民用建筑的應急照明設計研究

許保平

（安慶市第一建筑設計研究院有限公司， 安徽 安慶 246000）

應急照明和疏散指示作為在發生火災時， 為人員疏散和消防作業人員提供必不可少照度要求及正確疏散指示信息的消防設施； 它能有效確保火災發生時建筑物中人的安全及時疏散到安全區域， 最大程度地減少和避免人員的傷亡。 因此， 依據 《應急照明標準》規范要求， 合理構建安全可靠的應急照明系統尤其關鍵。

1 應急照明設計原則

應急照明設計基于根據建筑物規模大小、 使用性質及日常管理難易程度的實際情況， 以系統架構簡明、 控制簡單為原則， 科學合理選擇應急照明系統方案。 同時以非火災狀態下控制及火災狀態下控制的要求為指引， 遵循任一防火分區、 樓層等疏散通道區域的正常照明燈具與其區域消防應急燈具控制一致的準則， 充分發揮消防應急照明與正常照明之間優勢互補， 在整個建筑物內形成集正常照明及消防應急照明為一個整體的照明控制系統網絡。

2 應急照明系統的類型

應急照明按消防應急燈具供電電壓要求， 應急照明系統可分為A型應急照明系統和B型應急照明系統兩大類， 其中燈具主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于直流36V為A型應急照明系統， 其他可以統一劃分為B型應急照明系統。 從火災救援人員滅火過程中人身安全的角度考慮， B型應急照明系統僅適用于安裝高度大于8m的消防應急照明燈具的供電和未設置消防控制室的住宅建筑物內疏散走道及樓梯間的場所的采用自帶蓄電池消防應急燈具的供電。 在 《應急照明標準》 規范實施前， 常采用此類設計。 唯一區別是應急照明配電箱必須消防市場準入制度產品。 結束了過去應急照明配電箱電氣原理圖及應急照明配電箱內部接線五花八門的現象， 規范應急照明配電箱配電， 大大增加應急照明配電箱可靠性。 B型應急照明系統在設計過程中已很少采用， 因此， 文章圍繞A型應急照明系統進行闡述。

A型應急照明系統按控制類型分為集中控制和非集中控制， 按燈具蓄電池電源供電方式不同又分為集中電源供電和燈具自帶蓄電池供電， 因此衍生出四組A型應急照明系統設計方案: A型燈具集中電源供電集中控制型、 A型燈具集中電源供電非集中控制型、A型燈具自帶蓄電池供電集中控制型、 A型燈具自帶蓄電池供電非集中控制型。 因此， 根據項目具體情況選擇適合應急照明系統尤為關鍵， 下面就A型應急照明系統四種類型優缺點分別論述如下。

1) A型燈具自帶蓄電池供電非集中控制型系統由A型應急照明配電箱、 A型自帶蓄電池消防應急燈具組成， 是最規模小、 最簡單應急照明系統。 其特點: 自帶蓄電池供電的燈具火災發生時線路故障， 不影響應急照明使用， 從這方面來說非常可靠。 但是缺點也很明顯， 消防應急燈具本身復雜， 使用工程中無法檢測到燈具內蓄電池及應急照明燈具工作狀態， 不便后期維護和更換， 從而， 無法保證火災時應急照明燈具正常使用， 并達到持續工作時間的要求。 因此，此系統可以在未設置消防控制室場所同時屬于非人員密集場所且建筑規模較小， 應急照明燈具數量較少的場所適當采用。

2) A型燈具集中電源供電非集中控制型系統由A型應急照明集中電源、 A型消防應急燈具組成， 也是較為最簡單應急照明系統。 其優點由于采用蓄電池集中設置， 因此消防應急燈具本身簡單； 蓄電池集中管理可以對蓄電池的工作狀態進行監控， 方便蓄電池日常維護， 保證火災時應急照明燈具達到持續工作時間的要求。 其缺點， 火災發生時， 線路如故障， 同一回路中的消防應急燈具將無法使用。 因此， 設計過程中根據消防應急照明集中電源的缺點采取相應的措施: ①A型應急照明集中電源箱設置在消防控制室、低壓配電室、 配電間內或電氣豎井內， 以保證火災時消防應急照明集中電源的電源的安全； ②在消防應急燈具供電方面合理規劃集中電源供電范圍， 減少配電回路配接燈具數量及配線長度； ③在施工工程過程，規范系統布線， 最大限度減少施工因素導致線路故障隱患。 基于此， 筆者建議在設計過程中消防應急燈具供電半徑控制在50m范圍左右； 且同一配電回路所接燈具數量不超過25 只。 從上述描述可知， 此系統可以在未設置消防控制室場所同時屬于人員密集場所且建筑規模較小， 應急照明燈具數量較多的場所采用。

