建筑电气智能应急照明系统设计和应用

张 旭

(兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730030)

0 引 言

无论是在何种建筑施工中，应急照明系统都是建筑电气设计的重要环节，系统的设计与应用不仅为施工现场的安全性提供基础保障，还解决断电事件发生时的紧急照明问题。受经济及技术发展的影响，建筑工程施工的智能化水平逐步提高，且电气应急照明系统逐渐实现了智能化转型目标。不同于传统的应急照明系统，智能化系统反应更加灵敏，且应急照明效率更高，效果更好。为此，各建筑企业应该重视智能应急照明系统的设计与应用。

1 建筑电气智能应急照明系统相关概述

1.1 组成及原理

智能应急照明系统的组成较为复杂，具体包括蓄电池应急照明配电箱或应急照明集中电源(集中控制型系统用)、疏散指示灯具、控制主机应急照明控制器、智能消防应急照明灯具以及通信设备等，系统的设计应用具有快速分析火灾情况以及发展趋势的作用。在建筑施工中，该系统的应用有助于疏散线路的优化，有助于指引人员快速疏散。

其系统工作原理为：当有火灾发生时，消防控制室会收到火灾信号，待信号确认之后，智能应急照明系统会自动启用，建筑室内所有需要疏散空间的应急照明指示灯都会自动亮起，此时的疏散指示灯会以光流的形式指引人员精准找到安全疏散通道及出口进行快速撤离。

系统逃生逻辑：①在避开火灾区域的情况下就近选择疏散安全出口；②指引人员远离火灾区域；③引导人员快速找到正确安全逃生出口，以此缩短逃生时间。

1.2 应用特点

1.2.1 安全性

建筑施工或是竣工使用阶段，受诸多因素影响，火灾事故的发生在所难免，此时集中电源集中控制型消防应急照明和疏散指示系统，由消防联动控制器联动消防应急照明配电箱实现。当确认火灾后，由发生火灾的报警区域开始，顺序启动全楼疏散通道的消防应急照明和疏散指示系统，系统全部投入应急状态的启动时间应≤5 s[1]。确认火灾发生时，切断火灾区域及相关区域的非消防电源的功能，当需要切断正常照明时，宜在自动喷淋系统、消火栓系统动作前切断。打开疏散通道上由门禁系统控制的门和庭院电动大门的功能，可以在遵循就近原则的基础上精准指导人员进行疏散，避免疏散秩序混乱，延误人员撤离时间。如若火灾较大，且蔓延速度较快，智能应急照明系统设计应用的精准性可以指导人员在最佳撤离时间内远离火灾现场，以此尽可能降低人员伤亡，减少不必要的经济损失。另外，安全性是智能应急照明系统设计应用的基础特点，其主机具有精准规划疏散路线的功能，可以在最短时间内依据火灾情况规划出最佳逃生路线，以此有助于提高人员生命安全。另外，该系统的安全原理是指引人员避开危险区域，就近选择逃生出口，并利用疏散指示灯引导人员顺利逃离事故现场[2]。

1.2.2 智能化

智能应急照明系统的最大特点是智能化，即系统的设计应用较为灵活，且具有较强的适应性，能够依据安全事故实际情况做出最佳逃生指示，以此保证人员生命安全。同时，该系统具有自行设定运行情况的功能，可以依据用户需求适时调整部分系统功能设定，以此满足用户的不同需求。例如在商用建筑工程中，该系统会在晚间自动转变成为夜间工作模式，在无人区域内，系统的自动探测功能会将该区域相关照明设施进行关闭，以免产生无用的电力消耗。同时，该系统还可以根据各区域人员分布情况以及照明需求等合理调整区域灯光亮度，也可以根据自然光强度适时调整灯光亮度。另外，该系统不易发生运行故障，且日常维修较为便利，管理人员需要定期进行系统优化与升级即可。

