客船低位照明的設計

馬 莉 劉 芳 曹征宇

（上海外高橋造船有限公司 上海200137）

引 言

1990年4月6號21點45分，“斯堪的維納亞之星”號25000噸級客貨兩用渡船，搭載著383名乘客和99名船員從挪威駛向丹麥的腓特烈港。沒想到幾小時之后，這艘渡輪突然遭遇一場火災，火勢迅速蔓延至全船。機艙也受火情影響，導致主機和輔機都失去動力，中央空調停止運轉，濃烈的煙霧彌漫到各個房間和區域，遇難人員中大部分是因無法迅速撤離事故現場，吸入過多的一氧化碳，最后該事故導致這艘渡輪上158名乘客和船員失去了生命［1］。

加強船舶安全的警鐘再一次敲響，這次火災慘劇促進了海上人命公約SOLAS的1992綜合文本修正案的頒布實施，其中包括客船的低位照明系統的規范和實施。開展有效的低位照明布置設計和系統設計，為乘客和船員在緊急情況下的應急逃生提供路線指導，對于船上船員和乘客的生命安全保障具有十分重要的意義。

1 客船低位照明的功能介紹

客船的低位照明系統是當船舶發生火災事故時，煙霧使普通應急照明效果降低，通過沿脫險通道設置電源照明、熒光條、熒光指示器等，以便人員能迅速地撤離事故現場和危險區域，安全到達救生艇和救生筏登乘甲板。

客船低位照明系統可分為熒光低位照明系統和電力低位照明系統。熒光低位照明系統包括低位引導線、方向指示器、逃生通道標志、逃生線路標志。電力照明系統包括光源、電源和控制回路等［1］。

1.1 熒光低位照明系統

熒光低位照明系統一般選用磷光條作為發光體。磷光條的工作原理：當磷光條受到紫外線或可見輻射的激發時，儲存能量，該能量作為載體的光源。為了保證在火災等事故煙霧環境下，低位照明系統便于逃生人員識別，根據IMO Resolution A.752（18）和ISO 15370 : 2010的 要 求［2］，熒 光材料在所有外部照明源移走后，10 min內應提供至少15 mcd/m2的亮度。系統應在60 min內提供＞2 mcd/m2的亮度值［3］。熒光級別應在材料表面鑒定，熒光條的寬度不應＜75 mm，依據IEC 60092-101規定，熒光材料應為阻燃材料。含磷光材料的低位照明系統，通常用于客船的船員起居處所的走廊、樓道區域，或者是對內裝要求不高的客滾船和客貨船等［4］。

熒光低位照明系統的優點在于形式簡單，便于安裝，完全排除了由于電路元器件故障造成的低位照明系統故障的可能性，同時設計工作量小、施工工程量小且成本低廉。

圖1 熒光低位照明系統

圖2 電力低位照明系統圖

1.2 電力低位照明系統

電力低位照明系統可由平面光源、點光源或者兩者的組合構成。對平面或線性光源，比較常見的為電子發光板、電熒光板和邊緣發光的光學纖維。同樣為了保證在火災等事故煙霧環境下，低位照明系統便于逃生人員識別，指示器表面最小照度應為10 cd/m2，線光源的最小寬度應為10 mm。發光強度沿線性光源方向均勻，也就是說同一光源的最大發光強度不能大于最小發光強度的10倍［3］。

電力低位照明系統按照SOLAS要求，一路連接主電源，一路連接應急電源。在正常情況下，由主電源供電；在應急工況下，由應急電源供電。對載客超過36人若獨立蓄電池能提供至少60 min的備用電源情況下，電力低位照明系統可由主電源與蓄電池兩路供電，而無需連接至應急電源。電力低位照明系統的優點是輕便且控制方式靈活、材料美觀。

