智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

張小亮 邢臺(tái)市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

1 前言

智能系統(tǒng)是一種基于網(wǎng)絡(luò)信息和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的新型管理技術(shù)。在使用過程中，可以根據(jù)照明系統(tǒng)內(nèi)部傳感元件的數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)故障的風(fēng)險(xiǎn)，并通過信號(hào)定位等措施將特定條件提交給維護(hù)平臺(tái)。同時(shí)，更容易通過處理器識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并調(diào)整每個(gè)區(qū)域的電源關(guān)系。以確保建筑物電氣系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

2 智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的概述

建設(shè)工程中的智能消防應(yīng)急照明的安全和功能性，直接影響人們對(duì)防火的認(rèn)知。照明效果不足不僅不利于及時(shí)疏散人群，而且還會(huì)增加受傷人數(shù)。只有通過智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)，才能完全有效地改變這種現(xiàn)象，以保障正常的電氣操作，指導(dǎo)人們正確的逃生方向，避免在人群中造成不必要的傷害，保證人員的安全和迅速撤離。并為消防提供更有效的防火預(yù)警信息，使建筑可以根據(jù)其布置好的方式逃離危險(xiǎn)區(qū)域。與傳統(tǒng)應(yīng)急照明系統(tǒng)相比，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)更加人性化，并具有獨(dú)立的供電系統(tǒng)，可以與建筑物的電力配合完成照明工作。最重要的是，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的燈具和系統(tǒng)易于維護(hù)[1]。

3 智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)理念

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的總體控制設(shè)計(jì)包括兩部分，第一部分是無火情況下的系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，另一部分是發(fā)生火災(zāi)時(shí)的系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電源、線路和通信等之前，應(yīng)根據(jù)建筑布局的實(shí)際情況和基本單元等（如消防火分區(qū)和樓層）設(shè)計(jì)一個(gè)完整的應(yīng)急疏散圖方案，該方案包括特定的疏散路線、疏散方向、指示器運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容。遵循最短路線的疏散原則和避險(xiǎn)原則，也要注意消防應(yīng)急照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的有效結(jié)合，并加強(qiáng)整體智能設(shè)計(jì)。

3.2 系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是智能設(shè)計(jì)，能否實(shí)現(xiàn)多種高級(jí)功能與智能設(shè)計(jì)有關(guān)。智能設(shè)計(jì)集成了應(yīng)急照明系統(tǒng)，整體構(gòu)建了電氣消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感器設(shè)備、溫度控制芯片等，并建立了應(yīng)急照明系統(tǒng)控制中心，以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 電源設(shè)計(jì)

電源設(shè)計(jì)是智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。通常情況下，建筑的智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)可以選擇兩種供電方式：—種是獨(dú)立式供電，另一種是集中式供電。智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的電源必須具有專用的消防電源電路，以便系統(tǒng)即使在發(fā)生火災(zāi)時(shí)電源無法正常工作的情況下，也能有效運(yùn)行并向人們提供連續(xù)照明[2]。智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的終端還配備有自動(dòng)開關(guān)裝置，其目的是在緊急情況下隨時(shí)為電池供電，以確保持續(xù)照明。

3.4 線路設(shè)計(jì)

智能應(yīng)急照明系統(tǒng)相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)必須確保照明分布層、控制層和照明層分開。根據(jù)設(shè)置的規(guī)格，需要確保智能緊急照明系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時(shí)能夠正常工作。電路設(shè)計(jì)必須確保多個(gè)備用電路電源的獨(dú)立性，在緊急情況下，即使電源中斷，也可以保持相應(yīng)的應(yīng)急照明功能，以及時(shí)引導(dǎo)被困人員。電路設(shè)計(jì)與其他功能設(shè)計(jì)不同。它應(yīng)該是有效和實(shí)用的。同時(shí)，電路設(shè)計(jì)是智能應(yīng)急照明系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要保證。

3.5 照明設(shè)計(jì)

