民用建筑中的應急照明設計

民用建筑中的應急照明設計

新疆兵團勘測規劃設計研究院建筑設計分院 石河子市 832000

石河子市規劃設計研究院有限公司 石河子市 832000

摘 要 近年來，建筑行業發展日新月異。在民用建筑工程設計中，為保證建筑物及內部人員的安全，我們采取了許多措施，而完善、可靠的應急照明系統是其中一個十分重要的組成部分。本文分別從概念、光源選擇、電源選擇、控制、回路組織、線路敷設及保護幾個方面對民用建筑中應急照明的設計進行了論述。

關鍵詞 應急照明；民用建筑；應急電源裝置；可靠性

隨著城市建設的發展及人民生活水平的提高，人們對新建的各類建筑在舒適性、安全性等方面提出了比以往更高的要求，而其中安全性是一項非常重要的指標，因為這是與人的生命安全息息相關的。

為保證建筑物及內部人員的安全，需要采取許多措施，而應急照明系統則是一個相當重要的安全設施。當建筑物在發生火災或其它災害的情況下，只有具備良好完善的應急照明系統，才能保證建筑物內人員的安全和及時疏散，并有利于救援工作的順利進行，從而最大限度的減少人員的傷亡、降低財產的損失。大量的實例證明，當災害發生時，建筑物內有無良好的應急照明系統是有很重要的關系的。下面以火災為例加以說明：在火災發生時，為防止觸電及通過電氣設備、線路擴大火勢，我們需要切斷相關區域內的非消防電源，若此時沒有應急照明，人們在黑暗中勢必會更加驚慌，同時加上煙氣的作用，如身處險境的人們無法及時找到疏散出口，則會引起更大的不必要的傷亡。由此可見，良好、完備的應急照明系統是整個建筑中一項不可缺少的重要安全設施。

1.應急照明的概念

應急照明概念在《建筑照明設計標準》GB50034-2004第2.0.18中的解釋是“因正常照明的電源失效而啟用的照明”，應急照明包括疏散照明、安全照明、備用照明。其作用是在火災發生時能夠提供照明和疏散引導，使人們能夠安全撤離危險區域或建筑物，并且在火災發生的過程中替代停止工作的正常照明而提供照度保證，以確保重要場所的工作能夠繼續進行。大型的公共建筑、工業建筑、高層建筑等都應設置獨立的應急照明系統，以保證人身和設備安全，減少損失。

1.1 應急照明按照用途可分為三類：

（1）疏散照明：用于確保疏散通道被有效地辨認和使用，以保證人員在事故時能快速而安全地離開建筑物所設立的照明。疏散照明在疏散通道地面上提供的照度應不得小于0.5lx。此外，在安全出口和疏散通道的明顯位置還應設置標志指示燈；

（2）安全照明：用于確保處于潛在危險場所（如手術室）的人員安全而設置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不應小于正常照明系統提供照度的5％；

（3）備用照明：用于確保正常活動繼續進行（如消防控制室）而設置的照明。備用照明往往由一部分或全部由正常照明燈具提供，其應急電源主要應來自兩個級別的電源：電網電源和自備電源（發電機或集中蓄電池），照度一般不應小于正常照度的10％。

1.2 應急照明轉換時間

應急照明在正常電源停止供電后，其備用電源供電轉換時間應滿足：疏散照明、備用照明≤5s（金融商業交易場所≤1.5s）；安全照明≤0.5s。

1.3 應急照明持續工作時間

疏散照明：按《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）規定，應急持續工作時間不應小于30min；按《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95，2005年版）規定，應急持續時間不應小于20min，高度超過100m的高層建筑不應小于30min。

安全照明和備用照明：其應急持續工作時間應根據該場所的工作或生產操作的具體需要確定。

1.4 應急照明的設置

應急照明的設置場所在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》中均有明確的規定，消防規范的約束是強制性的，所有工程設計都必須按規范的要求執行，本文不再贅述。

2.合理選擇光源及燈具

在進行應急照明設計時，常采取“應急照明兼作正常照明并與此同時使用”的這一形式，這就要求在選擇光源時除考慮消防使用外，還要有良好的光環境——照度和顯色性能適宜，亮度分布合理，視野舒適。同時，應考慮到合理使用資金和節約能源，全面考慮到經濟、美觀、安全、方便實用、便于維護等因素。

