尺寸的取值方法，GB、EN、CIE标准有差别。

3.1 EN标准和CIE标准——计算法

采用近似正方形的网格，网格单元的长宽比应在0.5～2之间， 最大网格尺寸p(m)应为：

p=0.2×5lgd且p≤10

(1)

式中，若长比宽<2，则d为测量区域的长边；若长比宽≥2，则d为测量区域的短边[9]。

如：测量区域为8 m×12 m，网格尺寸计算为：

p=0.2×5lgd=1.136m

长边方向为10.56≈11格，短边方向为7.04≈7格，网格系统尺寸为1.143 m×1.091 m。

3.2 GB标准——定值法

GB/T 5700—2008也给出了网格尺寸的取值方法，相较CIE标准的计算法，GB/T 5700—2008给出的网格尺寸均是固定值，即0.5 m×0.5 m、1 m×1 m等[10]。按固定尺寸分割，达不到固定尺寸边缘区域的照度值就无法被检测，从而造成了应测照度值的缺失，而最小照度值往往出现在边缘，进而造成均匀度测量不准确的情况。

综上，就网格尺寸的取值方法来说，EN和CIE标准更严谨。

4 失能眩光的限制措施

对于应急疏散走道照明，灯具和环境的亮度(明暗)反差可产生失能眩光，它使人目眩，降低可见度，妨碍障碍物和标识的正常观察，应采取限制措施。

EN和CIE标准的眩光限制措施为限制图示阴影区域1的灯具发光强度(图6、图7、表3)。

图6 地面是水平面的应急疏散走道[3]Fig.6 Horizontal level escape routes

图7 其他应急疏散走道和区域(非水平面)[3]Fig.7 Other escape routes and areas

表3 失能眩光限值[3]Table 3 Disability glare limits

GB标准目前未对应急灯具的发光强度做出限制，而是规定，应急灯安装在走道侧墙时应符合：①高度不应在距地面1～2 m；②距地1 m以下时，光线应照射在灯具水平线以下[7]。

限制眩光的本质和关键在于限制灯具发光强度，控制安装高度和照射角可以有效限制眩光，但不能从根源上解决问题。所以，建议从标准层面限制灯具发光强度。

5 重点部位和特殊场所

5.1 重点部位

5.1.1 有高度变化的部位

EN标准中，楼梯、坡道、台阶、自动扶梯等部位，应设置应急照明[3]。

工程设计中，台阶易被忽略，其上方应设置应急照明灯具(图8)。对于自动扶梯，扶梯上的人员需要安全撤离，不在扶梯上的人员应避开它，每级踏步照度值均应≥1 lx。

5.1.2 消防设施附近

EN标准中，消防设备附近为重点部位，应设应急照明和自发光型标志，表面垂直照度应≥5 lx(图8)[3]。

图8 应急照明设置的重点部位Fig.8 Example of points of emphasis

国内项目中很少如此设置，相反，消火栓箱与装饰材料同色或将箱体隐藏在饰面内的情况很多，应予以重视，并可借鉴EN标准中的做法。

5.2 特殊场所

5.2.1 卫生间和更衣室

EN标准中以下场所应设应急照明：(1)总建筑面积大于8 m2或小于8 m2且无自然采光的卫生间；(2)无障碍卫生间、卫生间内的淋浴间及更衣间、带有婴儿换衣台的卫生间[3]。GB标准中未有要求，从对残疾人和儿童关爱角度出发，这些场所内应设应急照明。

5.2.2 游泳池

EN标准中，泳池下列部位应设应急照明：(1)水面；(2)泳池周围人员交通流线范围内的地面；(3)通往跳水板或水槽的走道[3]。

我国规范JGJ 354—2014规定，体育建筑中观众席和比赛场地应设置安全照明，水平照度不低于20 lx，兼具保障人身安全、利于人员疏散和防止恐慌的功能。但非体育建筑中的泳池常常被忽视，如别墅、会所、健身房等场所的泳池，当正常照明失效时，易发生恐慌危及人身安全，这种情况下有必要设应急照明。

6 消防应急标志灯具

消防应急标志灯的设计，本质和核心要求在于满足可视性，用EN标准中新增的术语来说就是“identifiability”[3]。它有三层含义，一是看得见，二是看得清，三是看的对。“看得见”要求标志灯足够醒目、位置合适、尺寸得当、颜色(安全色和对比色)和图案满足国家规范，“看得清”要求标志灯具有足够的表面亮度、垂直照度、亮度对比度等，“看的对”要求指示标识方向正确、安全出口位置设置正确。

6.1 需外部照明的标志灯具和自发光标志灯具

需外部照明的标志灯具(externally illuminated sign)[3]，自身不带光源，依靠就近的应急照明灯来照亮其表面，起到指示标志的作用。国标中也有这种产品，在GB 15630—1995第6.10.4.1条曾提到过该类型灯具[11]，但国内的消防验收标准中并不认可。

与其对应的是自发光标志灯具(internally illuminated sign)[3]，国内平时见到的疏散标志灯(除了蓄光型标识)，均为自发光型。

6.2 安装间距

GB标准中，方向标志灯的安装间距取决于两个因素：(1)标志灯的大小；(2)标志面与疏散方向的关系(平行或垂直)。根据以上两个因素，给出了安装间距的限值[7]。

EN标准则根据标志灯的高度计算出可视距离(仅适用于标志面垂直疏散方向的情况)，从而决定安装间距(图9)，最大可视距离计算为：

l=z×h

(2)

