地鐵車站消防應急照明及疏散指示系統設計研究

蔡 恒

(華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000)

0 引 言

隨著近年來城市的人口規模逐年加大，而地鐵作為出行的交通工具之一，地鐵車站客流也保持著逐年增長的趨勢，因此類似地鐵這種封閉空間內如何設計好消防應急照明及疏散指示系統是動力照明設計重中之重。

1 消防應急照明及疏散指示系統架構

地鐵車站消防應急照明及疏散指示系統通常采用集中控制型系統(參考GB 51309條款3.1.2)，其系統由應急照明控制器，應急照明集中電源以及消防應急燈或疏散指示標志組成。

位于架構頂層的應急照明控制器設置于車站控制室內，電源取自該區域的消防配電箱(參考GB 51309條款3.3.7)，并與FAS/BAS/通信專業預留相關接口，通過通信干線與各區域內的集中電源聯系，對系統實施組織、協調、管理的任務，并可按照預設的邏輯和時序控制來指示應急燈及疏散指示的工作狀態；位于架構中層的集中電源箱通常設置于內有氣滅房間(如照明配電室或環控電控室)，電源取自該區域的消防配電箱，此外通常還有正常照明配電箱的饋線回路作為市電檢測信號與集中電源相連，當發生緊急情況下，400 V切斷正常照明配電箱后集中電源會檢測到信號掉電，從而開啟集中電源點亮應急燈具及疏散指示。集中電源系統位于架構底層的消防應急燈及疏散指示燈通常采用A型直流36 V燈具，設置在設備區車控室，弱電通信機房，照明配電室，環控電控室，環控機房，風道，樓梯間，公共區等區域。

2 設計方案

2.1 根據不同位置確定燈具選型及布置

照度要求：地鐵應急照明的照度要求目前有以下5本規范涉及(GB 50016/GB 51298/GB 16275/GB 51309/GB 51348)，綜合對比后其本質并無較大差別，通常建議參考51309執行相關照度要求。具體照度對比值詳見表1。

表1 各規范照度對比值 單位：Lx

燈具選型：根據地鐵土建條件，吊頂安裝高度等因素，應急燈具照明安裝高度一般在小于3 m，除特殊房間如消防泵房，污水泵房，廢水泵房采用三防型燈具外，其余房間采用5 w或10 w壁裝/吸頂安裝；疏散指示按照轉角不大于1 m，直線不大于10 m設計。以上選型是基于滿足房間照度要求后，考慮日后維護成本，一次造價后通常選用的選型方案。

燈具布置：燈具及疏散指示應分別在滿足疏散照度和最短路徑疏散布置，值得注意的是，借用防火分區疏散，在借用區域設雙向疏散指示，按最短路徑和避險原則疏散，即有防火分區間隔區域的門體上方需要設置采用帶“出口指示/禁止入內”功能，即任意一個防火分區發生緊急情況，視情況允許/禁止借用相鄰防火分區進行疏散，如圖1所示。

圖1 防火分區間隔區域疏散指示布置圖

在走廊的消防疏散樓梯口應懸掛垂直與疏散口方向垂直的應急標志燈。

疏散樓梯內應布置樓梯樓層指示標志燈(參考GB 51309條款3.2.10)，如圖2所示。

圖2 疏散樓梯應急照明及疏散指示布置圖

風道內應順著疏散方向在路過的每道門體上方均應布置疏散指示及應急照明燈等，這幾處地方往往容易在設計中疏漏。

2.2 根據集中電源容量確定回路

根據防火分區劃分回路：在燈具連線中除了在同一個房間內的燈具需在一個回路以及集中電源單根饋線容量不超過6A外，也應當注意防火分區的影響，特別是站廳大端風道與設備區是兩個防火分區(防火分區三與防火分區四)的情況應單獨設置配電回路；此外，GB 51309中3.3.3.5條款規定“配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發電機房等發生火災時仍需工作的值守的區域和相關疏散通道，應單獨設置配電回路。”也應當按要求執行相關規定。

電纜選型：集中電源饋線較為成熟有兩線制和四線制，四線制系統架構是在通信二總線的基礎上增加獨立的直流電源線；二線制是將直流電流和通信信號合并在一組線纜上，同時進行電能和通信數據傳輸的方式，通過一組雙絞線電纜即可實現線路設備的正常運行及啟動需求。雖然在管線成本及人工成本方面二線制優于四線制，但在GB 51309中3.6.3條款規定“集中電源或應急照明配電箱與燈具的通信中斷時，非持續型燈具的光源應應急點亮、持續型燈具的光源應山節電點亮模式轉入應急點亮模式”。一旦兩線制燈具的通信線斷掉，供電也難以提供，該功能將無法實現。因而二線制可能無法完備地滿足GB 51309的要求。各地的地鐵主流采用的四線制模式。