熒光低位照明系統與電力低位照明系統可組合使用。若甲板或樓梯圍欄不是由常閉門或在緊急情況下可遙控關閉的門分隔開的，則每層甲板或梯道圍欄可只安裝一種系統。如果甲板或樓梯圍欄是由常閉的門分隔，門的內外甲板或者梯道圍欄都分別需要配置低位照明系統。此外，含磷光材料的標志和方向指示可與電力低位照明系統結合使用。

2 低位照明的設計原則

2.1 客船低位照明系統的規范要求

根據安全返港要求，低位照明系統應在船舶有序疏散或棄船時發揮指引作用，以便大幅減少人員傷亡。MSC.216（82）要求如果一艘船舶主豎區因為火災無法使用，則低位照明系統應能有效指明逃生通道、救生設備組和登船處，使船上人員安全到達救生艇和救生筏登乘甲板。如果主豎區以外的地方沒有損壞，則低位照明系統應至少能夠運行3 h；當主豎區損壞時，對低位照明系統運行時長沒有要求。

根據SOLAS II-2/13.3.2.5的應急照明要求，應在梯道和出口在內的脫險通道的所有區域（包括拐彎和交叉處），用位于甲板以上不超過300 mm的照明或熒光條指示裝置予以標示。［4］此標示必須使乘客能夠辨認脫險通道并易于識別脫險出口。如果使用電力照明，應由應急電源供電，并應布置成任何單個燈的故障或一個照明條的切除不會導致標示失效。此外，脫險路線的標志和消防設備位置的標識應采用熒光材料或用照明標示。主管機關應確保該照明或熒光設備的鑒定、測試和使用符合《消防安全系統規則》。

2.2 低位照明的布置原則

低位照明系統的符號應使人員能夠易于識別所有脫險通道和出口，但是低位照明系統不能安裝在公共處所、艙室、辦公室、衛生間、更衣室、美容院和健身房等類似封閉的空間以及露天甲板的逃生路線上。此外，為了避免低位照明條影響逃生人員的通道，照明條不應沿門檻設置或者穿過樓梯平臺［5］。

圖3為某客船的低位照明布置示意圖。

圖3 某客船住艙區域低位照明系統布置示意圖

2.2.1 走廊處的布置要點

（1）在乘客、船員起居的走廊、樓道區域多用磷光條，安裝在踢腳板側面的槽內。至少應在走廊的一側安裝低位照明系統。超過寬2 m的走廊，低位照明系統應安裝于兩側。圖4以歐洲某設計公司的客船為例詳解了這一設計要點。

圖4 某客船寬度大于2 m的走廊低位照明布置

走廊沿線上長不足2 m或者是總長度小于走廊長度50%的個別小的單獨凹進處，在計算走廊寬度時不應包括在內。在所有走廊的低位照明系統的視覺效果應連續，以便提供一條脫險通道的可見輪廓。遇到局部凸出或凹進去時，低位照明條允許的最大間隔不能超過2 m。

（2）低位照明系統應安裝于距甲板300 mm范圍內的艙壁或距艙壁150 mm范圍內的甲板上。在艙壁有凹進部位，或者在脫險通道穿過露天場所、公共處所，休息室或者樓梯平臺超出4 m等處，低位照明應安裝在距艙壁超過150 mm處。

（3）在閉端走廊，低位照明系統應包括有相隔不超過1 m的箭頭或等效指示方式，指出走出閉端走廊的方向。

2.2.2 門附近的布置要點

（1）作為脫險通道一部分的門樓梯上，走廊主豎區邊界的門或者通向露天甲板的門，應按照標準標記低位照明。沿脫險通道上的門如果是在關閉時沒有固定措施的雙向開門，則不必標記。用于主要的或者次要的逃生方式的雙向開的門（如主豎區邊界的門），應在兩側都有標記。為了防止混淆，只能在出口處的門上標記低位照明，圖5所示。

