關(guān)于疏散指示與應(yīng)急照明基于新規(guī)范GB51309- 2018 的方案論證

王瑞清

（中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司電氣化設(shè)計(jì)院分公司，天津300250）

1 概述

地鐵作為現(xiàn)代化的城市軌道交通工具，承擔(dān)著越來越重要的大客流運(yùn)輸任務(wù)。然而在地下狹小的空間里，人員和設(shè)備高度密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，救援與疏散將十分困難。從世界地鐵的100 多年歷史教訓(xùn)看，地鐵災(zāi)害中發(fā)生頻率最高，造成損失最大的是火災(zāi)。基于此原因，我國(guó)不斷加強(qiáng)對(duì)消防和疏散的管理。各行業(yè)相關(guān)職能部門本著標(biāo)準(zhǔn)化、安全化、實(shí)用化、可操作化編制了不同的消防標(biāo)準(zhǔn)。2019 年3 月國(guó)家應(yīng)急管理部編制并實(shí)施了GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱新標(biāo)準(zhǔn)），該規(guī)范與公安部提出的GB17945-2010《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布）存在差異及變化。在地鐵區(qū)間隧道特殊的地質(zhì)環(huán)境中如何按照新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工給地鐵的建設(shè)者們提出了挑戰(zhàn)。部分在建軌道交通項(xiàng)目應(yīng)急照明設(shè)備已經(jīng)訂貨，如何減少變更帶來的投資增加與施工困難，是又一項(xiàng)矛盾所在。

2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

新標(biāo)準(zhǔn)從保護(hù)人身安全的角度出發(fā)，將A型應(yīng)急照明燈具的供電電壓定為DC36V。為減小集中電源故障影響面大的后果，將集中電源的額定容量規(guī)定為5kW以下。造成GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB17945-2010《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》GB51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》存不同程度矛盾。

3 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)城市軌道交通應(yīng)急照明的影響

城市軌道交通作為目前世界上最大的單體建筑，因其規(guī)模大（建筑面積），線路長(zhǎng)，以及其復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，加上巨大的人流，必然給消防帶了巨大的挑戰(zhàn)。在進(jìn)行區(qū)間隧道消防設(shè)計(jì)時(shí)如何解決北方寒冷，南方潮濕給集中電源帶來的壽命縮短，以及電壓降的問題是擺在城市軌道交通設(shè)計(jì)人員面前的一道難題。城市軌道交通行業(yè)目前普遍的做法是采用EPS集中電源式供電。額定輸出電壓AC220V，容量一般為10～15kW。新標(biāo)準(zhǔn)提出蓄電池額定輸出功率小于5kW，應(yīng)急照明燈具主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于DC36V，雖然采用低電壓供電解決了安全問題，但是同時(shí)帶來了壓降大的問題。因區(qū)間隧道的特殊環(huán)境，不利于存放蓄電池，GB51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定不應(yīng)侵占疏散平臺(tái)寬度等制約條件給設(shè)計(jì)人員帶來了一定的考驗(yàn)。因目前新標(biāo)準(zhǔn)剛剛于2019 年3 月實(shí)施，全國(guó)各城市軌道交通設(shè)計(jì)院在消防應(yīng)急照明設(shè)計(jì)方面均處在觀望狀態(tài)，沒有提出合理可靠的設(shè)計(jì)方案。尤其是正在建設(shè)中的城市軌道交通項(xiàng)目，是否在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案變更，還沒有可行的解決方案。

4 基于新標(biāo)準(zhǔn)的方案比選

基于GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)以下三種方案進(jìn)行比選，并提出應(yīng)急照明推薦方案。

總體方案：依據(jù)GB51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定一條線路、一座換乘站及其相鄰區(qū)間的防火設(shè)計(jì)可按同一時(shí)間發(fā)生一處火災(zāi)考慮。

集中控制器安裝在車控室內(nèi)，在A型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）內(nèi)設(shè)置功率轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急照明燈具正常狀態(tài)與火災(zāi)及其他非正常狀態(tài)下節(jié)電模式與應(yīng)急照明模式的轉(zhuǎn)換。A 型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）配置通訊接口，數(shù)據(jù)上傳至總線或集中控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源、燈具的控制監(jiān)測(cè)及試驗(yàn)功能。燈具之間線纜穿管線敷設(shè)。

