應急照明系統設計

中國核電工程有限公司 鄭州分公司 楊 華

應急照明系統設計

中國核電工程有限公司 鄭州分公司 楊 華

近年來，隨著國家經濟的飛速發展，人民的生命財產安全問題越來越受到重視。一座座大型公共建筑拔地而起，在緊急狀況下的人員疏散是一個很現實和重要的問題，而應急照明系統的合理設置可以幫助人員有序疏散，從而大大減少人民的生命財產損失。本文，筆者就建筑物應急照明的幾種供電方式及適用場合作了詳細的闡述，并對其優缺點作了綜合對比。

一、應急照明分類

所謂應急照明，是指在非正常狀態下才使用的照明設施，包括備用照明、疏散照明和安全照明。

1.備用照明。是指在正常照明電源發生故障時，為確保正常活動繼續進行而設置的應急照明部分。通常在一些重要場所應設置備用照明，例如廣播電臺、交通樞紐、重要的動力供應站、地鐵車站、收款臺及銀行出納臺等。備用照明的轉換時間一般不應大于5 s，金融商業交易場所不應大于1.5 s。其持續工作時間應視生產、工藝特點及持續時間長短確定。如避難層不應小于60 min，消防工作區域不應小于180 min。

2.疏散照明。是指在正常電源發生故障時，為使人員能容易而準確無誤地找到建筑物出口而設的應急照明部分。通常在下列場所應設疏散照明：人員眾多、密集的公共建筑，大中型旅館、大型餐廳等建筑，高層公共建筑、超高層建筑，人員眾多的地下建筑，如地鐵車站、地下商場等。疏散照明的轉換時間一般不應大于5 s。其持續工作時間主要應考慮發生火災或其他災害時，人員疏散、在建筑物內搜尋人員、救援等需要的時間，一般不宜小于30 min。

3.安全照明。是指在正常電源發生故障時，為確保處于潛在危險中人員的安全而設的應急照明部分。安全照明的轉換時間一般不應大于0.5 s。其持續工作時間應根據該場所的工作或生產操作的具體需要確定，一般不宜小于30 min。

二、應急照明系統的供電設計

《民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16-2008）第13.9條規定：應急照明應由兩路電源供電，在重要場所或供電條件不具備兩個電源或兩回線路時，還應設置有蓄電池的應急照明燈或用蓄電池組供電。《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-98）第6.3.1.8條規定：消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散標志燈。由此可見，應急照明設計的關鍵點在于應有兩個獨立的電源和火災時應急燈具能自動點亮。火災情況下為避免電氣造成二次火災，保障撲救人員免于觸電而要切掉火場中的非消防負荷的電源，火災時應急照明電源仍以正常電源（市電）為主電源，只有市電失去電源才轉換為備用電源供電，也就是說火災時市電不一定會停電。

應急照明供電設計是由設計人員根據工程項目本身的供配電條件，符合規范要求，選擇適當的供電方式進行設計。應急照明系統的供電設計一般有以下4種方式。

1.采用浮充蓄電池燈作為應急照明燈，把應急照明燈具就近接自本層（本區）配電盤的專用回路。應急燈平時處于光源常閉狀態，只在正常照明回路失電時，才自動點亮。帶蓄電池應急燈具的充電線任何情況下不應被拉閘，充電線的功能是對蓄電池充電（正常時浮充），充電線失去電源是燈具轉換由內部電源供電的信號，一旦被誤操作拉閘，燈具就會耗盡蓄電池的能量，又不能及時再充電，此時若發生火情，燈具就無法點亮，這是不允許的，所以設計中應對充電線加以明確。應急照明燈在配電箱集中操作方案一般適合于日常有人管理而且管理比較到位的公共建筑，而對于一般的無專人管理的場所，如出租的辦公樓、店面、住宅等，也可考慮設就地開關，此時配電系統可采用二線一開關的接線，但電源開關必須關閉，且回路中的自帶蓄電池燈具的充電線應引自就地開關前，防止充電線被就地開關關斷。為了讓火災中逃生的人員或是消防人員在火場中能迅速識別、方便操作開關面板，應急照明的就地開關應選擇帶電源指示燈類型，應有明顯標志。

