地鐵車站設計如何合理執行新規范
——《消防應急照明及疏散指示系統技術標準》的探討

劉麗萍，趙美君

(廣州地鐵設計研究院股份有限公司， 廣州 510010)

0 引言

隨著國家對消防設計重視程度的提高，2019年3月1日起實施的GB 51309-2018《消防應急照明及疏散指示系統技術標準》(簡稱“《應急照明標準》”)第一次對消防應急照明系統的設計進行了深入、細致的標準規定，對各類建筑物的應急照明設計都帶來了較大的變化。如何充分貫徹編制思路，同時針對不同建筑物功能及形體特點合理確定應急照明方案，成為廣大電氣設計者關注的問題。為避免生搬硬套，本文嘗試從地鐵設計的角度，用新標準為地鐵車站量身定做一套相適應的方案，以便更好地實現標準編制者對系統配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷。

對比傳統應急照明設計，該應急照明標準從理念上有以下新特點。(1)基于疏散單元進行系統設計的理念，從保證疏散安全的角度，將風險進一步分散。(2)簡化系統架構、控制邏輯，提高系統可靠性的設計原則；減少電源與末端燈具之間的層級，提高系統可靠性。(3)充分發揮自我監控功能、提高系統自身安全性。總之，就是從安全性出發，系統分散化、結構簡化化、著重自我監控功能，全面提高系統可靠性。

1 規范差異

了解新規范中應急照明系統的主要變化后，針對地鐵應急照明系統有主要影響的變化進行了歸納。由于具體變化內容較多，不便一一列舉，僅就主要變化進行對比，詳見表1。

新舊應急照明規范主要差異對比表 表1

2 思路分析

2.1 地鐵車站應急照明系統原方案

典型車站一般分為站廳層、站臺層、區間隧道等三大區域，從圖1中可看出，全站正常照明由變電所饋出至各功能分區的分配電箱進行二級配電，而應急照明則由車站兩端設于應急照明電源室內的應急照明電源裝置(EPS)直接饋出至應急照明燈具。應急照明系統制式為交流220V，采用集中電源非集中控制型式。

圖1 地鐵車站典型照明系統干線圖

2.2 設計思路

從以上對比可看出，新發布的《應急照明標準》對系統制式、控制方式、配電形式等方面都進行了較大變化。為適應新標準，消防應急照明系統的設置必須重新考慮，用新標準為地鐵車站量身定做一套相適應的方案，才能實現系統配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷，切不可隨意在原應急照明系統上稍作修改或直接套用某些廠家標準的系統形式，這樣都可能最終導致整個系統的不合理。應急照明分為消防應急照明(即疏散照明)及備用照明，由于備用照明相對變化不大，本文將就消防應急照明(即疏散照明)部分進行主要研究，主要研究思路分為以下幾個步驟。

(1)按消防應急照明照度要求進行照度模擬計算，結合地鐵車站建筑及功能特點確定燈具容量及布置。

(2)按《應急照明標準》要求，確定疏散指示牌布置原則。

(3)按地鐵車站功能及《應急照明標準》要求，確定系統構架及系統配置。

(4)按《應急照明標準》要求，確定回路設置要求。

(5)按《應急照明標準》要求，確定線路、敷設等選型及要求。

3 地鐵車站應急照明系統新方案

3.1 照度要求

應急照明分為疏散照明及備用照明，其中疏散照明的照度要求，對于地鐵車站有多本現行規范均有相關要求，但又不盡相同，給設計帶來一定不穩定性。本文嘗試將各現行規范主要要求一一列舉(詳見表2)，綜合對比后確定最終的疏散照明照度要求。

疏散照明照度要求一覽表/lx 表2

注：1.GB 50016-2014(2018版)《建筑設計防火規范》；2.GB 51298-2018《地鐵設計防火標準》；3.GB/T 16275-2008《城市軌道交通照明》；4.GB 51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》；5.JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》。

3.2 照度計算及燈具選擇

以南方城市某在建地鐵站為例，本站為標準島式二層車站，站廳層建筑面積為5 648m2，站臺層建筑面積為2 136 m2。站廳、站臺中部區域為公共區，兩端為設備房區域。公共區裝修吊頂高度為3.2m，設備區無吊頂，燈具安裝高度為2.8m。典型車站站廳層、站臺層平面圖詳見圖2～3。

圖2 典型車站站廳層平面圖

圖3 典型車站站臺層平面圖

(1)公共區燈具選型

5W、10W、15W均為常規采用的燈具規格，一般民用建筑疏散通道為窄長型，層高約為2.8m，多采用5W或以下燈具作為消防應急照明，但對于地鐵車站這種大空間采用哪種規格更合適？需結合集中電源數量、燈具成本、照度均勻性等綜合考慮選定。如選擇容量過小，燈具數量過多則維護困難，與裝修風格難以搭配，還可能導致集中電源數量增多(因每回路所帶燈數有限制)；如選擇容量過大，為保證均勻性可能導致燈具總容量即系統總容量過大，增加一次造價及日后維護成本。所以，本文對5W、10W、15W三種燈具規格分別進行了模擬計算，對比研究后確定最佳方案，計算結果參見表3。5W燈具、10W燈具、15W燈具的照度模擬數據詳見圖4～6。

