民用建筑應急照明系統設計簡析

□ 張根龍

應急照明是在正常狀態下因正常照明電源的失效而啟用的照明或者是在火災等緊急狀態下按預設邏輯和時序而啟用的照明。應急照明作為民用建筑及一般工業場所照明設施的一部分，同人身安全和建筑物安全密切相關。當電源中斷，特別是建筑物內發生火災而導致電源中斷時，應急照明對人員疏散、保證人身安全、保證工作的繼續進行有不可替代的特殊地位。

1 應急照明的概念

應急照明是正常照明的電源失效時而啟用的照明?！督ㄖ彰髟O計標準》（GB 50034—2013）把應急照明分為疏散照明、安全照明、備用照明。《建筑設計防火規范》（GB 50016—2018）把應急照明限定在防火方面，分為消防應急照明和疏散指示標志。國際照明委員會（CIE）關于應急照明的技術文件把應急照明分為疏散照明和備用照明，其中，疏散照明包括逃生路線照明、開放區域照明、高危作業區域照明。

疏散照明是用于確保疏散通道被有效地辨認和使用的應急照明，由疏散照明燈和疏散標志燈組成，疏散照明燈對疏散路徑提供疏散所需照明條件，強調了對疏散路徑照度的要求，疏散標志燈標識了安全出口、疏散出口、疏散方向、樓層等疏散信息，強調了標志燈具表面亮度的要求和逃生路徑的標識，包括出口指示燈、方向標志燈、樓層標志燈和多信息復合標志燈。

備用照明分為消防備用照明和重要場所非消防備用照明。消防備用照明是為保證避難層（間）及配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發電機房等火災時仍需工作及值守的區域等場所的正?；顒?、作業的應急照明，其照度應與平時照度一致，并且應保證電源供電的可靠性。非消防備用照明是對重要建筑物尤其是醫療、劇場、博物館等人員密集的高大空間、具有重要功能特定的照明系統提出的更高要求，設置一部分照明以確保正常照明失效后，能使正常活動繼續或暫時繼續進行。

安全照明是用于確保處于潛在危險之中的人員安全的應急照明，使用于如手術室、搶救室、游泳館高臺跳水區域、工業圓盤鋸等場所。

2 應急照明系統的選擇

消防應急照明和疏散指示系統是為人員疏散和發生火災時仍需工作的場所提供照明和疏散指示的系統。按消防應急照明燈具的控制方式可分為集中控制型和非集中控制型系統。

集中控制型系統設置應急照明控制器，由應急照明控制器集中控制并顯示應急照明集中電源或應急照明配電箱及其配接的消防應急燈具工作狀態的消防應急照明和疏散指示系統。

非集中控制型系統未設置應急照明控制器，由應急照明集中電源或應急照明配電箱分別控制其配接消防應急燈具工作狀態的消防應急照明和疏散指示系統。

根據《技術標準》要求系統類型的選擇應根據建、構筑物的規模、使用性質及日常管理及維護難易程度等因素確定，并應符合下列規定：

（1）設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統（消防控制室所管轄范圍內且設置火災報警系統的建筑均應選擇集中控制型系統）；

（2）設置火災自動報警系統，但未設置消防控制室的場所宜選擇集中控制型系統；

（3）其他場所可選擇非集中控制型系統。

3 消防應急照明燈具的設計

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。燈具的設計包括照明燈具的設計和標志燈具的設計。

燈具的設計主要包括燈具設置部位的確定、燈具的選型和燈具的布置。照明燈具的設計可參照一下示意的流程進行。（見圖1）

圖1 示意流程圖

3.1 燈具設置部位

照明燈具的主要消防功能是為建筑物內人員的安全疏散、滅火救援提供必要的照度要求，因此首先要明確需要提供疏散照明的場所和部位，然后根據人員在該場所和部位安全疏散的難易程度、滅火救援的作業需求確定其地面的最低水平照度。《建筑設計防火規范》（GB 50016—2018）10.3.1條對建筑內需要疏散和滅火救援的場所部位做出了相應規定。《技術標準》3.2.5條明確了建筑物照明燈具設置的相應場所或部位及其地面的最低照度要求。

標志燈具的主要消防功能是為建筑物內人員的安全疏散提供準確的疏散導引信息，即使人員準確識別疏散路徑的位置和疏散方向、安全出口和疏散出口的位置及疏散出口的可用狀態、人員所處的樓層位置等疏散指示信息。標志燈應設在醒目位置，應保證人員在疏散路徑的任何位置、在人員密集場所的任何位置都能看到標志燈。根據疏散指示方案，按照《技術標準》3.2.7—3.2.11條的規定確定各類標志燈具的設置部位。

3.2 燈具選型

3.2.1 燈具的光源

應選擇采用節能光源的燈具，消防應急照明燈具的光源色溫不應低于2700K。應急照明光源應使用能夠瞬時啟動的光源，一般使用熒光燈、場致發光光源、LED等,不應使用高強氣體放電燈。光源應采用節能光源的照明燈具，白熾燈屬于被淘汰的不節能光源，盡管能瞬時啟動，也不應采用。對于大型體育場館等高大空間場所，可采用熒光燈、鹵鈞燈，也可采用帶熱觸發裝置的金屬鹵化物光源。

