一類高層住宅建筑消防應急照明系統的設計

王麗萍

（廈門市上城建筑設計有限公司）

0 引言

應急照明作為民用建筑照明設施的一部分，其目的是在正常照明失效或火災等緊急狀態下為人員疏散提供照明和正確的疏散引導，以達到縮短人員疏散時間，保證人身安全、消防作業的繼續進行。根據GB 51309－2018 《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（以下稱《技術標準》）新標準的執行，本文以19D702－7《應急照明設計與安裝》（以下簡稱《應急照明》）標準為依據，進行建筑應急照明具體設計的闡述，以期促進應急照明系統更好的發揮其作用。

1 應急照明系統的選擇

《技術標準》對不同類型建筑的應急照明系統設置提出不同要求，如工程未設置消控室，但有設火災報警則依據標準要求宜選用集中控制型系統；若工程根據實際情況設有消控室，則需按標準要求選用集中控制型系統。根據《建筑設計防火規范》GB50016－2014（以下稱《防火規范》）8.4.2 條規定，一類高層的公共部位應設置自動報警設置系統，且一類高層均需進行消防電梯的設置，消防風機、消防水泵等需要消防聯動的消防設備，根據《火災自動報警系統設計規范》3.2.1 條相關規定不僅需要報警，同時需要聯動自動消防設備的火災自動報警系統應采用集中報警系統且應設置控制室。因此一類住宅建筑應選擇集中控制型消防應急照明和疏散指示系統。

2 燈具的設計

消防應急燈具（以下簡稱燈具）發揮著至關重要的作用，不僅為消防作業的開展提供照明，亦為人員疏散提供正確的疏散指示。作為構成消防應急系統中的主要現場部件，燈具的設計尤其是燈具的布置直接決定系統的架構形式。因此，按照《技術標準》的設計思路，系統確定后，首先應以疏散單元為單位進行燈具的設計。燈具的設計包括消防應急照明燈具（以下簡稱照明燈具）的設計和消防應急標志燈具（以下簡稱標志燈具）的設計。燈具的設計主要包括燈具的選型、燈具設置部位的確定和燈具的布置。

2.1 燈具選型

《技術標準》3.2.1 條對燈具的選擇做了詳細的規定，根據《技術標準》要求設置在8 米及以下的消防應急燈具應選擇A 型消防燈具。而針對B 型燈具的應用，適用于不具備消控室的樓梯間、疏散通道中。同時，標準《電流對人和家畜的效應》GB/T 13870.5－2016 規定了不同工況下引發的心室纖維顫動現象接觸電壓閾值。若采用交流供電形式維持燈具運行，電壓閾值在AC 20V 時接不會引發心室顫動現象；若采用直流供電形式維持燈具運行，閾值在DC 68V 時電壓接觸不會引發心室纖維性顫動現象。同時，消防應急燈具的應用因《技術標準》提出，對其安全電壓提出更為嚴格的標準，將消防應急燈具電擊防護的安全電壓閾值限定為DC36V。

一類高層住宅建筑層高一般為3m 且大部分空間均在8m 以內，具有吊頂的公共區域高度一般為2.5m。文件GB/T 16895.1－2008《低壓電氣裝置》中提出，人體伸臂的最大高度為距地面2.5m，即常規情況下普通人伸臂的最大高度為2.5m。在系統具體運行期間，某些因素導致燈具外殼發生損壞，此時若燈具處于2.5m 范圍內，人員極易因觸碰帶電部分而受到生命威脅。對此，為避免因人員接觸而發生觸電現象，規定高度≯2.5m 的消防應急燈需選用A 型燈具，并以燈具額定運行電壓為基礎，進行電擊防護閾值的合理控制。而在具體火災救援作業期間，通常情況下會借助消火栓進行火情抑制，而因水源的導電性，極易在救援過程中通過水柱形成導電通路，進而對消防人員造成安全威脅。為避免此現象的發生，需依據對工程應用實際需求、產品技術水平的分析，將A 型燈具應用于2.5m～8m 高度內的燈具設計。

綜上一類高層住宅的消防應急燈具應選擇A 型消防燈具。

2.2 燈具設置部位及照度要求

應急燈具設置的消防功能體現為滅火救援、安全疏散期間進行疏散指示與光照的提供，所以在具體燈具設計中，需要明確燈具的設計部位及照度要求。《建筑防火規范》10.3.1 條對建筑內需要設置疏散照明的場所或部位做出了相應的規定，10.3.2 對建筑內疏散照明的地面最低水平照度做出了相應的規定。《技術標準》3.2.5 條中，在與《建筑防火規范》保持一致的前提下，明確了其他涉及人員疏散、滅火救援的部位及最低照度要求。根據項目的實際情況具體要求詳見表1。

