大型住宅小區的應急照明系統設計分析

□ 鐘 易

根據第七次全國人口普查數據，2020年末，全國常住人口城鎮化率為63.89%，預計2035年達到72%。隨著人口集中化，以高層為主的大型住宅小區如雨后春筍般涌現。小區的建筑不僅體量巨大，動輒十幾萬平方米甚至上百萬平方米，地面幾十層、地下室多層，停車場、住宅、商業、辦公穿插其中，其業態多樣化，配備有培訓機構、體驗室、餐飲、賓館、展廳、寫字樓、影劇院、大型商場等，大型住宅小區的應急照明系統的布置也因此而復雜。

2019年3月1日起實施的《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309—2018，以下簡稱“新消規”），該版規范與舊版規范相比，變動很大，因此找出一套簡便合理又符合新規范的消防應急照明和疏散指示系統的設計方法，顯得十分重要。

1 ??大型住宅小區的應急照明系統分析

1.1 集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統分析

新消規有4個分類，一是控制系統分類，分為集中控制型系統、非集中控制系統；二是電源箱分類，分為應急照明配電箱、應急照明集中電源；三是應急照明燈具電壓等級分類，分為A型、B型；四是燈具分類，分為帶蓄電池、不帶蓄電池型。

這4個分類可以組合成以下8種防應急照明和疏散指示系統：集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統；集中控制型自帶蓄電池A型消防應急燈具系統；集中控制型自帶蓄電池B型消防應急燈具系統；集中控制型集中電源B型消防應急燈具系統；非集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統；非集中控制型自帶蓄電池A型消防應急燈具系統；非集中控制型自帶蓄電池B型消防應急燈具系統；非集中控制型應急照明集中電源B型消防應急燈具系統。

現在設計中常用的是第一種系統，即集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統。大型住宅小區有眾多的消防聯動設備，如噴淋泵、消火栓泵、排煙風機等，所以必須設置消防控制室并采用集中控制型；由于小區范圍廣，應急照明燈具數量多，采用應急照明集中電源便于今后的物業的維護和管理；通常小區的應急照明燈具安裝高度低于8m，所以采用A型燈具[1]。

1.2 集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統設計的兩個關鍵點

現在的小區地下室大多連成一片區域，每個地下層有多個防火分區，且一般多為兩層，部分小區甚至有三或四層地下室。地面的高層建筑少則五六棟，多則幾十棟。如何在寬廣的小區區域設計一套應急照明系統，筆者總結歸納出以下兩個關鍵點。

（1）應急照明系統應自成系統，且根據不同的使用區域或業態各自以干線回路出線的方式供電，一般地下室為一個大區域系統，地面塔樓為一個大區域系統。

（2）消防應急照明按“a、b、c”三級配電系統配電。第一級為消防主電源總箱和備用電源總箱（以下簡稱“a”）的設置：一是在地下室的每個防火分區各設置一個主電源總箱和備用電源總箱，負責該防火分區的消防設備用電，當然也包括消防應急照明的用電；二是在地面上，附近的幾個塔樓為一個區域，設置一個區域主電源總箱和備用電源總箱，只負責消防應急照明用電，電源都來自配電房的低壓柜。第二級為應急照明電源雙切換箱（下文簡稱“b”）的設置：一是在地下室每個防火分區設置一個，其主電源和備用電源分別來自該防火分區的消防負荷主電源和備用電源總箱；二是在地面上，每棟的每個單元設置一個，其電源來自區域主電源總箱和備用電源總箱。即“b”的電源來自“a”。第三級為應急照明集中電源（以下簡稱“c”）的設置：一是在地下室的每個防火分區至少設置一個應急照明集中電源，如果防火分區面積大可設置多個；二是在地面上，同一個單元根據樓層劃分區域，每個區域設置一個。應急照明集中電源箱的電源來自雙電源切換箱。即“c”的電源來自“b”。

