消防應急照明和疏散指示系統的設計分析

吳 迪

（呼和浩特市消防救援支隊，呼和浩特 010010）

1 消防應急照明的基本分類

近年來，隨著各類構筑物和建筑物的不斷增多，防火問題也隨之產生。在發生火情時，如果沒有正確地使用滅火設備，或者滅火設備發生故障，會極大影響到救火和疏散效果。火災現場的消防應急照明和疏散指示系統比較復雜，涉及系統控制、配電系統、參數選擇等多個環節[1]。在設計消防應急照明和疏散指示系統時，應按照國家的消防標準與設計規范來進行。消防應急照明是在緊急情況下，用作逃生照明的燈光，以保證人們在逃生時的人身安全。按照其使用場合及性能特征，其可劃分為如下類型。

1）疏散指示燈。以指示逃生路線及逃生通道為目的，一般選用綠色或白色的 LED，并附有對應的字符或標志。

2）應急燈光。在發生斷電或火警等突發事件時，為撤離及營救工作提供燈光。此類照明設備一般使用小功率高亮度照明，如發光二極管或應急照明熒光管。

3）緊急燈光供電。為滅火時的緊急燈光供電，一般使用的是電池或者柴油發電機作為后備供電，以確保燈具在斷電或者其他條件下仍能工作。

4）防爆緊急燈。適用于有易燃、易爆等危險品的場合，為防止由于其自身而引起的火情或爆炸物，需對其進行防爆處理。

2 消防應急照明和疏散指示系統的主要類型

2.1 集中控制型和非集中控制型系統

集中控制型系統具有緊急照明控制器，可以實現模塊的集中控制。隨著我國構筑物和建筑物整體智能程度的不斷提升，集中控制型系統逐步得到推廣。它可以應用在高檔小區、綜合建筑體等領域，對集中電源、燈具及配電回路的工作狀況進行實時顯示，從而達到減少照明能耗，進行集中管理的目的。集中控制型系統由于其投資低，管理復雜度低等優點，也受到廣大房地產開發商和中小型項目的青睞。

2.2 集中電源系統和自動蓄電池系統

當前，最常見的蓄電池供電方法有兩種：一種是單獨供電，也就是每個應急照明燈具都有自己的電池；另一種是集中式供電，指的是在發生火災沒有攜帶蓄電池的情況下，使用特殊的集中蓄電池（安裝在應急照明配電裝置上）來進行供電。該自備式電池組供電方式的優勢：結構簡單，一旦出現問題，只會對燈具自身造成沖擊，而不會對整體造成沖擊；布線簡便，電線鋪設不需進行消防保護；在發生火災時，使用的是電瓶供電（一般不大于12 V），比較保險[2]。而集中蓄電池電源具有：維修和管理方便，照明設備使用壽命長，工作穩定可靠等特點。當前，伴隨著消防應急照明技術的發展，這兩種燈光技術都可以用科技手段來克服各自的不足。如：智能化地緊急照明系統，可有效解決防火燈自身攜帶的電瓶檢查和維修的難題；利用設置自帶檢測功能，集中式蓄電池電源系統可以實時傳送電源信息，在集中蓄電池電源出現問題時發出聲光報警，或者將其與計算機管理中心進行通信，這樣可以有效避免因故障導致的大面積范圍應急照明失效問題，從而減少對整個系統的沖擊。也正因為這兩種方法都有其優劣之處，所以在設計過程中，設計者必須結合具體的環境條件，選擇合適的方案，才能確保在遇到火災時的安全。