光源的色溫與人體視覺功效有很大的聯系，高色溫的光源可以加速人對周圍事件的反應，提高應急疏散的速度和效率。因此要求照明燈具的色溫不應低于2700K。

3.2.2 照明燈具的蓄電池

燈具的蓄電池電源宜優先選擇安全性高、不含重金屬等對環境有害物質的蓄電池。對于自帶電源型燈具，燈具自帶的蓄電池是燈具的主件，蓄電池的性能直接影響燈具持續應急工作時間和燈具的壽命。鎘鎳、鉛酸電池等類別的蓄電池的電量會隨著充電次數的增加衰減比率較大，投入使用3至5年后，蓄電池的電量一般會衰減至其初始電量的30%左右。為了使維持消防應急燈具的持續應急工作時間，蓄電池的初裝容量需滿足燈具維持應急工作時間所需電量的3倍。由于鎘鎳、鉛酸電池電量衰減比率大、使用壽命短，造成燈具蓄電池初始電量投入較大，更換周期較短、更換成本高的現狀，且鎘鎳、鉛酸電池含有對環境有害的重金屬物質，蓄電池在超過工作年限報廢時，如果處理不當會對環境造成污染。因此消防應急燈具不應再選用鎘鎳、鉛酸此類電池電量衰減比例大且含有重金屬物質的蓄電池[1]。

3.2.3 燈具電壓等級

根據《低壓電氣裝置第1部分：基本原則、一般特性評估和定義》（GB/T 16895.1—2008）的規定，距地面2.5m及以下的高度為人的伸臂范圍，即在正常情況下人體可能接觸到的高度范圍。在系統的日常使用過程中，燈具的外殼破損造成帶電部分外露時，處于人員伸臂范圍內的燈具會對人員造成電擊危險，為了有效消除燈具的電擊危險，《技術標準》規定設置在距地面2.5m及以下的消防應急燈具應采用額定工作電壓低于電擊防護電壓閾值的A型燈具?；馂膿渚冗^程中，滅火救援人員一般使用消火栓實施滅火，由于滅火用的水介質具有導電性，這樣就會通過消火栓及其水柱形成導電通路，為了避免在火災撲救過程中發生電擊事故，綜合考慮現有系統產品的技術水平和工程應用情況等因素，要求距地面2.5m至8m高度范圍內設置的燈具也應采用A型燈具。

對于僅需要報警而不需要聯動自動消防設備的保護對象（大于27m小于54m的住宅建筑，且其疏散走道、前室、樓梯間等公共部位未設置機械加壓送風系統的高層住宅）宜采用區域報警系統，當該類住宅未設置消防控制室而選用非集中控制型系統，其疏散走道、前室、樓梯間等場所設置的應急照明燈具的電壓等級可以放寬處理，選用B型燈具。該類系統燈具采用建筑的正常照明電源和自帶蓄電池供電，發生火災時，按照滅火、救援等應急處置的要求，需要切斷建筑的正常照明供電，從而控制系統燈具的應急啟動，燈具自動轉入自帶蓄電池供電，而燈具自帶蓄電池的額定工作電壓均低于DC36V，低于國家標準GB/T 13870.5—2016《電流對人和家畜的效應第5部分：生理效應的接觸電壓閾值》中規定的最不利條件，不會對人造成電擊危害。

3.2.4 燈具面板或燈罩的材質

根據《技術標準》規定除地面上設置的標志燈的面板可以采用厚度4mm及以上的鋼化玻璃外，燈具的面板或燈罩不應采用玻璃材質。

3.2.5 燈具及其連接附件的防護等級

在室外或地面上設置時，防護等級不應低于IP67；在隧道場所、潮濕場所內設置時，防護等級不應低于IP65；B型燈具的防護等級不應低于IP34。

標志燈應選擇持續型燈具，不應采用蓄光型指示標志替代出口標志燈。

3.3 燈具的布置

照明燈應采用多點、均勻布置方式，以滿足其地面的最低水平照度要求，根據所選燈具的性能參數開展燈具的布置設計。不同場所燈具的布置方案參見《應急照明設計與安裝》（19D702-7）33—57頁典型場所消防應急照明和疏散指示系統設計示例。安全出口標志燈安裝于通向室外安全區域，室外樓梯的疏散門的上方，疏散出口標志燈設于通向室外樓梯間、室內安全區域的疏散門的上方。方向標志燈箭頭的指示方向應按照疏散指示方案指向疏散方向，并導向安全出口。方向標志燈應設置在走道、樓梯兩側距地面、梯面高度1m以下的墻面、柱面上；當安全出口或疏散門在疏散走道側邊時，應在疏散走道上方增設指向安全出口或疏散門的方向標志燈；方向標志燈的標志面與疏散方向垂直時，燈具的設置間距不應大于20m；方向標志燈的標志面與疏散方向平行時，燈具的設置間距不應大于10m。樓梯間每層應設置指示該樓層的標志燈，人員密集場所的疏散出口、安全出口附近應增設多信息復合標志燈具。

4 結語

綜上所述，隨著LED照明技術的快速發展和成熟，照明設計發生了較大的變化，本文結合《應急照明設計與安裝》（國家標準圖集19D702-7）和《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309—2018），淺析了高層住宅建筑應急照明的設計，以期能供同行參考。