2.3 燈具的布置

表1 照度及其照明部位

燈具的布置原則：確保其燈具的布局可以為覆蓋區域內人員疏散提供基本光照，而針對部分標志性的燈具，需確保設置完成后可以為人員進行疏散方向、路徑的辨識提供方便，幫助人員第一時間找到安全出口、樓層通道等位置。燈具的布置設計步驟：①根據燈具的設置部位明確照度設計范圍；②根據最低照度要求結合燈具性能參數進行照度計算；③根據布置原則進行布燈。

2.3.1 根據燈具的設置部位明確照度測量范圍

一類高層需要設置應急照明系統的部位詳見表1，在布置燈具時需要進行照度計算，根據技術規定的相關要求不同場所的照度測量的范圍不同。對于樓梯間、走道照度測量范圍是中心線兩側，樓梯、走道寬度的一半。對于區域場所，如前室、底商、設備用電等：有疏散路徑，按疏散路徑確定照度測量范圍；無疏散路徑，按區域四周各減少500mm 確定照度測量范圍。

2.3.2 照度計算

疏散照明照度采用點照度，點照度的基本計算公式見式（1）（對應圖3）：

圖1 樓梯間、合用前室疏散照明布置示例

圖2 區域場所（商業、配電室）疏散照明布置示例

圖3 點光源在水平面上的照度

式中，

h——光源距所計算水平面上的安裝高度，m；

Iθ——θ 角度照射方向上點光源形成的光強，cd；

K——燈具的維護系數，見表2；

Eh—— 被照點上點光源形成的水平照度，lx；

COSθ——入射光纖與地面通過光源法線之前的夾角的余弦。

一類高層住宅建筑樓一般層高3m，梯間前室、消防電梯間的前室或合用前室、公共走道一般要求吊頂凈高不小于2.5m，以安裝高度2.5m 為例，選擇對稱配光的應急照明燈，光源的光強分布表參見表3，進行照度計算。距燈具投影點2.5m 處的水平照度為：

滿足疏散照度不小于5lx 的要求，因此不小于5lx照度要求的場所可采用5W 應急照明燈具5m 間距安裝。其他場所照度計算參照以上計算方法。選用不同型號的燈具，配光曲線不同，光強分布也不同，相同照度要求的場所需要裝設燈具的數量不同、安裝間距也會不同。

2.3.3 一類高層住宅典型場所的疏散照明布置

詳見圖1、圖2、圖4。

3 系統配電設計

⑴應急照明燈具的電源應由主電源和蓄電池電源組成，蓄電池的供電方式包括集中電源供電和燈具自帶蓄電池兩種方式。當采用集中電源供電時，主電源與蓄電池電源應在集中電源內部實現轉換后，再由同一配電回路為應急照明燈具供電，且燈具的主電源與蓄電池電源均必須由集中電源提供。當采用燈具自帶蓄電池供電時，燈具的主電源通過應急照明配電箱供電，當主電源斷開時自動轉入自帶蓄電池供電，自帶蓄電池的供電方式前期投入較小，但是系統運行可靠性較低且電源點分散不利后期蓄電池維護。從系統運行的可靠性及維護的便利性應急照明供電方式宜采用集中電源供電，從經濟性考慮應急照明供電方式宜采用自帶蓄電池供電。

表2 燈具的維護系數

表3 燈具光強分布

圖4 地下樓梯通向地面層疏散門的上下樓梯間、直通室外疏散門的上方出口標志燈布置示例

圖5 一類高層住宅消防應急照明和疏散指示系統示意圖

圖6 采用集中電源供電方式的集中控制型系統示意圖

圖7 采用自帶電源供電方式的集中控制型系統示意圖

⑵燈具配電回路的設計:《技術規定》3.3.3～3.3.6條對燈具配電回路的設計做了詳細規定，一類高層的住宅的應急照明供電干線及控制方式圖示意圖詳圖5～圖7。

4 消防應急照明燈具的設計應注意的問題

⑴疏散照明的照度計算范圍：樓梯間、走道照度測量范圍是中心線兩側樓梯、走道寬度的一半。對于區域場所，如前室，地下車庫等：有疏散路徑，按疏散路徑確定照度測量范圍；無疏散路徑，按區域四周各減少500mm 確定照度測量范圍。

⑵不同位置的標志燈存在一定差異，如“安全出口”字樣并非在疏散、安全出口均有設置，僅在安全出口處進行字樣設置。

安全出口和疏散出口上方設置的出口標志燈的區別，安全出口上方設置的標志燈的指示面板應有“安全出口”字樣的文字標識，而疏散出口上方設置的標志燈的指示面板不應有“安全出口”字樣的文字標識。

⑶住宅建筑應急照明配電回路不用嚴格按照防火分區來劃分，滿足《技術規定》3.3.5 條規定時不同防火分區可以共用同一配電回路。

5 結語

消防應急照明燈具的設計在應急照明設計中是十分重要的內容，燈具是消防應急照明和疏散指示系統最主要的現場部件，燈具的設計尤其是燈具的布置直接決定系統的架構形式。合理的燈具布置使得應急照明設計更人性化、更安全。