消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

解 帥

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100045

0 引言

在消防設(shè)施中，應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)是十分重要的部分，不僅能夠在消防作業(yè)的過程中提供照明，而且可以為疏散人群提供幫助[1]。照明燈具、照明附屬裝置共同構(gòu)成了消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，通過合理的設(shè)計(jì)，可以使應(yīng)急照明系統(tǒng)發(fā)揮良好的效果[2]。從這個角度來看，應(yīng)積極研究應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)概述

近些年，我國的各種構(gòu)筑物、建筑物的數(shù)量與日俱增，大量消防問題也隨之而來[3]。出現(xiàn)火災(zāi)后，若處理不得當(dāng)或消防系統(tǒng)失效，將會大大降低消防人員救援效率和人群疏散效率。消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)十分復(fù)雜，涉及系統(tǒng)控制、配電、選型參數(shù)等多方面的設(shè)計(jì)問題，給消防設(shè)計(jì)人員帶來了一定困難。設(shè)計(jì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)時應(yīng)始終遵循我國現(xiàn)行消防標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范，無論工程量大小都需要重視應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以免在設(shè)計(jì)時產(chǎn)生各種問題，降低應(yīng)急照明系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性，進(jìn)而危及火災(zāi)中消防人員、人民群眾的人身安全[4]。

2 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的基本類型

按照我國應(yīng)急照明相關(guān)規(guī)范，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)可根據(jù)控制形式、電源形式劃分成集中電源集中控制型、自帶電源集中控制型、集中電源非集中控制型、自帶電源非集中控制四種類型[5]。各種系統(tǒng)存在一定差異，其具體構(gòu)成如表1所示。

表1 消防照明系統(tǒng)的種類與主要構(gòu)件

2.1 集中控制型與非集中控制型

集中控制型系統(tǒng)是指具備應(yīng)急照明控制器，能夠做到模塊集中控制的系統(tǒng)[6]。伴隨國內(nèi)構(gòu)筑物、建筑物整體智能水平的提高，集中控制型系統(tǒng)逐漸普及，其可用于高檔小區(qū)、綜合建筑體等，具有實(shí)時顯示集中電源、燈具及配電回路的工作狀態(tài)，降低照明能耗，集中管理等多種優(yōu)勢。非集中控制型系統(tǒng)具有成本投入低、系統(tǒng)復(fù)雜程度低等優(yōu)勢，也得到了部分房地產(chǎn)開發(fā)商、中小型項(xiàng)目的青睞。

2.2 集中電源型與自帶電源型

燈具的電源由主電源和蓄電池電源組成，蓄電池的供電方式分為集中式和獨(dú)立式（自帶電源）兩種供電方式[7]。其中，獨(dú)立式（自帶電源）的照明燈具內(nèi)部攜帶蓄電池；集中式的照明燈具內(nèi)部未攜帶蓄電池，蓄電池設(shè)置于集中電源中，通過集中電源專門供電。自帶電源的復(fù)雜程度低，出現(xiàn)故障問題后只有燈具自身受到影響，應(yīng)急照明系統(tǒng)整體不會受到任何影響，且維修更換便捷，能夠在不影響整體系統(tǒng)的情況下完成檢修維護(hù)。出現(xiàn)火災(zāi)后，照明燈具采用蓄電池作為自身電源，一般情況下電壓低于12 V，安全性更高。集中電源的后期管理和維護(hù)工作相對輕松，具有更長的照明燈具壽命和更高的可靠性。

3 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)過程中，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)能夠根據(jù)安全出口位置、火災(zāi)出現(xiàn)位置等及時開啟，為疏散人群提供疏散路徑及必要的照明，避免人員傷亡[8]。

現(xiàn)階段，隨著應(yīng)急照明技術(shù)水平的提升，不同系統(tǒng)可在保留各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，借助相應(yīng)照明技術(shù)來彌補(bǔ)各自的不足。例如，集中控制型系統(tǒng)可以處理自帶電源型照明燈具的維護(hù)、檢測難題；電源集中型系統(tǒng)能夠借助新增的內(nèi)部檢測功能達(dá)到傳輸電源動態(tài)信息的目的，當(dāng)遇到電源、電池問題后，會自動進(jìn)行聲光通信與聲光報(bào)警，并向中心管理系統(tǒng)反饋，避免由于應(yīng)急照明系統(tǒng)故障而導(dǎo)致照明燈具大范圍失效的情況出現(xiàn)，從而大大減少應(yīng)急照明系統(tǒng)整體受到的影響。