四線制電源線采用低煙無鹵阻燃耐火B級軟電線(WDZBN-BYJ-)，通信線采用低煙無鹵信號屏蔽電纜(WDZBN-RYJSP-)，線徑根據傳輸距離與功率綜合考慮選型，電源線與通信線穿鍍鋅鋼管共管敷設。

集中電源容量：每個集中電源容量配備有8個回路，每個回路不超過6A，單個回路容量為P=6×36=216 W，單個集中電源額定容量為P額=216×8=1 728 W，考慮到目前的LED燈都是采用恒功率供電方式，端電壓下降，則會自動增大電流，基于此原因要求回路配接燈具的額定功率不大于回路額定功率的80%，此要求也變相明確了回路末端的最大電壓降允許值為20%，因此實際容量按0.8倍的額定容量考慮為1 382 W。且地鐵車站一般以車站中心為界，從配電箱至燈具末端長度一般不超過300 m，因此在小端燈具不多的情況下，廠家一般會提供0.5 kW及1 kW兩種規格供選擇，設計時應考慮末端燈具用電需求合理的選擇集中電源容量，避免造成浪費。

3 消防應急設計中易出問題的幾點理解

(1)配電室、消防控制室等發生火災仍需工作、值守區域，未設置應急照明燈或備用照明的問題。

根據GB 51309第3.2.5及3.8.1條款規定，配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發電機房、消控室等發生火災時仍需工作、值守的區域，應設置應急照明燈，疏散照明和疏散指示。

重要房間不僅要布置應急燈具，在面積較大時應在每個出入口布置出口標志燈，且在房間過大時可增設疏散箭頭指示燈。

(2)《民用建筑電氣設計標準》GB 51348—2019第13.6.1條:每一回路應急照明燈具不宜超過25盞;與《消防應急照明和疏散指示系統技術規范》GB 51309—2018第3.3.5條60盞沖突的問題。

GB 51348中標準規定每一回路燈具數量，主要是為滿足導線線徑、供電半徑及線路壓降合理要求。在線路壓降要求的前提下，可以根據所用消防應急照明和疏散指示系統產品的技術要求，適當增加每一回路燈具數量。

(3)《建筑設計防火規范》GB 50016—2014(2018版)第10.3.6條，在疏散走道和主要疏散路徑的地面上增設能保持視覺連續的燈光疏散指示標志或蓄光疏散指示標志;《消防應急照明和疏散指示系統技術規范》GB 51309—2018第3.2.1條2款，不應采用蓄光型指示標志替代消防應急標志燈具，保持視覺連續是否不能采用蓄光疏散指示標志的問題。

GB 50016與GB 51309均是現行有效的技術標準，但在GB 51309第3.2.1條的條文解釋中對不能采用蓄光型標志牌替代標志燈的原因作了如下解釋：蓄光型標志牌是利用儲能物質吸收環境照度發光的產品，表面亮度較低，且亮度的衰減較快。一般很難保證設置場所的日常照度始終達到蓄光型標志牌儲能所需的照度條件，從而很容易導致在火災條件下其標志的亮度根本無法引起疏散人員的視覺反應，無法有效發揮其疏散指示導引的作用，因此不能釆用蓄光型標志牌替代標志燈。

因此設計應注意:需在疏散走道和主要疏散路徑的地面上増設能保持視覺連續的疏散指示標志時，該疏散指示標志應釆用燈光疏散指示標志。此外，《民用建筑電氣設計標準》GB 51348—2019第13.2.3條3款規定，當地面上設置能保持視覺連續的疏散指示標志時，蓄光疏散標志只能作為燈光疏散指示標志的補充。

(4)關于集中電源和應急照明配電箱設置數量問題

GB 51309第3.3.8條款2中解釋要按防火分區劃分情況設置集中電源，在第3.3.7條款2，2)中說明“人員密集場所，每個防火分區應設置獨立的應急照明配電箱;非人員密集場所，多個相鄰防火分區可設置一個共用的應急照明配電箱”在地鐵中設備區雖然屬于非人員密集區，但是考慮到應急照明配電箱的電源可能是從二級或三級配電箱引過來的，加上自身這一級，對末端設備來說就是第三級或第四級配電了，此時供電可靠性較低，不建議將多個相鄰防火分區共用一個應急照明配電箱。應急照明配電箱的電源為兩路不同電源組成的一級負荷，則理解可以共用應急照明配電箱。同理，由于集中電源配電箱的電源除來自消防負荷配電箱外，還內置了蓄電池，可靠性非常高，對末端設備來說，可以認為是第一級配電，因此在相鄰的幾個防火分區也可以共用一個集中電源。

4 結 語

消防應急照明設計是電氣設計過程中極為重要的一環，不僅關系著消防驗收是否能審核通過，更關系著緊急情況下人員能否安全疏散，GB 51309自實施以來，在地鐵電氣設計中廣泛的傳播并應用到圖紙中，設計過程應及時注意與各專業的溝通并充分核算照度與疏散方向，深入理解條文，以確保圖紙合規，合理的完成。