2 建筑电气智能应急照明系统应用分析

2.1 传统系统

传统应急照明系统对于各系统的控制较为独立，在建筑电气管理工作中系统的应用缺少统一性，即针对于各灯具以及相关电气设备的控制缺乏集中性，一旦发生火灾安全事故，系统运行速率较慢的同时，还可能无法再在最短时间内为人员提供安全疏散指示。①从传统系统的灯具角度进行分析，系统设计缺少报警信号的传输环节，当有火灾发生时，系统可能无法快速及精准的发出预警提示，此种预警延迟的现象会缩短人员最佳疏散时间，增加疏散危险性；②根据《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019中13.6消防应急照明系统设计13.6.1条文说明-关于安装高度距地面8 m及以下的疏散照明灯具采用直流24 V或36 V电源，既可以规避触电风险，又可以保证疏散照明供电正常；③从系统灯具电池的角度进行分析，灯具电池独立于灯具之外，需要实时更换与维修，其可能会增加维护成本[3]。

2.2 智能系统

不同于传统系统，智能系统属于升级版，其设计应用优势有：①精准性，系统设计应用的集中化水平较高，且统一管控能力较强，可以精准预判火灾发生以及分析火灾情况等；②安全性，在未发生安全事故时，智能系统是建筑电气应用安全性的基础保证，而在发生安全事故时，智能系统可以提高人员疏散的安全性，并可以有效防止其他安全事故的发生；③高效性，当火灾发生时，人员的逃生欲望较为强烈，火灾现场在人员较为恐慌以及焦躁不安的情况下，快速完成人员的疏散工作存在较大难度，此时智能应急照明系统启用，人员的第一反应是按照灯光指示进行疏散，不仅可以减少人员疏散的盲目性，还可以提升人员疏散效率，加之系统智能语音的提醒，可以极大的提高人员疏散效率，保证人员疏散的安全性[4]。

3 建筑电气智能应急照明系统设计应用

3.1 整体结构

3.1.1 设计

系统结构的设计需要注重智能化技术的应用，同时还需要互联网技术的支持。该系统的结构设计分为两部分，一部分是通信结构设计，另一部分是回路结构设计。前者，通信结构设计可以为智能应急照明系统运行的高效性提供保证，有助于强化系统内各联动性系统之间的关联性，以便于在火灾发生时，各系统能够协调合作，确保智能应急照明系统迅速反应迅速的同时，及时发出火灾预警信号，提醒人员尽快撤离[5]。当有火灾发生时，各系统会自动接收火灾信号，并将信号统一传输至中央控制器，由其对火灾及人员疏散进行监控。后者回路结构设计，设计人员需要重点依据智能系统整体特点进行设计，并设置独立的电力供应装置，以便于为智能应急照明系统的长时间运行提供持久电力支持。同时，回路结构设计需要设计专用回路。

3.1.2 应用

依据国家相关规定，建筑工程施工中需要安装智能应急照明系统，系统的主机设备需要设置在消防管控控制室内，而在建筑各层走廊以及楼梯位置等需要安装兼具照明以及语音提示功能的智能照明指示灯，以便于及时应对各种安全事故。若火灾事故发生，该系统指示灯可能会出现频繁闪烁现象，而语音助手会进行语音播报，以此提醒工作人员做好防护的同时，抓紧时间进行撤离。针对于大型商场类建筑，其室内主干道区域还需要设计地面指示灯，以便于为安全事故发生时人员的快速撤离提供有效指示[6]。此外，针对于系统中通信结构的应用，不仅可以高效传递火灾信号，还可以触发报警系统，并依据信号传输情况对各应急照明指示灯进行科学控制。