式中：l为可视距离(m)；z为常量，当为自发光标志灯时取200，当为需外部照明的标志灯具时取100；h为标志灯高度(m)[3]。

图9 安全标志灯的最大可视距离Fig.9 Maximum viewing distance of escape route safety signs

此外，国外在标准中和实际应用中都优先使用标志面与疏散方向垂直的标志灯(以下简称垂直型标志灯)，即使是侧墙壁装，对于标志面与疏散方向平行的标志灯(以下简称平行型标志灯)也较少使用，而是选用正对观察方向的壁装产品附件(图10)。

图10 安全标志灯的侧墙安装支架Fig.10 Side wall mounting kit for safety signs

而国内，虽然标准中要求标志灯的标志面宜与疏散方向垂直[7]，但就具体实施，尤其是疏散走道，平行型标志灯的数量要远大于垂直型标志灯。

事实上，垂直型与平行型标志灯指示方向的视觉效果差别很大。垂直型标志灯更符合观察习惯，其醒目程度和辨识度显著优于平行型标志灯。

若能从“可视性”角度出发，优先采用垂直型标志灯，弱化平行型标志灯，非但不会降低疏散指示系统的安全性，反而可以通过减少一定数量的壁装平行型标志灯来降低工程造价，还可以使走道两侧更加简洁。

6.3 安装高度

EN标准规定，当条件允许时，标志灯下沿应距地2～3 m(高装)，当有储烟设施时，标志灯应在储烟设施以下；对于高大空间，标志灯的可视性不应受障碍物影响，安装高度应在障碍物以上，从最大可视距离处观察标志灯，水平视线偏移角不应大于20°(图11)[3]。

图11 最大可视距离和偏移角Fig.11 Maximum viewing distance and angle of displacement

GB标准与EN标准的对比分析(仅限于疏散走道，不含大空间)：

(1)GB标准以有烟雾的情况作为安装的基准条件，故规定侧墙标志灯距地面应<1 m(低装)[7]。主要考虑应急管理部消防救援局的相关自救建议：①有烟雾时，为避免有害烟气吸入，采用弯腰、蹲姿或匍匐姿势，低处便于观察；②烟气上升易造成高处标志灯被遮挡。

EN标准中，标志灯高装主要考虑：①多股人流同时疏散时，低装的平行型标志灯易受遮挡；②烟雾形成、扩散、充满储烟仓直至影响到疏散标志的可视性需要一定的时间，而人员疏散发生在火灾初期，此时可视性因素相对于烟雾遮挡因素而言更重要。

综上，关于标志灯安装高度，国内外标准存在分歧，应结合各国实际情况综合决断。

(2)关于烟气对应急灯和指示标志灯安装高度的影响，CIE标准中，考虑烟气影响时，灯具距顶棚安装高度至少为0.5 m[1]，即考虑了烟层厚度。

GB标准中，结合 “储烟仓厚度”的要求，可采取如下措施：①当条件允许时，灯具安装高度宜在储烟仓以下；②加强灯具表面亮度和发光强度。

此外，按GB 51309—2018规定，大型标志灯不宜超过6 m[7]， 且GB 50116—2013第12.4.3条，条文说明中解释了“不宜超过6 m”的原因，即“烟气在6～7 m处开始出现分层现象”[12]，这也是规范中考虑烟气影响的体现。

(3)关于最大视距和偏移角，GB 15630—1995第6.7条也有规定，与EN标准区别在于最大偏移角为15°[11]，要求相对更保守。

7 自适应应急疏散照明系统(AEELS)

该系统在EN 标准中首次提出，是升级版的智能疏散指示系统。灯具采用复合型灯具(图12)，可改变疏散指示方向，也可在应急情况下调节灯具的表面亮度和达到的照度值。

图12 消防应急照明标志复合灯具Fig.12 Emergency lighting and indicating luminaire

(1)关于可改变方向的指示标志(我国称之为智能疏散指示系统)，GB标准和EN标准对其看法有本质区别。

GB标准并不认可此种产品。在国标中，可变方向的标志灯仅用于两种情况：①需借用相邻防火分区疏散时；②采用不同疏散预案的隧道、地铁等场所。其他情况，均设单方向指示标志[7]。

EN标准则认为， AEELS系统可增强紧急情况下的有效性，便于灭火和救援。

(2)目前，AEELS系统中亮度和照度可变的应急灯仅是概念产品，但是由于其在火灾情况下，可减轻烟雾影响，值得推广和普及。

8 结语

任何技术标准都不能脱离空间和时间的外部条件， 包括国情、文化、科研、认知、年代等，以上种种不同造成了国内外标准的差异，要用尊重和包容的态度对待这种差异，从发掘和学习的视角来审视这种差异，从实践和应用的角度去利用这种差异。差异中也存在着共性，即认真严谨的态度、思考问题的全面化、细节落实的精细化和对真理的执着追求，这是值得每一位工程技术人员秉承和坚守的正义。