智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)的特點與應(yīng)用

戴天明

上海民防建筑研究設(shè)計院有限公司 上海 200032

引言

隨著我國社會經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，人民生活水平的提高，國家綜合實力的長足進步，一部分現(xiàn)代建筑體也在朝著大型化、超高化、多樣化、復(fù)雜化、智能化發(fā)展，相對應(yīng)地對建筑體內(nèi)消防活動帶來了更大的挑戰(zhàn)。在這個過程中，人們對于建筑工程中消防系統(tǒng)、設(shè)備以及標準的要求也在不斷提升。在應(yīng)急疏散方面，如何能夠最快速并且最安全地找到逃生路徑撤離危險區(qū)域成為消防重中之重。在此背景下，智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)應(yīng)運而生。相較于傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)存在響應(yīng)速度慢、穩(wěn)定性差、維修需要高等缺點，智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)能夠有效避免這些問題。

1 智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)的組成

1.1 監(jiān)控管理層

在這個系統(tǒng)中，監(jiān)控管理層屬于關(guān)鍵組成部分。監(jiān)控管理層主要由兩部分構(gòu)成，分別為圖像顯示系統(tǒng)和應(yīng)急照明控制器主機系統(tǒng)。控制器主機系統(tǒng)功能包括信息儲存、數(shù)據(jù)處理、應(yīng)急燈具交互控制等。每個子系統(tǒng)功能均由相對應(yīng)設(shè)備完成。每個子系統(tǒng)設(shè)備都應(yīng)該保證不會受到其他子系統(tǒng)的影響，確保能夠采集逐級處理的方式處理采集到的系統(tǒng)服務(wù)信息，然后完成向圖像傳輸顯示系統(tǒng)中的傳輸，使信息能夠通過圖像的方式得到展示，從而使信息監(jiān)控的直觀性得到提升[1]。圖像顯示系統(tǒng)主要包括存儲設(shè)備、打印設(shè)備以及基礎(chǔ)成像設(shè)備等。在系統(tǒng)成像顯示完成后，可以與實際需求相結(jié)合打印其中的畫面。應(yīng)急照明控制器需要有效連接火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

1.2 應(yīng)急照明集中電源及應(yīng)急照明分配電裝置

應(yīng)急照明集中電源顧名思義即為消防狀態(tài)在正常電源中斷后，集中為應(yīng)急照明提供安全電壓（DC36V及以下）供電的設(shè)備，位置應(yīng)設(shè)在消防控制室、低壓配電室、配電間內(nèi)或電氣豎井內(nèi)，其除了為應(yīng)急照明燈具持續(xù)保證安全輸出電壓功能外，另外的重要功能就是保護功能，如電池過放電、短路、電池過充電以及電源輸出過載等。應(yīng)急照明集中電源與應(yīng)急照明分配電裝置同設(shè)或分設(shè)均可，分配電裝置與應(yīng)急照明控制器有通信接口，具備燈具管理、聯(lián)動、通信等功能。每一臺設(shè)備的地址編碼都是獨立的，都能夠借助通信有效聯(lián)系控制器主機。利用模塊化設(shè)計的裝置，不但能夠為持續(xù)可靠運行系統(tǒng)提供保障，還能夠為維護和更換提供方便。在火災(zāi)模式中，能夠完成控制器應(yīng)急啟動指令的接收，從而達到應(yīng)急點亮燈具的目標；在沒有火災(zāi)時，當因為各種原因無法正常運行照明電源時，同樣能夠應(yīng)急點亮燈具；回路配電通信模塊能夠滿足采集和計算數(shù)據(jù)的需求，能夠完成所帶燈具工作狀態(tài)的巡檢工作，并且在其與控制器主機間會有多級COU工作模式形成，從而使系統(tǒng)的命令響應(yīng)速度和巡檢速度得到提升。

1.3 終端層

除了以上兩種功能結(jié)構(gòu)外，在整個系統(tǒng)中終端層屬于執(zhí)行單元。終端層在消防應(yīng)急管理系統(tǒng)中就是存在集中控制和集中電源的消防應(yīng)急燈具，其中包含疏散指示標志燈和應(yīng)急照明等，智能應(yīng)急照明終端供電電壓為DC24V或DC36V的安全電壓，此電壓也是智能消防系統(tǒng)的推薦電壓，其能最大限度保證了人身安全，避免消防活動時電擊隱患。每個燈具均具備定期巡檢、常態(tài)常亮、節(jié)電模式常亮、事故頻閃、休假滅燈、智能變向等功能。在實際設(shè)計消防應(yīng)急管理系統(tǒng)時，相關(guān)人員需要與照明照度和高度要求相結(jié)合選擇適宜的燈具[2]。每個消防應(yīng)急燈具都存在獨立的地址編碼從而實現(xiàn)實時檢測各燈具在線狀態(tài)，擁有傳感器和存儲器，屬于高亮LED光源，并且其開關(guān)控制由軟件完成。