圖5 某客船脫險通道上出口門上的低位照明標識

（2）低位照明應安裝在門框或者門扇上至出口門把手高度，甚至可根據實際情況，將低位照明系統分布于出口門把手相對的走廊一側。

2.2.3 樓道處的布置要點

在脫險通道的所有樓梯內，安裝在艙壁或者垂直面上的低位照明，距每級跳板前的高度應不超過300 mm。如果樓梯寬度為2 m或者大于2 m，低位照明應安裝在樓梯的兩側，并且不在中心扶手上。每一段樓梯的頂部和底部都應有標志標明階梯到此為止。在樓梯圍欄內，當需要沿艙壁標記最直接路線時，除非進門與梯級之間或任何續貫設置的樓梯之間距離超過2 m，否則只需要標記樓梯，參見圖6所示某客船不同寬度樓梯低位照明布置［6］。

圖6 某客船不同寬度樓梯（寬度大于和小于2 m）低位照明的布置

2.3 電力低位照明系統供電線路設計原則

為了保證在緊急情況下，電力低位照明系統可保持有效，在進行電力低位照明系統供電系統設計時要采用冗余設計，保證線路在單點故障的狀態下不會導致某一區域完全失電［7］。

傳統設計中燈帶采用線性設計，每個燈帶有2路電源供電，即來自2個分電箱，如圖7所示。當單點發生故障時，例如轉換開關箱1發生故障，燈帶1熄滅，燈帶8仍保持亮度，即不會導致某個區域完全失電。但是這樣的設置導致線路復雜，設備成本較高。

圖7 傳統客船低位照明系統框架圖

對此，對設計進行了優化改進，用燈點的環路設計取代了線性設計。LED燈24 V供電電源并聯在一起形成一個環路，當任一單點發生故障時，都不會影響另一路電源供電，即不會導致任何一個區域發生失電的安全隱患。

框架圖如下頁圖8所示：在沒有內置電池的情況下，每個燈帶由兩路分開的電源供電。其中，一路來自主電源AC 230 V 60 Hz，另一路來自不間斷電源AC 230 V 60 Hz。任何一路電源及線路所在的處所發生事故時，當任意充電裝置、供電的分電箱、主電源和電纜發生故障時，都不會影響另外一路電源發揮作用，即該電力低位照明系統可保持有效。

圖8 低位照明系統的框架圖

同時，客船電力低位照明系統在主豎區間的供電線路相互獨立，每個主豎區內的電力低位照明系統的電源分別來自區域內的UPS和小功率分電箱。

2.4 電力低位照明系統控制方式的設計原則

電力低位照明系統的控制方式可以分為手動控制和自動控制兩種控制方式。

2.4.1 手動控制設計

手動控制可以從應急切斷系統開關控制面板激活全船低位照明系統，也可以從安全控制系統軟件控制開關激活全船低位照明系統或者單獨激活每個主豎區的低位照明系統。

應急切斷系統從每個供電單元的分電箱獲取故障報警信息并激活低位照明系統。每個供電單元有接口單元連接到應急切斷系統，負責激活低位照明系統和收集故障報警信息。應急切斷系統常閉觸點斷開激活低位照明系統。當通過手動控制方式激活低位照明系統后，常閉觸點斷開，得到反饋，低位照明系統執行手動控制指令［8］。

2.4.2 自動控制設計

當模式轉換開關轉到“自動控制”檔位時，以下幾種情況可觸發低位照明系統：

（1）在通用報警系統中，有一個干觸點連接應急切斷系統，當發生通用報警時，應急切斷系統自動激活低位照明系統。

（2）相關主豎區的火警探測報警在延時沒人應答的狀況下可通過應急切斷系統激活本區域內的低位照明。

（3）在應急切斷系統故障、應急切斷系統電纜斷線、電源供電單元分電箱故障的狀況下都可以激活發生故障區域的低位照明。

3 結 語

目前，國內大型客船的設計和建造工作才剛剛起步，低位照明系統設計是客船安全設計的重要組成部分。低位照明系統的選型配置、布置將會對逃生效率、成本產生一定的影響。本文對客船低位照明系統的分類、供電線路和布置進行研究，可為客船安全設計的開展提供支撐。