根據CIE及相關標準，我國設計標準GB17945-2000《消防應急照明燈具》5.16中規定：使用熒光燈作為光源的消防應急燈具不應將啟輝器接入應急回路。要求燈具及光源應具備“快速啟動”和“寬電壓啟動”的特性，因此，適合于應急照明的光源主要有白熾燈、碘鎢燈、電子鎮流器熒光燈、LED及場致發光光源等。高強氣體放電燈及電感鎮流器熒光燈由于啟動不可靠，不應作為應急疏散照明燈使用；白熾燈因其壽命短、能效低，建議只用在點燃時間短，開關頻繁的場所使用；熒光燈及新型的LED燈作為顯色指數高、壽命長、節能、高效的光源，應作為首選光源。

應急照明燈具應設玻璃或其它非燃燒材料制作的保護罩，裝設在地面上的疏散指示燈應防止被重物或受外力所損傷。

3.選擇供電電源

目前應急照明的供電電源主要有以下幾種形式：

3.1 自電網引來兩路獨立電源

這種供電方式要求從外部引來兩路獨立的電源，以確保一路電源故障時，另一路電源仍能可靠的繼續工作。這種方式對供電容量、時間不受限制。然而，由于電力資源緊張等多種原因，絕大多數建筑物要想從市政獲得兩路可靠的獨立電源有一定困難。

3.2 發電機組

這種供電方式要求發電機組具有自啟動功能，啟動時間應小于15S，它對供電容量、時間不受限制，但是電源轉換時間相對較長（10S左右），不能用于對轉換時間要求較高場所的應急照明。

3.3 蓄電池組

這種供電方式可靠性高、轉換迅速（0.02～0.5S）、適用性強、線路及系統簡單，而且使用靈活，投資較小，因此在很多建筑物中，都選用蓄電池組作為應急照明的備用電源。但供電容量、時間相對受到限制。

目前蓄電池供電有兩種形式：一種是獨立式供電，即每個應急燈自帶備用蓄電池裝置，市電正常時蓄電池處于浮充電狀態，正常電源切斷時，備用電源自動投入，應急燈自動點亮。這種方式一次性投資較少，但整個應急照明系統中的電子元器件的數量多，故障率相對較高，而且由于備用蓄電池放置分散，維護工作量及難度大，同時，系統工作的可靠性也難以保證。另一種是集中式蓄電池（EPS）供電，它是用一套集中的整流器、充電器、逆變器、蓄電池組及控制裝置組成的電源裝置，作為供電系統的備用應急電源，應急燈具本身不帶蓄電池與普通照明燈具無異。這種供電方式雖然一次性投資相對較高，但卻大大降低了維護費用和工作量，同時也保證了系統工作的可靠性。

根據應急照明的概念及應急照明應設置的場所，我們發現：應急照明既要滿足作為照明的一般要求，又要滿足應急作用的特殊要求，既要在緊急狀態下照明，同時又要保證常年安全、可靠地處于良好的應急狀態。這除了選擇合適的光源外，選擇安全、可靠、耐用的應急電源是至關重要的。

4.應急照明控制方式

在非正常狀態下，當正常照明切斷時，應同時使相關應急照明投入強迫點亮狀態，并能可靠地實現內電源間的聯鎖轉換。最終使建筑物中持續式燈具保持常亮狀態，非持續式燈具及可控方式燈具直接點亮，且控制燈開關處于失控狀態，從而達到完全自動應急照明的目的。

應急照明的控制方式比較多，不同工作形式下的應急燈具控制方式如下：

下圖中L和L+分別為主母線和消防強切母線。市電正常情況下，電池處于浮充電狀態，所有負荷由市電供電，此時L母線有輸出，L+母線無輸出；市電故障但非火災情況下，所有負荷由備用蓄電池組集中供電，此時，母線電源情況與市電正常情況下相同；在發生火災情況下，應急照明受消防聯動控制，KM閉合，L+母線帶電，所有疏散照明自動點亮。

4.1 持續式（常亮式）

這種方式一般不需要控制，接線簡單，但浪費能源，縮短光源使用壽命，適用于小功率的燈光疏散指示標志和無自然采光且經常有人停留或經過的場所，以及應急照明兼作值班照明的場所。上圖中WE3回路屬于常明控制方式。