在設(shè)計(jì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)時，應(yīng)充分利用不同系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，按照實(shí)際的消防照明狀況設(shè)計(jì)應(yīng)急照明系統(tǒng)，保證火災(zāi)中的人員安全[9]。

3.2 系統(tǒng)的控制方式

按照現(xiàn)行國家規(guī)范，設(shè)置有消防控制室的建筑物需采用集中控制型系統(tǒng)，其他場所可采用非集中控制型系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)需要采用不同的控制方式。

3.2.1 集中控制型系統(tǒng)的控制

集中控制型系統(tǒng)平時需要使用主電源為燈具供電，在主電源斷電后，集中電源應(yīng)該連鎖其配接的應(yīng)急照明燈應(yīng)急點(diǎn)亮，指示標(biāo)志燈也由節(jié)電模式轉(zhuǎn)入應(yīng)急點(diǎn)亮模式。燈具持續(xù)應(yīng)急點(diǎn)亮?xí)r間不超過0.5 h，在系統(tǒng)主電源恢復(fù)后，所有燈具恢復(fù)原工作狀態(tài)[10]。

火災(zāi)確認(rèn)后，應(yīng)急照明控制器按預(yù)設(shè)邏輯手動或自動控制系統(tǒng)的應(yīng)急啟動。火災(zāi)報(bào)警控制器的火災(zāi)報(bào)警輸出信號是系統(tǒng)自動應(yīng)急啟動的觸發(fā)信號，應(yīng)急照明控制器接收到火災(zāi)信號后，控制所有應(yīng)急照明燈應(yīng)急點(diǎn)亮，使指示標(biāo)志燈由節(jié)電模式轉(zhuǎn)入應(yīng)急點(diǎn)亮模式。集中電源在平時保持主電源輸出，主電源斷電后，自動轉(zhuǎn)入蓄電池電源輸出。此外，可通過手動操作應(yīng)急照明控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)急啟動。

3.2.2 非集中控制型系統(tǒng)的控制

燈具采用集中電源供電時，發(fā)生火災(zāi)后需要手動操作集中電源，將集中電源轉(zhuǎn)入蓄電池輸出模式，并控制其所配接的所有燈具應(yīng)急點(diǎn)亮；設(shè)置了火災(zāi)自動報(bào)警的場所，集中電源接收火災(zāi)報(bào)警信號后，自動轉(zhuǎn)入蓄電池輸出模式，并點(diǎn)亮所有應(yīng)急燈。

燈具采用自帶蓄電池供電時，發(fā)生火災(zāi)后需要手動操作切斷應(yīng)急照明配電箱的主電輸出，并控制其所配接的所有燈具轉(zhuǎn)入蓄電池模式并點(diǎn)亮；設(shè)置了火災(zāi)自動報(bào)警的場所，應(yīng)急照明配電箱接收火災(zāi)報(bào)警信號后，自動切斷主電源供電，燈具轉(zhuǎn)入蓄電池模式并點(diǎn)亮。因此，對于燈具自帶電源的非集中控制型系統(tǒng)，應(yīng)急照明配電箱需要具備聯(lián)動轉(zhuǎn)換信號的接收能力，能夠在第一時間切斷供電電源，讓照明燈具進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。按照我國火災(zāi)、消防的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)急照明系統(tǒng)需要在出現(xiàn)火災(zāi)后快速進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)，應(yīng)急照明配電箱需要借助強(qiáng)啟斷電進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)。

自帶電源的應(yīng)急照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1中可以看出，自帶電源型照明燈具未配備燈控線和強(qiáng)啟端子。在正常情況下，電源線L始終處于通電狀態(tài)，電池為充電狀態(tài)；遇到火災(zāi)時，電源線L進(jìn)入斷電狀態(tài)，通過電池供電。這種控制模式適用于正常情況下常亮（或不亮）、火災(zāi)情況下強(qiáng)制斷電（或點(diǎn)亮）的照明燈具。