2 智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 實時監(jiān)測

在應(yīng)用傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)時，通過火災(zāi)報警系統(tǒng)從采集到接收到數(shù)據(jù)需要間隔一段時間，致使系統(tǒng)在傳輸信息方面存在滯后性，并且由于交互能力有限，得到相應(yīng)的信息、狀態(tài)具有局限性。相關(guān)人員在不斷完善建筑技術(shù)體系的過程中，在很大程度上提升了建筑對消防系統(tǒng)要求的高度。如果能夠使系統(tǒng)狀態(tài)能夠得到及時反饋，更多狀態(tài)、信息，數(shù)據(jù)能夠交互，能夠使救援人員擁有更多的反應(yīng)時間，對更多信息進行處理和反饋，從而使救援效率得到提升。在智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)中，子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)中都會被設(shè)置獨立的編碼，從而能夠滿足實時監(jiān)測各個點位的目標，當照明系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間存在信息交互中斷的情況時，系統(tǒng)會將故障警報信息第一時間發(fā)出，并且發(fā)生故障的實際情況和位置也會顯示在顯示系統(tǒng)中。

2.2 智能疏散

傳統(tǒng)的疏散系統(tǒng)一般是按既定的火災(zāi)疏散規(guī)劃路線引導(dǎo)的，在實際使用當中沒有實時應(yīng)變能力。火情發(fā)生時簡單粗暴地忽略了火場的實際情況進行靜態(tài)的就近引導(dǎo)，這樣很大概率會將人們引至危險地帶，從而無法到達安全區(qū)域。然而智能疏散應(yīng)急照明系統(tǒng)則更有針對性，可利用多種通信接口與火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動。當有消防問題在建筑之中發(fā)生時，與火災(zāi)報警系統(tǒng)提供的起火點信息相結(jié)合，快速準確判斷火情位置，并且與現(xiàn)階段疏散應(yīng)急燈具所在位置相結(jié)合，完成最佳逃生路線的規(guī)劃[3]。而且根據(jù)現(xiàn)場火情的實時變化，動態(tài)調(diào)整疏散指示。想要使人員的重視程度得到進一步提升，應(yīng)急燈還可以進行語音提示或頻閃提示，使人們能夠更加直觀地感受到危險。

2.3 定期檢測

設(shè)置智能消防系統(tǒng)的主要目的就是在發(fā)生緊急情況時，將必要的應(yīng)急避難措施提供給人群，同時在系統(tǒng)日常運行過程中，也應(yīng)該注意檢查和巡查工作，能夠使發(fā)生火災(zāi)險情的概率得到有效降低。但是在實際應(yīng)用中，為了保證系統(tǒng)的應(yīng)用始終處于最佳狀態(tài)，管理人員需要對智能消防系統(tǒng)各部分的運行情況開展定期檢查。在正常情況下，相關(guān)人員都是設(shè)置每三個月一次的檢測周期，在實際開展檢測工作時可以合理利用放電測試的方法，完成照明系統(tǒng)持續(xù)時間的測試，然后合理對比標準要求。如果存在較大的容錯率，必須短時間內(nèi)完成設(shè)備更換工作。與傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)相比，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)能夠使設(shè)備運行的穩(wěn)定性得到提升。

2.4 安全電壓

現(xiàn)代建筑消防滅火的方式主要是以水為主，當火災(zāi)發(fā)生時，噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等都會啟動發(fā)揮作用，加上消防人員自帶的消防用水，消防作業(yè)環(huán)境內(nèi)基本上是消防水四濺的。雖然火災(zāi)確認后會切斷非消防電源，但作為火災(zāi)疏散重要保障的疏散應(yīng)急照明是火災(zāi)始末都需要持續(xù)工作的，其用電是不會被切斷的，傳統(tǒng)的疏散應(yīng)急照明均為采用220V供電，消防水噴濺到燈具或線路里，極易產(chǎn)生漏電情況，從而造成電擊事故，消防人員因此受到很大威脅，消防作業(yè)中的電擊傷害時有發(fā)生。智能疏散應(yīng)急照明系統(tǒng)的應(yīng)用可以解決這些問題，系統(tǒng)的疏散應(yīng)急照明燈具均采用A類燈具（供電電壓不大于DC36V），此供電電壓為安全電壓，可以有效消除應(yīng)急照明電擊隱患，另外系統(tǒng)可實時監(jiān)測燈具及線路漏電狀態(tài)，提高安全性。

