機場航站樓消防應急照明和疏散指示系統設計要點剖析

肖 鎮 銘

(中交機場勘察設計院有限公司,廣東 廣州 510230)

0 引 言

因GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》[1]和國家建筑標準設計圖集19D702-7《應急照明設計與安裝》[2]的實施,原有航站樓的應急照明設計方法已不滿足要求,亟需重新進行設計。消防應急照明和疏散指示系統作為為人員疏散以及滅火救援行動提供必要的照明和正確的疏散指示系統,是消防應急疏散系統中至關重要的一環,更要引起高度重視。本文通過對國內某機場航站樓在設計和施工中遇到的要點進行研究、剖析,并提出了相應的解決方案。

1 系統類型的選擇

目前,消防應急照明系統按照是否集中控制,燈具是否自帶蓄電池,分為集中電源集中控制型系統、自帶電源集中控制型系統、集中電源非集中控制型系統、自帶電源非集中控制型系統4種系統類型。設計時應根據規范要求以及工程的實際情況選擇系統類型。

國內的航站樓一般都會設置消防控制室,根據GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》第3.1.2條第1款,“設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統”;GB 51236—2017《民用機場航站樓設計防火規范》第3.4.10條,“二層式、二層半式和多層式航站樓的疏散照明系統應采用集中控制型”。因此,大中型航站樓采用集中控制型的消防應急照明系統。而航站樓內的消防應急照明燈和標志燈數量較多,采用自帶電源型不僅采購成本和后期維護成本過大,且高大空間內有部分疏散方向標志燈為埋地式疏散方向標志燈,根據標準要求必須采用集中電源型燈具。因此,為了配合埋地式疏散方向標志燈以及降低工程造價和維護成本,航站樓內一般采用集中電源集中控制型系統。集中電源集中控制型系統框圖如圖1所示。

圖1 集中電源集中控制型系統框圖

2 地面疏散方向標志燈的設置

航站樓應急照明和疏散指示系統的燈具設置的難點是疏散方向標志燈安裝方式的選擇。目前,疏散方向標志燈的安裝方式主要有以下3種:埋地式疏散方向標志燈,落地立式疏散方向標志燈,壁掛式疏散方向標志燈。對于航站樓等高大空間、人員密集的公共建筑物,如果像普通建筑物那樣只采用壁裝式疏散方向標志燈,即使是采用大型或者特大型燈具,也很難保證疏散方向標志燈的“燈具的設置間距不大于15 m”的規范要求。目前,國內在運營中的大中型機場航站樓大多采用的是埋地式疏散方向標志燈。但是埋地式標志燈一般高出地面1～3 mm,會造成旅客步行、行李拖行的顛簸,極大影響旅客的舒適性體驗。以往航站樓的地面疏散方向標志燈設置間距一般為5～10 m,尚能勉強接受[3-4]。

隨著GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》和GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》[5]的實施,燈具的設置間距不應大于3 m。這不僅極大地影響了旅客的舒適性體驗,也帶來燈具設置過密而影響地面美觀性。因此,要重新考慮埋地式疏散方向標志燈的設計問題。根據圖集19D702-7《應急照明設計與安裝》第66頁“航站樓(大空間)布燈示意”,當疏散通道墻體有條件安裝燈具時,優先選用墻體壁裝方式;墻體不具備條件時,選擇落地安裝方式,可以減少埋地式疏散方向標志燈的數量。

3 系統電壓等級的選擇

GB 51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》第3.3.6條規定,A型燈具的配電回路電流不大于6 A,在電流已經被限定為不大于6 A情況下,只有提高系統電壓,才能帶動更大負荷。目前,市場上比較成熟的主流A型燈具電壓等級主要有DC 24 V和DC 36 V兩種,而兩者價格差異并不大。采用DC 24 V燈具一個回路所能帶的負載最大為144 W,而采用DC 36 V燈具一個回路所能帶的負載最大為216 W。

GB 51309—2019限制了A型消防應急燈具需滿足安全電壓的要求,必須等于或小于直流36 V,由此帶來的最大問題就是線路壓降Δu%。

式中:P——線路功率;

L——線路長度;

U——標稱電壓;

S——線路截面;

ρθ——工作溫度θ℃時的導線電阻率。

根據上式,要控制線路壓降,可從減小回路的負載功率和供電長度、增大配電線纜的截面和系統電壓4個方面入手,但是減小回路的負載功率和供電長度將增加回路的數量,也就增加元器件數量和線纜、保護管的長度,從而大幅增加工程造價;增大配電線纜的截面,會導致線纜和保護管的工程造價增加較多。DC 24 V和DC 36 V兩種燈具的價格差異并不大,同樣條件下,采用DC 36 V燈具線路電壓損失百分數僅為采用DC 24 V燈具線路電壓損失的4/9。綜上所述,在無其他特殊情況下,應優先選擇DC 36 V燈具[6]。

4 線路壓降的控制和供電可靠性的提高

GB 51309—2019要求A型消防應急燈具的工作電壓不大于DC 36 V,電壓大幅降低直接導致線路壓降問題。壓降控制有4種方法,應優先選擇提高燈具的供電電壓。目前,國內航站樓一般采用集中電源集中控制型系統,而集中電源雖然造價相對較低、維護方便,但是可靠性較自帶電源系統要差,當某一回路線路損壞或者開關故障,導致整個線路所有燈具斷電而失去作用。為了提高供電可靠性,可通過減少每個回路的燈具數量和增加回路數量,從而使斷電范圍縮小。另外,減少回路燈具數量,也可減少回路功率和回路供電長度、線纜截面,通過從另外3方面同時優化,大幅降低線路壓降。

5 結 語

目前,航站樓消防應急照明系統大多選擇集中電源集中控制型;對于系統電壓等級的選擇,原先設計以DC 24 V燈具為主,但隨著國家標準GB 51309—2018的實施,為滿足回路電流不大于6 A的要求,以及控制線路壓降、增加回路的負載功率,DC 36 V燈具將逐步成為市場的主流;為控制線路壓降和提高供電可靠性,應優先提高系統電壓、減少回路燈具數量。圖集19D702-7《應急照明設計與安裝》的實施給了電氣設計人員一個比較明確的指導意見,消防應急照明設計完成后,設計單位應將設計圖紙進行消防性能化分析,通過建立模型模擬火災情況下的疏散方向標志燈是否滿足人員疏散所需要的燈具安裝位置醒目、指示方向清楚明白、燈具照度足夠等條件,并將分析報告提交給相關審查單位審查通過后方可實施。