集中控制A型應(yīng)急照明配電箱內(nèi)設(shè)置通訊接口，數(shù)據(jù)上傳至總線或集中控制器。實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的監(jiān)控試驗(yàn)功能。

備用照明在新標(biāo)準(zhǔn)中要求沒有變化，所以再此不再論述。

4.1 照度選擇

（1）站廳層及站臺(tái)層照度大于3.0Lx。（2）樓梯或扶梯、疏散通道轉(zhuǎn)角處的照度大于于5.0Lx。（3）區(qū)間隧道照度大于3.0Lx。

4.2 車站高度

（1）站廳層高度一般取平均3.75m。（2）站臺(tái)層高度取3.5m。（3）區(qū)間隧道高度一般取平均4.5m。（4）標(biāo)準(zhǔn)站長(zhǎng)度：取200m。

4.3 燈具選擇

式中：Eθ地面任意一點(diǎn)的水平照度，Lx；K 燈具的維護(hù)系數(shù)；Iθ燈具至該點(diǎn)照射方向的光強(qiáng)，cd；h 燈具的安裝高度，m；cosθ 地面通過光線的法線與入射光線夾角的余弦。

計(jì)算得出：在選用5W LED 應(yīng)急照明燈具的情況下：（1）站臺(tái)層及站廳層在滿足3.0Lx照度情況下，應(yīng)急照明燈具的間距為7m/盞。（2）區(qū)間隧道在滿足3.0Lx照度情況下，應(yīng)急照明燈具的間距為6m/盞。

4.4 疏散指示標(biāo)志選擇

區(qū)間疏散指示標(biāo)志站臺(tái)層及站廳層間距為20m/個(gè)，疏散同道間距為10m/個(gè)，區(qū)間隧道為間距為15m/個(gè)。疏散指示標(biāo)志的功率一般為1～1.5W，在滿足應(yīng)急照明燈具供電的要求下，一定會(huì)滿足疏散指示標(biāo)志。故疏散指示標(biāo)志布置方案不再進(jìn)行校核。

4.5 電纜選擇

依據(jù)《照明設(shè)計(jì)手冊(cè)》電壓的偏移范圍為+5%至-10%線路電壓降計(jì)算公式：△U=2×I×R

I：線路電流I=P/ U；L：線路長(zhǎng)度；P：負(fù)荷

①電流I=P/ U

②電阻R=ρ×L/s（電纜截面mm2）

③ρ 為電阻率 銅的電阻率為0.018Ω*mm2/米

根據(jù)以上公式計(jì)算得出：采用2.5 平方截面的電線單回路可供電20 盞燈，供電距離為112 米；采用4 平方截面的電線單回路可供電26 盞燈，供電距離為148 米；采用6 平方截面的電線單回路可供電33 盞燈，供電距離為190 米；采用6 平面截面的電線單回路供電17 盞燈，供電距離為274 米；采用6 平面截面的電線單回路供電13 盞燈，供電距離為352 米。

注：上述計(jì)算結(jié)果的前提是按燈具5W/盞，布置間距6 米，末端壓降不大于10%Un。

方案一：方案一采用集中控制A型應(yīng)急照明集中電源供電。

Ⅰ站廳層及站臺(tái)層應(yīng)急照明方案：消防應(yīng)急電源取自上一級(jí)帶雙切開關(guān)的配電柜（箱），雙切開關(guān)電源取自400VⅠⅡ段母線。在站廳層和站臺(tái)層A、B兩端分別設(shè)置450VA A型應(yīng)急照明集中電源，額定輸入電壓AC220V，輸出電壓為DC36V，A型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）內(nèi)設(shè)置降壓裝置，蓄電池、集中應(yīng)急照明燈具功率調(diào)整模塊。根據(jù)GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》A型應(yīng)急照明配電箱的輸出回路不應(yīng)超過8 路。具體供電回路配置方案根據(jù)防火分區(qū)設(shè)置，待設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)置。