3) A型燈具自帶蓄電池供電集中控制型系統由應急照明控制器、 A型應急照明配電箱、 A型自帶蓄電池消防應急燈具組成， 因市場上此類產品較少， 且設計中較少采用， 筆者在此不作過多的表述。

4) A型燈具集中供電集中控制型系統由應急照明控制器、 A型應急照明集中電源、 A型消防應急燈具組成。 設置消防控制室場所應采用集中控制型系統及設置區域火災自動報警系統的場所優先采用。 因此， 此系統是使用最廣、 較為復雜的應急照明系統。

A型應急照明集中電源、 A型消防應急燈具與應急照明控制器之間具有相互通信端口， 消防應急燈具及應急照明集中電源的工作狀態及報警信息均在應急照明控制器反應， 而應急照明控制器通常被安裝消防控制室和值班室內， 值班人員能隨時了解應急照明系統工作狀態， 方便日后維護管理及及時更換損壞消防應急燈具， 最大限度減少了維護強度， 保障了消防應急燈具時時處于安全有效的運行狀態。 A型燈具集中供電集中控制型屬于智能型消防應急照明系統， 可以根據建筑規模、 復雜程度、 防火分區的劃分以最短疏散原則和避險原則設置一種或幾種疏散指示方案。 具有幾種疏散指示方案系統， 除手動選用一種疏散指示方案， 通常還可以跟火災自動報警系統配合自動根據火災發生區域選用一種疏散指示方案， 例如， 改變疏散通道疏散指示方向、 出口標志燈狀態改為” 禁止入內”， 同時疏散指示標志燈頻閃； 有效的人員疏散分流、 減少人員擁堵、 加快疏散速度具有現實意義。 在應急照明控制器方面， 在設計過程中可以根據后期方便管理的需要， 可以設置多個應急照明控制器， 其中在消防控制室內的一臺應急照明控制器具有起集中控制功能， 這樣組成具有三層架構的集中控制型系統。筆者在含有幼兒園建筑的住宅群項目設計過程中， 在幼兒園值班室內設置應急照明控制器， 幼兒園管理者及時掌握所在區域的消防應急燈具的工作狀態， 方便消防設施管理維護。 其缺點在A型燈具集中電源供電非集中控制型系統中已作過相關論述， 筆者就不在此處過多重復。

3 應急照明系統電源供電

二級及以上消防負荷等級的應急照明系統電源供電要求由其所在防火分區內消防電源雙電源切換箱供電。 三級負荷則可以在其所在區域內正常照明箱供電。 下面就從消防負荷等級角度對應急照明控制系統類型選擇作簡要分析如表1。

表1 民用建筑內消防用電負荷等級

1) A型燈具自帶蓄電池供電非集中控制型及A型燈具集中非集中控制型即非集中控制型: 應急照明系統電源供電必須由所在防火分區正常照明箱供電；因此， 二級及以上消防負荷等級的應急照明系統均不能采用非集中控制型。

2) A型燈具自帶蓄電池供電集中控制型及A型燈具集中集中控制型即集中控制型； 應急照明系統電源供電必須由消防電源專用應急回路供電或所在防火分區消防電源配電箱供電。

綜上所述， 集中控制型適用所有消防負荷等級應急照明系統， 非集中控制型僅適用消防負荷等級為三級的建筑物。 《應急照明標準》 規范中關于消防電源專用應急回路供電的描述， 不少審查人員認為應該直接由變電所總低配電柜供電才算消防電源專用應急回路。 筆者認為上述做法既不科學又不合理， 不符合現場實際供電情況， 同時占有較多市政供電管道， 增加供電管道數量， 增大市政管道施工難度， 同時不符合節約經濟原則。 因此， 對于未設附屬變電所的建筑物， 應急照明系統電源從建筑物總照明配電箱處引出專用回路供電比較合理和安全， 符合現場實際供電情況。