3 消防應急照明和疏散指示系統的設計分析

3.1 設計思路

在設計時，可以根據安全出口位置、火災出現位置等情況，及時開啟消防應急照明和疏散指示系統，為疏散人群提供逃生道路和所需照明，從而避免人員傷亡。目前，由于消防應急照明技術的發展，使各種燈光技術在保持自身優勢的同時，可以利用對應的燈光技術進行補充[3]。比如，集中控制型系統能解決自備式燈具的維護和檢測困難；集中電源型系統可以通過新增的內部檢測功能來傳遞電源動態信息，當遇到電源、電池問題時，會自動進行聲光通信與聲光預警，并將其向中心管理系統反饋，避免因應急照明系統故障而造成照明燈具大范圍失效的現象發生，從而極大地降低應急照明系統整體受到的影響。因此，在進行消防應急照明和疏散指示系統設計時，要根據防火燈具的具體情況，發揮其各自優勢，以確保發生火災時的人身安全。

3.2 科學選擇系統控制方法

3.2.1 非集中控制型系統所用的控制方法

當燈光由集中電源提供動力時，如遇著火，則須人工操縱中央電源，將集中電源轉換為蓄電池輸出方式，并可控制與之相匹配的燈光在緊急情況下照明；在該區域設有消防系統，當集中供電系統收到消防警報后，會將消防系統的工作狀態切換到電池輸出狀態，并將所有的應急燈光全部打開。當一個燈具由自己攜帶的電池提供電源時，在出現火情時，必須進行人工操作，關閉緊急照明配電箱電源，并將與它相連的全部燈具轉換為電池狀態，使其發光；設有消防系統的地方，當消防系統中的應急照明配電箱收到消防系統的信號時，會在第一時間關閉主電源，使燈光進入到蓄電池狀態并點亮[4]。所以，在燈具自帶電源的非集中控制型系統中，應急照明配電箱必須具有接受聯動轉換信號的能力，可以在第一時間切斷供電電源，使照明燈具處于緊急狀況。根據我國有關火災和消防的法規，當發生火災時，應急照明系統必須迅速地進入應急狀況，而應急照明配電箱則必須通過強啟斷電進入應急狀況。

3.2.2 集中控制型系統所采用的控制方法

通常情況下，集中控制型系統要利用主電源給燈具供電，在主電源斷電后，集中電源應與配接的應急照明燈進行聯動，同時，指示標志燈也由節電模式切換到應急點亮模式。緊急情況下，照明設備的連續照明不能大于30 min，當系統的總供電停止后，照明設備將重新回到原來的工作狀態。消防證實后，根據預先設定的邏輯，緊急情況下，由人工或自動化控制。消防報警控制器的消防報警輸出信號作為系統自動緊急啟動的觸發信號，當應急照明控制器在收到消防信號之后，會對全部的應急照明燈進行緊急點亮，從而讓指示標志燈從節電模式過渡到緊急點亮模式[5]。在正常情況下，集中供電維持主機的工作狀態，當主機停電時，則會自動轉入到蓄電池工作狀態。另外，在緊急情況下，只需人工操縱，即可進行緊急啟動。集中電源的供電范圍包括了其所處的樓層以及相同防火分區的其他樓層，在供電時，若采取集中供電方式，則很可能會發生故障，這時，就必須由消防電源所在的消防防火區的內部專門應急回路配電箱進行供電[6]。

3.3 合理選擇燈具并安裝

在發生火災的時候，自動噴水系統、消火栓系統等撲救系統產生的撲救介質，可能會造成燈具外殼導電。因此，為了防止疏散人員及消防隊員觸摸燈具外殼造成觸電事故，消防燈具不宜使用 AC 220 V的電壓。與目前的國內標準相聯系，對于離地高度低于8 m的燈具，都使用不超過 DC 36 V的安全電壓。安裝在工作人員頭部的照明設備，不應使用玻璃等脆性材料，以免掉落的殘骸傷及人身。要按照房間的空間高度來選用起吊的逃生指示燈，這樣在發生火災時，不僅可以清楚地看到逃生通道，而且還不會給房間在正常情況下的外觀造成任何影響。根據實際工程經驗及有關標準的規定，可以按照如下的方法進行選取：首先，在房間內的高度不超過3.5 m或者設置高度低于1 m的地方，可以選用中小規模的逃生標志燈。其次，在3.5～4.5 m高房間里，選用大、中、小型逃生指示燈；最后，當樓層高于5 m時，應選用大型或特大型疏散指示燈。上述房間的高度都是裝飾后的凈高。