其優點是系統可靠性比較高，浮充蓄電池應急燈之間相對獨立，互不干擾，一個燈具出現問題，對整個系統的影響不大。在每個應急燈具內都帶有備用電源（蓄電池），所以對供電線路可以沒有特殊的要求，在災害發生時，供電線路故障并不會影響到備用電源發生作用。對于電源異常時可實現不間斷照明，有的產品還可以實現十分靈活的遠程控制及監視。其缺點是價格較高，使用不善容易損壞，維修、保養工作量較大，維護成本較高，使用壽命相對較短，實現遠程控制及監視所需投資很大。浮充蓄電池應急燈的使用對管理人員的素質要求較高，因為如果燈具管理不善，不用多久就會損壞，維修更換不及時，在緊急狀態下不能正常工作。從經濟角度來說，這種方法初期投資較大，維修更換成本較高，而且浮充蓄電池燈需定期充放電，否則會出現充放電失靈、電池失效等問題。所以，這種作法比較適用于面積較小、雙電源很難解決的建筑和對疏散指示照明要求不高的建筑物。

2.采用雙電源切換箱作為應急照明供電電源。根據《建筑設計防火規范》或《高層民用建筑設計防火規范》確定電力負荷等級按二級或一級負荷用雙電源供電，其供電應為獨立的回路，雙電源應在末端自動切換，供電線路應為阻燃或耐火線纜且敷設在防火封閉金屬橋架內或穿鋼管暗敷設在不燃墻體內，應急燈具可以不帶蓄電池。在控制上，應急照明可以作為正常照明的一部分平時使用，因種種原因，當正常照明電源突然失電，無論應急照明的控制開關（單聯雙控開關）處于何種狀態（開或關），應急照明都應能強制點亮。

其優點是成本較低，壽命較長，維修、維護簡單，故障率低，單箱控制面積較大，如果供電電源和供電線路能夠得到保障，供電時間可以足夠長。在配電箱二次回路可以增加遠程控制及監視，可對其分支回路進行監測，系統易用性強。缺點是對供電電源和線路的可靠性要求較高，如果兩路電源均出現問題或分支供電線路出現故障就不能保證應急疏散要求。雙電源切換的間隙應急照明會出現短暫間斷。這種方法適用于雙電源容易解決、面積較大、非常重要的建筑物。

3.采用浮充蓄電池燈，其供電電源為雙電源切換箱。從某種角度可以看做是前兩種方法的集成，三電源供電，它同時具有前兩種方法的優點，而且性能非常可靠，可以不間斷照明，但成本比前兩種方法都要高。這種方法適用于雙電源容易解決、面積較大、特別重要的建筑物。

4.采用集中浮充應急照明箱（EPS）。其供電電源可以是普通照明箱的一個專用回路，也可以用雙電源切換箱對其供電，燈具選用普通燈具，可以作為正常照明的一部分平時使用，但緊急情況下應急照明應能強制點亮。其供電原理如圖1所示。

其優點是成本較低、壽命較長、單箱控制面積較大。而且隨著現代技術的發展，許多廠家生產的集中式應急電源箱還自帶了自動檢測功能，甚至可以通過其自身帶有的計算機通訊接口，將信號送到主機，用計算機來進行監視與管理。即使在系統中不設置計算機管理，其自身仍帶有監控系統，在電源發生故障或電源將要耗盡時，發出聲光報警，從而大大降低了系統維護與管理的工作量。現有的集中供電箱體自身可以耐火，箱內導線阻燃，適合火災現場。對于較大型建筑自身設有電氣豎井，它可放置于豎井中，防火問題更易解決。因為箱體為獨立設置，不用擔心無關人員誤操作，管理比較方便、安全。另外，蓄電池集中放置在箱體內，燈具自身不帶浮充蓄電池，經濟性上比較合理，維修、維護工作量少，故障率低，壽命較長，一般在10年以上。但是由于每個應急燈具內沒有備用電源（蓄電池），若災害發生時，供電線路故障，則會直接影響到應急照明系統的正常運行，所以要對其供電線路在敷設時采取必要的防火措施。

圖 1 集中浮充應急燈強制點亮原理

對于應急照明的設計還有其他方法，但也是這3種方法的組合和衍生。在實際應用中，應該根據工程的使用性質、建筑規模，合理選用應急照明方案，使應急照明系統能在災害發生時，為減少人員傷亡和降低財產損失發揮出應有的作用。