4 應急照明系統控制設計

應急照明系統控制設計分為非火災狀態下控制和火災狀態下控制， 下面將從兩個方面具體分析。

1) 火災狀態下控制下， 可以手動應急啟動應急照明控制器、 集中電源及應急照明配電箱上按鈕， 使消防應急燈具轉入應急點亮狀態， 即持續型燈具的光源由節能點亮模式轉入應急點亮模式， 非持續型燈具的光源應急點亮； 在設置火災自動報警場所， 與火災自動報警系統聯動自動應急啟動消防應急燈具。

2) 非火災狀態控制下， 集中控制型在系統主電源斷電后， 消防應急燈具轉入應急點亮狀態， 其持續工作時間 (以下簡稱 “非火災工作時間”) 設置不超過0.5h， 此狀態下燈具應急工作超過上述所設非火災工作時間， 消防應急燈具熄滅； 系統主電源恢復后，消防應急燈具恢復原工作狀態。 集中控制型在任一防火分區、 樓層及樓梯間正常照明電源斷電后， 由該區域內設置的消防應急燈具供電的集中電源或應急照明配電箱在主電源供電狀態下應急點亮消防應急燈具；正常照明電源恢復后， 集中電源或應急照明箱控制消防應急燈具恢復原工作狀態。 非集中控制型在非火災狀態下通過紅外感應、 聲光感應等方式點亮非持續型消防應急照明燈。

綜合上所述， 某區域集中控制型的集中電源或應急照明配電箱需要配置檢測該區域正常照明電源信號， 以此來實現非火災狀態下正常照明電源斷電后消防應急燈具的應急點亮的功能。 至于采用非集中控制型的集中電源或應急照明配電箱的供電電源本身就由區域正常照明箱配電。 因此， 建筑物內任一防火分區、 樓層及樓梯間的疏散通道的正常照明與消防應急照明相互配合協同工作； 在設計過程中重點關注豎向疏散區域例如封閉樓梯間或防煙樓梯間配電設計， 保證該區域消防應急燈具供電范圍與其提供正常照明檢測信號的照明配電箱所供電的正常照明燈具范圍相互一致。

5 蓄電池容量及消防應急燈具

根據建筑物的規范及使用性質， 對應急照明系統應急啟動后， 蓄電池電源供電持續工作時間 (以下簡稱 “應急時間”) 有不同具體要求如表2。

表2 應急時間

對于集中控制型內配置的集中電源和自帶蓄電池的燈具， 其持續供電時間不小于應急時間與非火災工作時間之和。 同時要求所選的集中電源的蓄電池組和燈具自帶蓄電池達到使用壽命周期后標稱的剩余容量應保證放電時間不小于應急時間。 故只有保證蓄電池有效運行容量， 才能有效的保障消防應急燈具可靠運行， 在選用產品時， 優先選用蓄電池衰減率低的消防產品， 筆者希望下次修改消防產品規范GB17945—2010 的編委專家組能增加蓄電池衰減率指標值的要求。

消防應急標志燈的規格根據燈具安裝高度小于4.5m， 建議采用中型標志燈； 安裝高度大于4.5m，建議采用大型標志燈。 相鄰標志燈安裝間距不大于10m。 消防應急標志燈具的表面亮度滿足下述要求:1) 僅用綠色或紅色圖形構成的標志燈—平時節電點亮模式15

消防應急照明燈在疏散路徑均勻、 多點布置， 其地面水平最低照度依據建筑物屬性及不同區域的疏散照度要求分為四個等級: 10lx、 5lx、 3lx、 1lx。 設計人員根據 《應急照明標準》 給出的具體要求， 結合廠家燈具樣本參數或19D702—7 《應急照明設計與安裝》 確定應急照明燈具的功率或安裝間距； 應急照明燈具安裝間距一般為9m左右。

6 結語

《應急照明標準》 作為第一本應急照明系統設計技術標準， 結束了長期以來沒有統一的設計標準的局面。 本文結合設計實踐， 闡述對 《應急照明標準》 規范理解和提出相關設計要點。 不足之處， 希望各位同行批評指正。