2.5 節(jié)約成本

現(xiàn)在大部分工程分區(qū)集中電源型智能消防疏散應(yīng)急照明系統(tǒng)，在這種情況下應(yīng)急照明應(yīng)急電源按樓層、功能區(qū)域或防火分區(qū)分別設(shè)置集中EPS電源。與常規(guī)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)自帶電源的消防應(yīng)急燈相比，這種消防應(yīng)急燈發(fā)生故障的概率更小，使用壽命更長，不但能夠降低因為開展維修工作所產(chǎn)生的成本，還能夠使維修工作的難度降低[4]。同時，系統(tǒng)能夠完成電池狀態(tài)的自動監(jiān)測，并且能夠使充放電管理自動完成，能夠使使用電池的周期得到提升，從而使相關(guān)成本降低。

3 智能消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的應(yīng)用實例

以某大型住宅小區(qū)大型地下車庫項目為例。本項目地下車庫總建筑面積為77956m2，共分為21個防火分區(qū)，其中7個防火分區(qū)設(shè)置人防工程，人防工程共設(shè)12個人防單元。本工程屬于一類地下車庫，消防相關(guān)負荷按一級負荷供電。本工程采用分區(qū)集中電源集中控制型消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中主要設(shè)置的消防應(yīng)急疏散標志燈具、消防應(yīng)急照明燈具、分區(qū)集中電源及分配電裝置以及集中控制型應(yīng)急照明控制器。圖1所示為本工程智能消防應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)示意圖，圖2所示為本工程分區(qū)集中電源及分配電裝置系統(tǒng)示意圖。

圖1 智能消防應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)示意圖

圖2 分區(qū)集中電源及分配電裝置系統(tǒng)示意圖

3.1 應(yīng)急照明控制器

在該小區(qū)項目會所物業(yè)樓1層的消防控制室內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明控制器，控制器掛墻安裝，離門軸距離大于0.5m，控制器主顯示屏保持1.8m以內(nèi)且1.5m以上的高度，設(shè)備正面留有1.2m以上的操作距離。由消防控制室內(nèi)的雙電源切換箱將電源提供給應(yīng)急照明控制器，并且切換需要在末端完成，保證用電可靠性，控制器自帶蓄電池電源，保證控制器運行時間不小于180min。應(yīng)急照明控制器應(yīng)該與事先設(shè)計的邏輯關(guān)系相結(jié)合，能夠完成與系統(tǒng)相連設(shè)備的手動和自動控制，然后與火災(zāi)發(fā)生的位置相結(jié)合，在第一時間內(nèi)完成最優(yōu)疏散逃生路線規(guī)劃，還能夠完成疏散指示燈方向的合理調(diào)整，從而對人員疏散起到有效的引導(dǎo)作用，并且相關(guān)情況能夠動態(tài)顯示在應(yīng)急照明控制器上。電源供電都是通過相應(yīng)分區(qū)應(yīng)急照明配電箱完成。

3.2 集中電源及分配電裝置設(shè)置

該工程控制系統(tǒng)使用了分區(qū)設(shè)置的集中電源供電方式，在各個防火分區(qū)（或人防單元）中分散設(shè)置集中電源，位置設(shè)置在配電間及人防防化值班室，房間的設(shè)備均比較多，集中電源及分配電裝置位置需合理排布。集中電源容量為0.5KVA放電時間不小于90min，與分配電裝置合并設(shè)置，220V電源均由相應(yīng)分區(qū)應(yīng)急照明配電箱供給，應(yīng)急照明配電箱采用雙回線路末端自切。每套集中電源及分配電裝置設(shè)備有地址編碼及通信接口，均能接受處理控制器交互信息。每套裝置輸出回路不大于8回路，每個輸出回路電壓為DC24V，每回路限制6A以內(nèi)的額定電流，每回路限制144W安裝功率以內(nèi)，每回路控制60只以內(nèi)的燈具連接數(shù)量。

3.3 消防應(yīng)急照明燈具

消防應(yīng)急照明燈的選擇如下：燈具為LED光源，其用該擁有80lm/W以上的光效，色溫不低于2700K，DC24V的工作電壓，應(yīng)借助合理方式使其擁有防眩光的功能，擁有阻燃功能的燈罩，金屬材質(zhì)的燈殼，應(yīng)該擁有指示燈，保證相關(guān)人員能夠通過直接觀察其外表完成運行狀態(tài)的判定。工程為地下車庫上部管線校對，故應(yīng)急照明燈具均避開吸頂由掛墻安裝，燈具功率6W，車庫范圍內(nèi)及樓梯間按照度不小于5lx配置燈具。燈具火災(zāi)應(yīng)急點亮時間不大于5s。對于在發(fā)生火災(zāi)后仍然需要繼續(xù)運行的消防控制室、消防水泵房、配電間等場所應(yīng)急照明燈具按照度不小于1lx配置，另外，這些場所在發(fā)生火災(zāi)時仍需保證正常工作的照度要求，需設(shè)置備用照明，備用照明獨立于智能應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)外，電源引自相應(yīng)分區(qū)應(yīng)急照明配電箱。