3.2 层次化设计应用

3.2.1 设计

建筑施工中，层次化设计主要是指将各电器以及照明系统分为3个层次：①灯具层次设计。设计人员需要依据设计相关要求以及建筑施工要求等，在建筑安全出口以及疏散通道等位置设计指示灯具，同时还需要设计消防应急照明灯具。在安全出口处，灯具位置的设计需要在门的正上方中间位置，灯具最下端与门框间距需要控制在10 cm左右。如若是高度>54 m的住宅建筑或高层库房，又或者是甲、乙、丙类单、多层厂房等，灯光疏散指示标志应设置在安全出口和人员密集场所的疏散门的正上方。与此同时，还应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0 m以下的墙面或地面上，灯光疏散指示标志的间距应≤20 m，对于袋形走道，应≤10 m，在走道转角区，应≤1.0 m，如若建筑楼层的通道较长，则指示灯之间的间距应控制在20 m左右[7]；②配电层次灯具设计。其重点是明确供电支路数量及位置，合理布设集中性电源；③控制层次设计。如若只有一台控制器，其需要布设在消防控制室内，若有多台，可以进行分散式布设。

3.2.2 应用

从层次化设计应用的角度进行分析，智能应急照明系统的设计可以更加专业化以及系统性等，系统应用可以依据建筑施工特点以及施工要求等合理布设应急照明灯，并注重相关灯具及电力供应设备的日常维修，有助于安全隐患及早发现的同时，还可以加强系统防护能力，减少事故发生时的不必要损失[8]。与此同时，层次化设计应用可以为系统运行过程中各层次的高效运行提供基础保障，有助于提高系统运行效率，有助于智能应急照明系统应用价值的充分发挥。

3.3 系统疏散功能

3.3.1 设计

智能应急照明系统的设计与应用目的在于，在安全事故中正确指引人员安全撤离事故现场，进而系统设计中还包括疏散功能的设计，为提高人员疏散效率，设计人员需要对系统的疏散功能进行完善。①检测部分的设计，设计人员需要注重对灯具连接情况以及电源运行情况进行动态化实时监测，重在提升系统运行各安全隐患的检测水平以及检测质量等[9]；②在智能化控制方面，智能系统可以根据安全事故发生的实际情况自动规划疏散路线，随后通过对应急照明指示灯的科学控制以及远程语音提示的发出等引导人员进行紧急撤离。与此同时，依据事故发展趋势，系统可以在电源切断的情况下自动开启照明模式，以此避免人员在疏散期间出现磕碰或踩踏事故等；③智能报警方面的设计。报警设计主要是指系统在接收报警信号之后会通过联动的形式发出警报，提醒人员及时疏散的同时，还可以为人员疏散提供相关提示。

3.3.2 应用

针对于系统中疏散功能的设计，需要诸多设备支持，例如主分配电设备、应急照明控制器设备、消防应急灯具设备、集中电源设备以及终端分配电设备等。当有火灾发生时，系统主机部分的照明灯控制器会自动发送火灾信号，随后信息在系统内部经过逻辑计算之后会转化成疏散指示路线，此时人员仅需跟随照明指示灯箭头所指方向进行有序撤离即可。在此期间，借助通信结构的设计与应用，主分配电箱可以完成部分信号的传输任务，进而可以传达对语音系统启用的操作指令。同时，智能系统中主分配供电设备与终端分配设备的运行都需要由总配电箱进行控制，且建筑各楼层都需按使用需求要安装分配电箱，其不仅具有电力供应的作用，还具有信号传输的作用。除此之外，应急照明灯具的电力主要来自于配电箱，配电箱中各线路的科学设计可减少电力故障发生概率，并且可以为照明指示灯的长时间亮起提供充足、稳定电源，以此助力系统疏散功能的发挥[10]。

4 结 语

智能应急照明系统的设计与应用，是建筑工程向智能化方向发展的重要表现，也是提高建筑智能化发展水平的重要途径，该系统具有安全性以及智能化等特点。当安全事故发生时，人员的逃生意识较为强烈，此时应急照明系统的设计与安装可以为人员指引逃生方向，以便于人员能够在最短时间内有序撤离事故现场，减少人员伤亡。此外，智能应急照明系统的设计较为复杂，建筑企业需要加强人员培训，以此保证系统设计与应用质量。