根據(jù)《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的終端照明設(shè)備必須具有可通過控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的快速啟動(dòng)功能。在高風(fēng)險(xiǎn)的建筑工地，應(yīng)急照明燈的應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)間不應(yīng)超過0.25s。其他建筑物不應(yīng)超過5s。在選擇照明設(shè)備時(shí)，主要采用節(jié)能光源的LED照明，光源的色溫不得低于2700K。終端照明設(shè)備的安裝方法包括吊架、墻壁裝飾、地面照明設(shè)備等，其中壁掛和地面照明設(shè)備必須具有內(nèi)置盒，并且具有很強(qiáng)的耐水性和耐磨性。防護(hù)等級(jí)控制合理，以確保這些燈在外力作用下保持相對(duì)穩(wěn)定并延長(zhǎng)其使用壽命。市場(chǎng)上最常見的應(yīng)急照明設(shè)備的額定電壓為24V或36V。其中，散光照明的功率應(yīng)在5W～10W范圍內(nèi)調(diào)整，標(biāo)記照明的功率應(yīng)在1W～3W，以合理降低應(yīng)急照明系統(tǒng)的工作功耗[3]。

3.6 通信設(shè)計(jì)

為了提高建筑電氣工程設(shè)計(jì)工作的效率，在智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的運(yùn)行條件下，有必要建立科學(xué)合理的應(yīng)急照明系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，并選擇先進(jìn)的通訊技術(shù)設(shè)計(jì)方法來全面提升設(shè)計(jì)水平。當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸報(bào)警信號(hào)，并通過設(shè)備全方位監(jiān)控，以確保其符合時(shí)代發(fā)展的需求，并能滿足建筑電氣設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)。

4 智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用原理

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)采用集中控制方式，疏散指示標(biāo)志覆蓋了建筑物內(nèi)的所有疏散線路、出口。在日常情況下，應(yīng)急照明控制器會(huì)調(diào)節(jié)疏散燈和標(biāo)志燈的工作狀態(tài)，并將收集到的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)较乐行模源_保應(yīng)急照明系統(tǒng)始終處于正常和可用狀態(tài)[4]。發(fā)生火災(zāi)后，警報(bào)信息將盡快發(fā)送到控制器，并且控制器將數(shù)據(jù)庫歷史信息與接收到的火災(zāi)信息結(jié)合起來，以規(guī)劃最佳逃生路線并調(diào)整應(yīng)急燈的運(yùn)行狀態(tài)。調(diào)整后，疏散指示燈向安全疏散出口的方向閃爍，以引導(dǎo)建筑物內(nèi)的人員有序疏散。在疏散過程中建筑物著火情況發(fā)生新的變化時(shí)，控制器可以及時(shí)做出響應(yīng)，以重新調(diào)整確定最佳的逃離路線。

4.2 應(yīng)用功能

4.2.1 預(yù)警功能

最新的智能應(yīng)急照明系統(tǒng)不僅增加了各種應(yīng)用功能，而且還幫助被困人員在緊急情況下實(shí)現(xiàn)有效的自救。近年來，應(yīng)急照明設(shè)施的功能迅速增強(qiáng)，以應(yīng)急照明為核心的各種產(chǎn)品創(chuàng)新和開發(fā)正在進(jìn)行，引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。例如，在廣州的一棟建筑物中進(jìn)行了一次火災(zāi)預(yù)警演習(xí)，智能照明系統(tǒng)的照明設(shè)施配備了可與智能照明設(shè)備有效連接的紅外熱源預(yù)警裝置，整個(gè)建筑物都覆蓋有無線網(wǎng)絡(luò)連接器。如果熱源超過室溫，則預(yù)警設(shè)備的閾值將繼續(xù)檢測(cè)該熱源。如果超過該閾值，則可以將熱源信息發(fā)送到建筑物管理控制中心進(jìn)行預(yù)警；如果發(fā)現(xiàn)超過兩個(gè)超過法定系統(tǒng)的預(yù)警設(shè)備，則將熱源與建筑物火災(zāi)預(yù)警設(shè)備結(jié)合起來以進(jìn)行緊急通知，從智能照明系統(tǒng)觸發(fā)警報(bào)。智能照明系統(tǒng)的預(yù)警功能是傳統(tǒng)單一預(yù)警設(shè)備的有效結(jié)合，不僅可以避免單路徑覆蓋不完全的問題，還可以在緊急情況下連接照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)緊急問題的有效預(yù)警。