Ⅱ區(qū)間隧道應(yīng)急照明方案：消防應(yīng)急電源取自上一級(jí)帶雙切開關(guān)的配電柜（箱），雙切開關(guān)電源取自400VⅠⅡ段母線。在區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道及站臺(tái)層A、B兩端分別設(shè)置450VA A型應(yīng)急照明集中電源，額定輸入電壓AC220V，輸出電壓為DC36V，A型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）內(nèi)設(shè)置降壓裝置，蓄電池、集中應(yīng)急照明燈具功率調(diào)整模塊。應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）分別向區(qū)間隧道兩側(cè)布置3 條供電回路，每條供電回路供電的應(yīng)急照明燈具距離為100m。

以區(qū)間隧道2000m 計(jì)算，AC220V 消防電源供電電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×6mm2型。

P1 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×2.5mm2型。P2 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×4mm2型。P3 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×6mm2型。P4 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×2.5mm2型。

方案二：方案二站廳層及站臺(tái)層應(yīng)急照明及疏散指示設(shè)計(jì)方案同方案一。

區(qū)間隧道布置方案：消防應(yīng)急電源取自上一級(jí)帶雙切開關(guān)的配電柜（箱），雙切開關(guān)電源取自400VⅠⅡ段母線。在站臺(tái)層A、B兩端分別設(shè)置200VA A 型應(yīng)急照明集中電源，額定輸入電壓AC220V，輸出電壓為DC36V，A 型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）內(nèi)設(shè)置降壓裝置，蓄電池、集中應(yīng)急照明燈具功率調(diào)整模塊。每隔200 米設(shè)置200VA A型應(yīng)急照明集中電源配電箱一個(gè)。

應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）分別向區(qū)間隧道兩側(cè)布置2 條供電回路，其中一條給應(yīng)急照明燈具提供DC36V 電源，供電距離為100m，另一條給疏散指示提供DC36V電源，供電距離為100m。

以區(qū)間隧道2000m 計(jì)算，AC220V 消防電源供電電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×6mm2型。

P1、P3 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×2.5mm2型。P2、P4 供電回路電纜選用無鹵低煙阻燃WDZ-YJY 4×2.5mm2型。

方案三：

方案三：區(qū)間隧道選用自帶蓄電池型應(yīng)急照明燈具及自帶蓄電池型疏散指示。

Ⅰ站臺(tái)層、站廳層供電方案：該方案同方案一（站臺(tái)層及站廳層不采用自帶蓄電池型應(yīng)急照明燈具及自帶蓄電池型疏散指示）。

Ⅱ區(qū)間隧道布置方案：消防應(yīng)急電源取自上一級(jí)帶雙切開關(guān)的配電柜（箱），雙切開關(guān)電源取自400VⅠⅡ段母線。額定輸入電壓為AC220V，集中控制A 型應(yīng)急照明配電箱內(nèi)設(shè)置降壓整流裝置。額定輸出電壓為DC36V。每隔200 米設(shè)置A型應(yīng)急照明配電箱一個(gè)，選用應(yīng)急燈具為自帶蓄電池型應(yīng)急照明燈及自帶蓄電池型疏散指示。

電纜選用同方案二。

方案一、二、三、優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：

區(qū)間隧道以2000m，車站規(guī)模以10000m2進(jìn)行計(jì)算。

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綜合考慮南方推薦方案一維護(hù)使用成本低，安全可靠性高并且可以減少在建項(xiàng)目的變更降低施工困難。因北方冬季天氣寒冷不利于蓄電池室外使用，可選用方案三，或在方案一A型應(yīng)急照明集中電源配電柜（箱）增加加熱裝置，保持電源箱處在恒溫狀態(tài)。

消防應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)作為消防系統(tǒng)不可或缺的一部分，在消防系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。如何將消防應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更加合理、可靠需要在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中不斷摸索經(jīng)驗(yàn)，真正熟悉和了解各部門發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，更需要在國(guó)內(nèi)外隧道火災(zāi)事故中吸取教訓(xùn)。讓我們的城市軌道交通更好的服務(wù)于大眾，為出行的人們打造一個(gè)安全和諧的乘車環(huán)境。