圖1 自帶電源的應(yīng)急照明系統(tǒng)

3.3 系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)

以非集中控制型系統(tǒng)為例，分析集中電源型系統(tǒng)和自帶電源型系統(tǒng)的接線設(shè)計(jì)。

3.3.1 自帶電源型系統(tǒng)

在需要斷電且自帶電源的情況下，一般由電源線供電，需要將閉合狀態(tài)的接觸器設(shè)置在出線回路部位。出現(xiàn)火災(zāi)后，控制消防模塊能夠?qū)佑|器進(jìn)行開斷操作，讓回路及時斷電。針對火災(zāi)情況下的非照明場所，可就地?cái)嚅_照明燈具。

在需要強(qiáng)啟且自帶電源的情況下，使用充電電源線作為市電電源線，在分散控制的情況下市電電源線可以作為工作電源線；將開斷狀態(tài)的接觸器設(shè)置在出線回路部位。出現(xiàn)火災(zāi)后，控制消防模塊能夠?qū)佑|器進(jìn)行閉合操作，讓回路及時通電。這樣一來，不論自熄節(jié)能開關(guān)、控制集中開關(guān)、就地控制開關(guān)等開關(guān)的狀態(tài)如何，都可以有效接通照明燈具，強(qiáng)啟消防應(yīng)急燈。

配備強(qiáng)啟端子的自帶電源的照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。在正常情況下，充電線始終處于通電狀態(tài)，電池為充電狀態(tài)，照明燈具的開斷主要由開關(guān)線控制；出現(xiàn)火災(zāi)后，不論開關(guān)線狀態(tài)如何，都可以通過聯(lián)動消防控制達(dá)到帶電的目的，強(qiáng)制照明燈具全部點(diǎn)亮。一般情況下，蓄電池是應(yīng)急照明系統(tǒng)的第三電源，發(fā)電柴油機(jī)組是應(yīng)急照明系統(tǒng)的第二電源，這樣能夠確保在應(yīng)急電源失效、市電失效等情況下依然存在供電電源。

圖2 配備強(qiáng)啟端子的自帶電源的照明系統(tǒng)

3.3.2 集中電源型系統(tǒng)

對于集中電源型系統(tǒng)，可手動操作或通過火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動集中電源，使配電回路轉(zhuǎn)入蓄電池輸出狀態(tài)。

3.4 消防應(yīng)急燈具的安裝和選型

火災(zāi)發(fā)生時，自動噴水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等滅火系統(tǒng)產(chǎn)生的水等滅火介質(zhì)很容易導(dǎo)致燈具的外殼導(dǎo)電，為了避免疏散人員及消防隊(duì)員觸及燈具外殼而發(fā)生觸電事故，消防燈具不適合采用AC 220 V的電壓。結(jié)合國家現(xiàn)行規(guī)范，安裝在距地高度為8 m以下位置的燈具均采用不大于DC 36 V的安全電壓；設(shè)置在人員頭頂上方的燈具不得采用玻璃等易碎材質(zhì)，防止跌落的碎片對人造成傷害。

疏散標(biāo)志燈按尺寸不同可分為小型、中型、大型、特大型四類。需要根據(jù)室內(nèi)空間高度選擇吊裝的疏散標(biāo)志燈，既要保證火災(zāi)時疏散路徑清晰可見，又要不影響平時的室內(nèi)美觀。結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的規(guī)范要求，可按以下方式選擇：（1）室內(nèi)高度不大于3.5 m或安裝高度在1 m以下的場所，選擇中小型疏散標(biāo)志燈；（2）室內(nèi)高度為3.5～4.5 m的場所，選擇大中型疏散標(biāo)志燈；（3）室內(nèi)高度大于4.5 m的場所，選擇大型、特大型疏散標(biāo)志燈。以上室內(nèi)高度均為裝修后凈高。

4 結(jié)束語

總而言之，研究應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有重要意義，相關(guān)人員應(yīng)全面了解當(dāng)前消防照明系統(tǒng)的實(shí)際情況，充分把握消防照明系統(tǒng)的基本類型，并通過系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、照明強(qiáng)啟設(shè)計(jì)、照明接線設(shè)計(jì)等多種方式設(shè)計(jì)應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，從而提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。