下面以貴港市大唐世家項目工程為例，結合這兩個關鍵點，分析大型住宅小區的應急照的設計。

2 ??工程案例分析

2.1 程建筑概況

大唐世家項目工程由8棟樓和2層地下室組成。地上建筑面積150509m2，地下建筑面積48809m2。總建筑面積約198318m2。其中1號、3～4號、6～8號樓為33層一類高層住宅，建筑高度99.7m，耐火等級為Ⅰ級；2號樓為28層一類高層住宅，耐火等級為Ⅰ級，建筑高度84.7m；5號樓為29層一類高層住宅，耐火等級為Ⅰ級，建筑高度87.7m。地下一層面積為30892m2，分為9個防火分區；地下二層面積為9918m2，分為3個防火分區。消控室位于4#樓一層、地下室局部設有泵房、弱電機房等設備用房，其余作為車庫，屬Ⅰ類汽車庫。地下室設物業專變、商業專變房及住宅公變房。

2.2 工程電氣供配電概況

該工程設有配電房4個，各變電房內計算負荷及變壓器設置，具體如表1所示：

表1 各變電房內計算負荷及變壓器設置一覽

該工程為保證消防負荷及其他一級負荷供電的可靠性，在地下一層還設置1臺800kW自啟動柴油發電機組。

2.3 大型住宅小區應急照明系統設計

2.3.1 應急照明系統選擇

該工程設有消防控制室，且有眾多的消防聯動設備，設計采用集中控制型；應急照明燈具安裝的高度均不高于8m，設計采用36V燈具；考慮到分散型蓄電池使用一段時間后蓄電能力衰減嚴重，物業更換的工作量大，設計采用應急照明集中電源。綜合上述，該工程應急照明系統采用“集中控制型集中電源A型消防應急燈具系統”。

2.3.2 設置火災應急照明

設置火災應急照明的區域有：樓梯間、防煙樓梯間及前室，消防電梯間及其前室、合用前室；變配電室、消控室、消防水泵房、防排煙機房、自備發電機房等；人員密集場所；疏散走道；圖中設計的其他場所。

2.3.3 應急照明照度要求

樓梯間應急照明地面最低水平照度不低于5lx，疏散走道不低于1lx。當變配電室、消控室、消防泵房、防排煙機房等區域發生火災時需要堅持工作場所應保持正常照明的照度值[2]。所有疏散走道及各安全出口、人員密集場所的疏散門的正上方均設置燈光疏散指示標志。地下室與地上層共用樓梯間的首層與地下室出口處，均設有明顯疏導標志，以防發生火災時人們誤入地下室。安全出口標志、疏散指示燈均為常亮。火災事故照明燈和疏散指示標志，應設置其他非燃燒材料制作的保護罩，并應符合《消防安全標志》（GB 13495.1—2015）和《消防應急照明和疏散指示系統》（GB 17945—2010）的有關規定，安全出口和疏散門的燈光疏散指示標志統一標識為“安全出口”。

2.3.4 應急照明配電系統回路分析

地下室和地面塔樓的應急照明系統各獨立為兩個大區域。

（1）地下室應急照明系統設計分析。該工程有地下室有12個防火分區，地下室一層為9個，地下室二層為3個。每個防火分區應設置1個消防負荷主電總箱、1個消防負荷備電總箱，電源都從地下室的物業專變房1配出。如圖1所示。例如：地下一層第一防火分區的主電總箱是-1WAP-1a，備電總箱是-1AEP-1b，即為上面提及的“a”級配電。-1WAP-1a箱與-1AEP-1b箱，各引出的一條回路組成了應急照明電源雙切換箱-1ATE1的主電進線和備電進線。-1ATE1即為上面提及的“b”級配電。由-1ATE1的出線作為應急集中電源-1ALE1箱的電源，-1ALE1即為上面提及的“c”級配電，由-1ALE1分回路供電給該區域的應急燈具。其他防火分區的設計模式一樣，分析以此類推。（注：圖中的配電箱標注文字“-1WAP-1a”，第一個“1”表示負一層，第二個“1”第一個防火分區，a表示主電，若為“b”則表示備電，其余以此類據推）