不同廠家燈具參數略有不同，所以結果也有所差異，取相對平均值后得全站燈具、回路數、集中電源對比如表4所示。

各廠家模擬計算結果一覽 表3

圖4 某廠家5W燈具照度模擬

不同燈具規格系統配置對比表 表4

圖5 某廠家10W燈具照度模擬

圖6 某廠家15W燈具照度模擬

根據表4可知，當采用不同容量燈具時，受規范對饋出回路及饋出回路電流等限制，集中電源套數相同。但由于地鐵車站公共區為大空間，高度又較高，為保證照度效果，5W時燈具數量將比10W、15W約多40%～90%，燈具成本大大增加。同時考慮10W燈具均勻性較15W更好，最終推薦車站公共區疏散照明燈具功率采用10W。

(2)設備區燈具選型

設備房應急照明分為備用照明及消防應急照明(即疏散照明)，新《應急照明標準》主要對疏散照明進行新的規定，所以本文分別對典型面積設備房的疏散照明進行照度模擬，計算模擬結果詳見表5。

模擬結果 表5

由于設備房空間較小，安裝高度較公共區低，所以單燈功率越小，房間總容量越小，疏散照度更均勻，采用功率較小的燈具較為合理。5W燈具能在不增加集中電源套數情況，均勻度更好，前后布置降低柜體對光線遮擋，最終推薦車站設備區疏散照明燈具功率采用5W。

3.3 疏散指示設置方案

由于地鐵車站疏散指示的設置受多本規范約束，須同時滿足GB 51298-2018《地鐵設計防火標準》5.6.2、5.6.4；GB 50016-2014《建筑設計防火規范》10.3.5條；GB/T 33668-2017《地鐵安全疏散規范》8.17等規范的要求，最終確定方案主要如下。

(1)站廳、站臺公共區1m以下疏散標志間隔 ≤10m，吊頂下增設的疏散指示標志間隔 ≤20m。(2)疏散通道(出入口通道)1m以下疏散標志間隔≤10m，吊頂下增設的疏散指示標志間隔≤20m。(3)站廳、站臺主要疏散路徑、疏散通道(出入口通道)在地面設置燈光疏散指示標志，間距≤3m。(4)設備管理區疏散走道1m以下疏散標志間隔≤10m，走道轉彎處按規范要求加密。(5)區間每隔15m設帶米標、可變方向的燈光疏散指示標志燈。

吊頂車站高位疏散指示牌和站廳公共區及通道處疏散指示牌詳見圖7～8。

圖7 吊頂車站高位疏散指示牌

圖8 站廳公共區及通道處疏散指示牌布置示意

3.4 系統方案

(1)系統形式

消防應急照明和疏散指示系統采用集中控制型。由于車站內應急照明及疏散指示數量較多，為便于運營檢修維護，采用集中電源型燈具；由于區間隧道較長、環境相對惡劣，集中電源難以放置，故疏散照明燈及標志燈采用自帶蓄電池型燈具。詳見圖9。

圖9 集中電源型應急照明系統示意圖

車站內的集中電源放置在照明配電室、應急照明電源室或環控電控室等處，按防火分區設置；區間應急照明配電箱放置在站臺端頭房間及區間聯絡通道。

各防火分區的集中電源電源、應急照明配電箱均引自每端的應急照明切換總箱；應急照明控制器放置在車控室，應急照明控制器電源引自車控室切換箱。典型車站應急照明系統示意圖詳見圖10。

(2)集中電源系統容量

按照規范中以下要求(詳見表6)，確定每套集中電源系統容量上限。

集中電源系統容量相關要求 表6

圖10 典型車站應急照明系統示意圖

綜上，滿負載情況，地鐵車站每套集中電源配接燈具額定容量S燈具上限為：S燈具≤S總回路×80%，即S燈具≤Ue×I每回路×最大回路數×80%=36×8×6×0.8，即S燈具≤1.38kW。

每套集中電源的額定輸出容量S電源上限建議為：S電源≤ 1.38×1.3=1.79kW，即S電源≤ 1.79kW。

所以，根據各防火分區實際所接燈具情況，綜合性價比因素，每套集中電源容量建議在1～1.79kW選擇，所連接的應急照明負荷建議在0.7～1.38kW之間選擇。

(3)配電回路要求

1)疏散燈具應按防火分區、站廳、站臺、隧道區間等為基本單位設置配電回路。2)疏散照明燈和疏散標志燈不應在同一回路上出線。3)防煙樓梯間前室及合用前室內疏散燈具應由前室所在的防火分區或樓層配電。4)系統設備房及疏散通道的疏散照明應單獨設置配電回路。5)封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯應單獨設置配電回路。6)敞開樓梯間內設置的燈具應由燈具所在樓層或就近樓層的配電回路供電。7)疏散標志燈每個回路配接燈具不宜超過60套。

(4)線路選型及敷設要求

1)系統饋出線纜選用電壓等級不低于300/500V的低煙無鹵型耐火電線。地面標志燈配電線路和通信線路選擇耐腐蝕橡膠線纜。2)應急照明系統饋出線纜暗敷時，采用穿鋼管敷設，并暗敷在不燃燒體結構內，保護層厚度應≥30mm；當線纜明敷時，穿鋼管或封閉式金屬線槽敷設，并涂刷防火涂料。3)集中控制型系統中線路選用耐火線纜、耐火光纖。4)具有IP防護等級要求的系統部件，其線路中接線盒、管線接頭等均應達到與系統部件相同的IP防護等級要求。

4 結束語