4.2.2 引導(dǎo)疏散

智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的疏散功能是對(duì)傳統(tǒng)照明疏散功能的大幅度升級(jí)改造。首先，它可以與內(nèi)置電源或備用電源結(jié)合使用，以在借助光源指示燈關(guān)閉建筑物后將其關(guān)閉。在發(fā)出疏散警告的同時(shí)，它可以避免現(xiàn)有電路系統(tǒng)中因停電而引起的問題。其次，智能應(yīng)急照明設(shè)備具有防止煙塵的作用，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)用開啟警示燈，幫助被困人員逃離火場(chǎng)。此外，在高層建筑中，智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的疏散功能可引導(dǎo)被困人員可以逃到消防走廊，這方便了消防人員進(jìn)行相應(yīng)的救援行動(dòng)。因此，現(xiàn)代智能應(yīng)急照明系統(tǒng)不僅是一般的照明顯示功能。隨著科技和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，還可以利用大數(shù)據(jù)、人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)有效的逃生路線分析，并提供最佳的逃生路線。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大多數(shù)人往往對(duì)光源敏感，具有趨向性。因此智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的疏散指示功能可以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供最佳的疏散策略。

4.3 智能應(yīng)急照明系統(tǒng)在工程中的具體應(yīng)用

4.3.1 寫字樓中的應(yīng)用

主控制界面可以控制建筑物的所有樓層上的場(chǎng)景，只需單擊就可以切換所有樓座的場(chǎng)景。也就是說，每個(gè)樓層都有自己的子控件以及自己的場(chǎng)景控制平面，在此界面上，可以看到場(chǎng)景變化時(shí)的電燈開關(guān)和單個(gè)控制按鈕。每個(gè)樓層電梯都配備有運(yùn)動(dòng)傳感器，并且僅在模式為夜間模式時(shí)才激活運(yùn)動(dòng)傳感器功能，并且在打開運(yùn)動(dòng)傳感器時(shí)，也會(huì)激活安裝在每個(gè)房間門中的重置面板。當(dāng)人從1樓大廳或負(fù)1樓車庫進(jìn)入電梯大廳時(shí)，電梯大廳和走廊燈會(huì)打開。進(jìn)入電梯后，如果傳感器未檢測(cè)到任何傳感器，則將延遲60s到達(dá)該樓層。指示燈自動(dòng)熄滅。當(dāng)有人到達(dá)該樓層時(shí)，電梯門將打開，運(yùn)動(dòng)傳感器會(huì)檢測(cè)到該人并自動(dòng)打開該樓層的電梯大廳和走廊中的燈，并且當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入辦公室時(shí)，該樓層的照明會(huì)自動(dòng)延遲100s。人離開時(shí)，關(guān)閉電源并按門上的重置面板，走廊燈將重新打開。當(dāng)進(jìn)入電梯廳時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳感器會(huì)檢測(cè)到人并打開電梯廳的燈。人離開100s后，它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

4.3.2 地下車庫中的應(yīng)用

例如某建筑中，將在地下一層、二層車庫，裙房一層～五層的步行街、百貨電影城等公共場(chǎng)所安裝智能消防照明緊急疏散系統(tǒng)。采用的智能疏散照明系統(tǒng)由控制器主機(jī)，智能控制疏散標(biāo)志燈和應(yīng)急照明燈組成。控制器主機(jī)位于地下一層的消防室中，以監(jiān)控每個(gè)區(qū)域中的燈。疏散標(biāo)志和照明燈的電源由靠近火室的應(yīng)急燈雙配電箱供電。所有區(qū)域都通過一對(duì)通信信號(hào)線連接到網(wǎng)絡(luò)。建筑整體使用智能控制器主機(jī)讀取消防系統(tǒng)的煙霧和溫度探測(cè)器信息，并將每個(gè)警報(bào)探測(cè)器用作智能疏散連接計(jì)劃的觸發(fā)信號(hào)。可調(diào)節(jié)的疏散和出口指示燈始終亮著，當(dāng)連接了火源時(shí)，頻閃功能、語音指導(dǎo)功能和燈的方向由總操作指令控制。

5 結(jié)束語

總而言之，智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)歷了很大程度的變革和創(chuàng)新。新技術(shù)的應(yīng)用為應(yīng)急照明系統(tǒng)增加了許多輔助功能。通過逐步升級(jí)，對(duì)現(xiàn)有照明系統(tǒng)進(jìn)行新的改進(jìn)，不僅可以提高照明系統(tǒng)的安全性，還可以減少不必要的損失和影響。因此，有必要關(guān)注智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)，并使用智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)來幫助人們迅速撤離和逃生。在實(shí)際的智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電路、燈、電源和通信是重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，只有確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，才能確保系統(tǒng)整體功能充分有效的發(fā)揮。