（2）地面塔樓應急照明系統設計分析。1～3棟的高層塔樓相互鄰近劃分為第一個區域，共用1個主電總箱（-1AEP-yj1a）和1個備電總箱（-1AEP-yj1b）；4～8棟的高層塔樓劃分為第二個區域，共用1個主電總箱（-1AEP-yj2a）和1個備電總箱（-1AEP-yj2b），即為上面提及的“a”級配電。如圖1中物業專業變房1所示。

圖1 地下室動力干線圖

下面分析1～3棟的區域，主電總箱-1AEP-yj1a引出5條回路：1-1WPE1、1-2WPE1、2-1WPE1、2-2WPE1、3-WPE1。備電總箱-1AEP-yj1b也引出5條回路：1-1WPE2、1-2WPE2、2-1WPE2、2-2WPE2、3-WPE2，一主一備組成一對回路，共5對回路分別引到1#的1、2單元，2#樓的1、2單元，3#樓，如圖2所示。例如：1-1WPE1、1-1WPE2是1對回路，是1#的1單元的雙電源切換箱1-1Ate的主電和備電。其余單元同理，以此類推。1-1Ate即為上面提及的“b”級配電。

圖2 地下一層防火分區、2 上部塔樓應急照明總箱系統圖

該單元根據樓層的高低不同，在6個樓層設有應急照明集中電源，它們分別是2、7、14、17、20、28ALE-1，由1-1Ate放射出6條回路We1～We6，分別作為2、7、14、17、20、28ALE-1的電源進線，如圖3 所示。2ALE-1、7ALE-1、14ALE-1、20ALE-1、28ALE-1即為上面提及的“c”級配電，最后由各區域的應急照明集中電源分回路供電給該區域的應急照明燈具。

圖3 雙電源切換箱1-1Ate系統圖

4～8棟的高層塔樓劃分為第二個區域，其應急照明配電系統與1～3棟的設計同一模式。

（3）“a、b、c”三級配電箱放置的位置分析。地下室區域：“a”級為主電、備電總箱，每個防火分區各設置1個；“b”級配電的雙電源切換箱設在該防火分區內；“c”級配電也設在該防火分區內。

塔樓區域：“a”級配電總箱設在配電房內或該配電區域的負荷中心的電井內；“b”級配電的雙電源切換箱設在其供電的單元電井內，“c”級配電也設在該單元的不同樓層區域的電井內。

3 ??大型住宅小區應急照明系統設計的總結

由以上分析可以看出，急照明系統分為地下室和地面塔樓2個區域設置，可以有效減少事故發生時的牽涉面；且地下室和塔樓的應急照明都按統一的設計模式，即使工程再大，也可按這個模式疊加迅速拓展，提高了設計效率。整個工程采用“a、b、c”三級配電模式，符合《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309—2018）規范要求。低壓配電柜出線只引出應急照明的主電源和備用電源的干線，干線引至主電和備電總箱“a”，由 “a”放射式配電至各防火分區雙電源切換箱“b”，再由“b”放射式引到各自區域應急照明集中電源箱“c”，最后由“c”連接該區域的應急照明燈具。應急照明的主電和備電以主干的方式引出，可以有效減少配電柜的出線回路數，減少配電柜的數量，節約了設備房用地面積；同時避免從低壓配電柜引出過小的線纜，從而有利于系統正常運行。

這樣構成的電氣系統脈絡清晰，且相同區域的應急照明集中供電配電，不易遺漏，使設計簡化，效率提高，利于施工和維護。

4 ??結語

大型的民用住宅多樣化和復雜化，以及電氣產品數量和種類的增多，對電氣設計者提出了更高的要求，清晰簡明的電氣系統顯得尤為重要和必要。為了適應這種形勢，大型住宅小區的應急照明系統采用“a、b、c”三級配電箱設計的方式，可以有效減少配電柜房的低壓出線回路數和配電柜的面數，節約了設備房用地面積；并且構成的電氣系統脈絡清晰，使設計效率提高，方便今后的施工、使用和物業管理。