高層民用建筑應急照明系統設計探討

王紅霞

【摘要】應急照明系統作為建筑電氣設計的關鍵內容之一，其設計是否科學合理、是否足夠穩定可靠極為關鍵。本文結合筆者既往應急照明系統設計實踐經驗，就高層建筑的應急照明系統設計展開簡要探討，以期為眾電氣設計同仁在開展應急照明系統設計時有所裨益。

【關鍵詞】高層民用建筑;應急照明系統;集中電源;應急照明集中控制器

1、何為應急照明系統

所謂應急照明系統即是當正常照明的電源由于種種原因失效時，作為補充備用而臨時使用的照明系統，其中包含有下述三類系統：

（1）疏散照明系統。若正常使用的照明系統因某種原因產生故障而不能正常運行時，疏散照明系統能確保發生危險情況時人員安全地疏散。具體而言，為了保障順利疏散到達安全地帶，疏散照明系統分為誘導指示標志照明以及疏散照明。前者的設置是為了提示安全出口的方向以及位置，便于人員在疏散情況下準確找到安全出口;而疏散照明是為了在光線不足的情況下使人員能夠了解疏散通道的流向以及識別障礙物，并在安全通道上順利通行。一般在疏散路線中會設置手動報警器、呼叫通訊裝置等，也會配備有相應數量的滅火設備。

（2）安全照明系統。若正常照明系統失效時，為了確保必要工作的進行，保障可能由于無照明而引發危險的照明，例如醫院手術室、各類電梯以及冶金車間等。

（3）備用照明系統。若正常照明系統失效時，為了保障正常工作或活動保持一定穩定狀態而配置的照明系統。

2、高層民用建筑應急照明系統設計

高層民用建筑物的應急照明負荷等級為一級負荷或者二級負荷，其供電可靠性的要求較高。根據應急照明的控制形式（集中控制型、非集中控制型）有所區別，應急照明集中控制器、應急照明配電箱、集中電源的供電常采用的供電方式如下：

2.1集中控制型系統供電方式

（1）雙路進線均由獨立電源供電。雖然此種形式的雙路進線均由獨立于正常電源的電網提供電源，但是為了保障應急照明系統運行的穩定，要將該兩條外部進線設計為兩路獨立電源，從而能夠保障一路出現故障不能供電時，另一路也能夠穩定運行。這種設計方式的優點在于供電容量與時間余量都能夠有充分的保障，對轉換時間的要求不高。但是其缺陷在于一旦發生重大災害，可能兩條進線都會同時被破壞，從而失去應急功能。因此，對于目前較大規模的高層建筑類型一般不采用該種方式作為應急照明供電。這種供電設計需要結合當地電網的電力情況及使用負載情況進行統籌的綜合考慮，更適合從宏觀上安排電力設備的應急電源方式。

（2）電網與自備發電機組合供電。這種供電系統的特點是一路由當地供電電網進行供電，另外一路由建筑體自備發電機進行供電，從而使得應急照明的供電時間和容量不會受到約束。但由于疏散照明及安全照明對照明中斷時間要求為不應大于5s，其中金融商業交易場所安全照明不應大于1.5s，要求較高，該方式需考慮到發電機組啟動運行的延時性。即使在發電機設有自動啟動裝置的情況下，當正常供電系統中斷時，發電機組馬上啟動需要在30s內完成供電，無法確保滿足規范對應急照明中斷時間的要求。因此為了提升電路轉換的可靠性，采用此方式供電應急照明相關燈具應配備蓄電池或集中電源，進而確保切換供電的穩定性。

以上應急照明負荷為一級負荷時主電源的情況，當其為二級負荷時，應急照明集中控制器、集中電源、應急照明配電箱的主電源引自由雙回路供電的消防電源配電箱即可。

2.2非集中控制型系統供電方式

非集中控制型系統中，集中電源或應急照明箱應由正常照明線路供電。以上兩種形式，如果不采用集中電源，則均會需用到自帶蓄電池的燈具。蓄電池是各類應急照明設備中最簡便的一種供電方式。其優點在于供電有保障，轉換有效率，增減容易，較少出現線路故障，不影響電池的使用壽命。但是也存在一定的劣勢，例如自配蓄電池的應急照明燈具造價高，持續照明時間有限（取決于電池容量大小）、運行維護要求高。綜上所述，燈具自帶蓄電池供電的應急照明方式適用于總燈具數量較少，設置較為分散的一般規模建筑物。在實踐中發現不同的電源結構其可靠程度也存有一定的差異，若只采用單一供電電源形式，一旦發生故障就會導致應急疏散工作癱瘓。因此，為了保障高層建筑應急照明系統的安全可靠，務須遵循安全、科學、經濟的原則，選擇兩種或兩種以上的應急照明供電電源。

2.3配電回路設計

（1）應急照明設備的供電應與正常供電回路進行區分，獨立設置，并且在標準防火分區內有獨立的回路。當采用集中供電或組合式的應急照明燈具設備時，則應與建筑防火分區的設置保持一致，避免跨越分區，并與正常照明系統進行分別控制。（2）若高層建筑采用分散供電時，應盡量在每層都設置專用應急照明配電箱或消防配電箱，并且要能夠實現雙回線路或兩個獨立供電電源的自動切換。（3）保應急照明燈具能在發生突發事故后自動啟動。例如發生火災時，應急照明系統能自動投入使用，并同時切斷與非消防電源的連接。（4）正常照明與應急照明應分別設置并進行嚴格的區分，若存在備用照明為正常電源的一部分時，應當單獨設置線路與開關，保證應急照明僅在緊急情況下開啟，并保持穩定可靠。（5）高層建筑的樓梯間照明模式可采用豎向配電，并與應急照明回路相接。

2.4線路敷設

（1）集中控制型系統，系統配線應采用耐火線纜，系統的通信線路應選擇耐火線纜或耐火光纖。非集中控制型系統中，當燈具采用自帶蓄電池供電時，配電線路應采用阻燃線纜;當燈具由集中電源供電時，線路應采用耐火線纜。除絕緣層的防護要求外，應急照明線路的敷設也須結合消防配電要求進行，為避免突發火災事故時線路故障而導致應急照明系統癱瘓，須在該類線路敷設時做好保護措施。例如，可通過外套鋼管保護導線或電纜，并在非燃燒的材質中暗敷，保護層厚度應不小于3cm。若采用明敷，則除需套鋼管保護外，還要在鋼管外層涂刷防火材料或采取其它防火措施。同時，應急照明線路可采用具有防火性能或耐火等級較高的電線、電纜。（2）各類應急照明的線路上不允許設置插座，且應急照明系統應避免使用調光。（3）應急照明線路管線除了需要滿足消防等級的需求外，還應以安全性、經濟性為原則進行選用。

結語：

科學合理的應急照明系統對于輔助應對突發事件、確保住戶生命及財產安全等有著極其關鍵的效用。對此，相應設計者務須緊密結合建筑實況，依據設計規范，結合既往類似實例，妥善選定可靠穩定的供電方案、科學適宜的控制方式以及合理規范的線路敷設方案，進而為構建穩定可靠的應急照明系統提供切實保障。

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