3.4 消防應(yīng)急標志燈具

在選擇疏散指示標志燈方面，考慮到本建筑板底凈高在3.3～3.6m，故選擇中型標志燈具，燈具采用LED光源，具備巡檢、頻閃、調(diào)向、滅燈等功能。方向指示燈布置方面遵從平行視覺設(shè)置間距不大于10m，垂直視覺設(shè)置間距不大于20m，人防區(qū)域、袋形走帶區(qū)域設(shè)置間距不大于10m。如疏散出口在疏散通道側(cè)邊時，在疏散通道上方增設(shè)指向安全出口的方向標志燈。方向標志燈在有走道的地方或有柱、墻的地方正安裝高度為0.5m，當無墻、柱出可設(shè)置在上方，但需考慮地下車庫上面設(shè)備管線繁多的情況，務(wù)必避開遮擋。出口燈通常情況下應(yīng)該在高于門框0.1m處安裝[5]，并總體離地距離不小于2m。每層樓梯間均設(shè)置樓層標志燈。

3.5 系統(tǒng)管線敷設(shè)

集中電源進線采用無鹵低煙阻燃耐火C級WDZCN-BYJ-750-2×2.5+E2.5導(dǎo)線，系統(tǒng)集中電源及分區(qū)配電裝置出線為電源與信號共線模式，線纜采用無鹵低煙阻燃耐火C級屏蔽雙絞線WDZCN-RYSP-500-2×2.5，線纜均采用穿鋼管暗敷于保護層厚度不小于30mm的不燃性結(jié)構(gòu)內(nèi)[6]。

4 設(shè)計智能消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)應(yīng)該注意的問題

第一，在系統(tǒng)設(shè)計過程中，有一種情況我們需要重視，即疏散標志燈指向會否出錯，錯誤將人引導(dǎo)至危險地帶。故當選擇應(yīng)急等級變向功能的時候，設(shè)計人員必須充分考慮火災(zāi)發(fā)生的各種情況，根據(jù)不同狀態(tài)下的疏散流線來完成不同路徑規(guī)劃方案，復(fù)核不同方案組合，謹慎、合理地選擇“變向”功能來進行疏散。

第二，應(yīng)急照明控制器及系統(tǒng)應(yīng)選用能夠接受火災(zāi)報警控制器或消防聯(lián)動控制器DC24信號或干接點信號的產(chǎn)品。應(yīng)急照明控制器采用的通信協(xié)議與消防聯(lián)動控制器通信時，應(yīng)選擇與消防聯(lián)動控制器的通信接口和通信協(xié)議的兼容性滿足國家標準的產(chǎn)品。

第三，分區(qū)集中電源設(shè)置的原則需按不大于5kVA，在電纜豎井中不大于1kVA設(shè)置。放電時間除了滿足各類建筑火災(zāi)應(yīng)急啟動的持續(xù)供電時間還需增加非火災(zāi)斷電狀態(tài)的持續(xù)應(yīng)急點亮時間。

第四，人防區(qū)域應(yīng)考慮非人防區(qū)域消控中心戰(zhàn)時被毀可能性，如發(fā)生人防區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)需獨立運行，故設(shè)置于人防分區(qū)內(nèi)的集中電源及分配電裝置需具備獨立控制功能。人防區(qū)域的戰(zhàn)時疏散路徑及方案與平時保持一致時可統(tǒng)一設(shè)置，如不一致的對于僅戰(zhàn)時需用的疏散指示燈具必須采取關(guān)閉并遮擋措施消除隱患，以免火災(zāi)情況時產(chǎn)生錯誤導(dǎo)向[7]。

5 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)階段的時代背景下，在建筑物內(nèi)有效應(yīng)用智能消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)能夠發(fā)揮非常重要的作用，不但能夠在火災(zāi)發(fā)生時為人員提供必備的照明，還能夠為人員規(guī)劃最安全、最快捷的疏散路線，能夠使人員疏散效率得到很大程度的提升，從而使火災(zāi)對人員危害減小。在不斷發(fā)展科學技術(shù)的過程中，各種建筑的規(guī)范要求也將變得越來越完善，在實際應(yīng)用該系統(tǒng)時，相關(guān)人員應(yīng)該不斷創(chuàng)新，與工程實際情況相結(jié)合制定有針對性的設(shè)計方案，只有這樣才能夠不斷提升安全保障的智能化水平和實效性。