4.2 應急半可控方式

樓梯間、消防電梯間及前室、公共建筑內走廊等火災疏散通道照明多采用這種控制方式。這種應急照明一般由正常照明兼作，非消防情況下由就地安裝的蹺板開關分散控制，一旦發生火災則由消防聯動控制強制點亮，且就地控制開關處于失控狀態，保證人員安全疏散，上圖中WE1回路屬于這種控制方式。

實現這種控制要求的面板開關主要有以下幾種：

（1）單極雙控蹺板開關：兩個相線端子分別接L線和L+線，平時L+線不帶電，此時雙控開關作用同普通的單極單控蹺板開關；火災時L線和L+線均有輸出，雙控蹺板開關失控，受控應急回路強制點亮。平時使用時正常照明需要持續點亮的場所（如大空間商場、公共建筑內走廊等）常選擇使用這種開關。

（2）帶應急端電子延時開關：觸發方式有按鈕式、觸摸式、聲光控及紅外控制等，這種開關都帶有一個消防端口，接消防系統L+線。火災時L+線帶電，受控應急回路強制點亮。平時使用時正常照明不需要持續點亮的場所（如樓梯間和不經常有人走動的走廊等）常選擇使用這種開關。

4.3 應急可控方式

消防控制室、消防泵房等與消防相關的場所火災時要保證正常工作，因此，正常照明燈具在火災情況下，全部作為應急照明使用。由于這些場所由專人負責管理，他們對房間的環境、開關位置都熟悉，因此，這些場所應急照明的控制方式可以采用普通蹺板開關就地控制，上圖中WE2回路屬于這種控制方式。

4..4 應急自身控制方式

上述應急可控和應急半可控方式都屬于消防聯動控制。在一些中小型工程中，由于不設消防報警及聯動控制系統，故不能聯動集中式應急電源裝置（EPS），這時則采用自帶蓄電池的應急燈具。

以上幾種控制方式在設計過程中，應根據建筑物的功能、特點、用戶要求等合理選擇，使之在滿足消防規范要求的前提下，達到控制方便，節能、經濟等目的。

5.回路組織

5.1 火災應急照明設備設專用供電回路；每個防火分區設獨立的應急照明回路。

5.2 在采用分散供電時，在各層（或最多不超過3~4層）設置專用消防配電箱；并在配電箱處實現雙電源的自動切換。

5.3 疏散照明采用帶蓄電池的應急照明燈時，正常供電電源可接自本層（或本區）的分配電箱的專用回路，或接自本層（或本區）的專用消防配電箱。

5.4 疏散照明和備用照明回路宜分開，該回路上不應設置插座。

5.5 為便于管理和控制，樓梯間照明可采用豎向配電，接應急照明電源。

6.線路敷設和保護

為保證應急照明正常使用，對應急照明供電線路在敷設時要采取必要的防火措施，通常采用的措施有以下幾種：

6.1 線路采用防火電纜或耐火電纜、電線。

6.2 導線或電纜穿鋼管保護，并暗敷在非燃燒體結構內，且保護層厚度不小于30mm。

6.3 在明敷的場所，穿線鋼管或金屬線槽刷防火涂料。

6.4 應急照明系統的分支線路不跨越防火分區，分支干線不跨越防火分區。

6.5 應急照明采用專用回路，其配電設備應設有明顯標志。

7.結論

在實際工程中，應急照明設計應根據建筑物的層數、規模大小、復雜程度、建筑內停留和流動人員的多少、建筑物內的生產和使用特點、火災危險程度及建筑物的重要程度，以及其它應急電源的設置情況等綜合考慮并進行技術經濟分析比較，選擇出最優的應急照明設計方案，使得建筑中的應急照明系統能在災害發生時，為減少人員的傷亡降低財產的損失發揮出它應有的作用。

參考文獻：

[1] 《建筑照明設計標準》 GB50034-2004

[2] 《建筑設計防火規范》 GB50016-2006

[3] 《民用建筑電氣設計規范》 JGJ16-2008

[4] 孫景芝主編 《電氣消防》 北京：中國建筑工業出版社，2000