3.4 進行接線設計

由于篇幅有限，以非集中控制型消防應急照明和疏散指示系統為案例，對自帶電源型系統和集中電源型系統的接線設計進行分析。

首先，對自帶電源型系統進行分析。當有必要切斷電力而又有自己的電源時，通常用電源線提供電力，所以要把處于關閉狀態的接觸器裝在出線回路部分。當發生火情時，可通過控制滅火模組，使接觸器開斷動作，電路迅速切斷電源。對于沒有燈具的地方，在發生火災時，可以現場關掉燈具。當要求強制啟動并有自己的供電時，充電電力線路被用作干線電力線路，分布式控制時，干線電力線路被用作工作電力線路；接觸器處于斷開狀態，位于輸出環路位置。當發生火情時，可以通過控制滅火模組將接觸器關斷，使電路迅速恢復供電。因此，無論自熄節能開關、控制集中開關、就地控制開關等開關的狀況怎樣，都能有效接通照明燈具，強啟消防應急燈。裝有強力啟動接線柱的自備式光源，在通常條件下，充電樁總保持帶電，蓄電池也在充滿電狀態下，光源開斷量以開斷量為主；發生火情時，不管接線柱處于何種狀況，均能實現防火連接，使所有燈光強行點亮。通常，以電池作為應急照明系統的第三電源，以發電柴油機作為應急照明系統的第二電源，以保證應急電源故障、市電故障等情形仍有電源可，隨后，對集中電源型系統進行分析。在集中式供電方式的情況下，可以采用人工方式控制。

3.5 針對特低電壓照明系統設計保護系統

在火災發生時，應適當設置火災緊急配電盒及相關照明，以防止發生火災時的觸電事故。當安裝位置在離地8 m及之下時，采用a型消防應急燈具，蓄電池和主電源的工作電壓不能大于36 W。當其安裝地點高于地板8 m時，可采用B類滅火緊急照明。對于有防火要求的建筑物，應使用集中控制型系統。在大多數的建筑中，皆會采用低壓直流供電方式，也就是特低壓供電方式，這樣既可以保證人身安全，又可以避免發生電擊事故，還可以保證消防應急照明和疏散指示系統更穩定、可靠、安全地運行。在對開關電源各輸出端進行跟蹤保護及實時監控的同時，應更加關注其本身的穩定性及安全。當特低壓線路發生短路故障時，可能會造成火災，因此，要防止發生火災，就必須對特低壓照明回路進行科學設計，并采用專門的保護電器，持續地監測燈具的實際負載狀況。當發生短路或其他超過60 W的情況下，能在較短時間內實現電力系統自動轉換。當主電路中發生斷路器閉鎖時，還必須采用自動斷電方式。當一個部件在運行過程中失效時，不會引起任何安全問題。對于a型消防應急燈具或采用集中電源進行供電的回路，一般采用6 A以下的保險絲或斷路器來保護裝置電流。對于 LED燈具和開關電源，集中電源采用的是微短路保護，這也是目前最佳的線路保護方法之一。即，對開關電源的每一條電源輸出線路進行實時監控和跟蹤保護，在任何一路工作電流發生過載時，均可根據具體情況設定對應的保護值，保證供電電流的安全。在線路發生短路或負荷異常的時候，可以立即開關電源，并給出報警和提示。

4 結論

總之，有關部門應該對目前消防照明系統的現狀有一個完整的認識，并將其應用于系統整體設計、照明強啟設計、照明接線設計等方面，以各種方法對消防應急照明和疏散指示系統進行設計，以達到對系統升級的目的。