智能消防應急照明及疏散指示系統的特點與應用

戴天明

上海民防建筑研究設計院有限公司 上海 200032

引言

隨著我國社會經濟的繁榮發展，人民生活水平的提高，國家綜合實力的長足進步，一部分現代建筑體也在朝著大型化、超高化、多樣化、復雜化、智能化發展，相對應地對建筑體內消防活動帶來了更大的挑戰。在這個過程中，人們對于建筑工程中消防系統、設備以及標準的要求也在不斷提升。在應急疏散方面，如何能夠最快速并且最安全地找到逃生路徑撤離危險區域成為消防重中之重。在此背景下，智能消防應急照明及疏散指示系統應運而生。相較于傳統消防應急照明及疏散指示系統存在響應速度慢、穩定性差、維修需要高等缺點，智能消防應急照明及疏散指示系統能夠有效避免這些問題。

1 智能消防應急照明及疏散指示系統的組成

1.1 監控管理層

在這個系統中，監控管理層屬于關鍵組成部分。監控管理層主要由兩部分構成，分別為圖像顯示系統和應急照明控制器主機系統。控制器主機系統功能包括信息儲存、數據處理、應急燈具交互控制等。每個子系統功能均由相對應設備完成。每個子系統設備都應該保證不會受到其他子系統的影響，確保能夠采集逐級處理的方式處理采集到的系統服務信息，然后完成向圖像傳輸顯示系統中的傳輸，使信息能夠通過圖像的方式得到展示，從而使信息監控的直觀性得到提升[1]。圖像顯示系統主要包括存儲設備、打印設備以及基礎成像設備等。在系統成像顯示完成后，可以與實際需求相結合打印其中的畫面。應急照明控制器需要有效連接火災自動報警系統。

1.2 應急照明集中電源及應急照明分配電裝置

應急照明集中電源顧名思義即為消防狀態在正常電源中斷后，集中為應急照明提供安全電壓（DC36V及以下）供電的設備，位置應設在消防控制室、低壓配電室、配電間內或電氣豎井內，其除了為應急照明燈具持續保證安全輸出電壓功能外，另外的重要功能就是保護功能，如電池過放電、短路、電池過充電以及電源輸出過載等。應急照明集中電源與應急照明分配電裝置同設或分設均可，分配電裝置與應急照明控制器有通信接口，具備燈具管理、聯動、通信等功能。每一臺設備的地址編碼都是獨立的，都能夠借助通信有效聯系控制器主機。利用模塊化設計的裝置，不但能夠為持續可靠運行系統提供保障，還能夠為維護和更換提供方便。在火災模式中，能夠完成控制器應急啟動指令的接收，從而達到應急點亮燈具的目標；在沒有火災時，當因為各種原因無法正常運行照明電源時，同樣能夠應急點亮燈具；回路配電通信模塊能夠滿足采集和計算數據的需求，能夠完成所帶燈具工作狀態的巡檢工作，并且在其與控制器主機間會有多級COU工作模式形成，從而使系統的命令響應速度和巡檢速度得到提升。

1.3 終端層

除了以上兩種功能結構外，在整個系統中終端層屬于執行單元。終端層在消防應急管理系統中就是存在集中控制和集中電源的消防應急燈具，其中包含疏散指示標志燈和應急照明等，智能應急照明終端供電電壓為DC24V或DC36V的安全電壓，此電壓也是智能消防系統的推薦電壓，其能最大限度保證了人身安全，避免消防活動時電擊隱患。每個燈具均具備定期巡檢、常態常亮、節電模式常亮、事故頻閃、休假滅燈、智能變向等功能。在實際設計消防應急管理系統時，相關人員需要與照明照度和高度要求相結合選擇適宜的燈具[2]。每個消防應急燈具都存在獨立的地址編碼從而實現實時檢測各燈具在線狀態，擁有傳感器和存儲器，屬于高亮LED光源，并且其開關控制由軟件完成。

2 智能消防應急照明及疏散指示系統的優勢

2.1 實時監測

在應用傳統消防應急照明系統時，通過火災報警系統從采集到接收到數據需要間隔一段時間，致使系統在傳輸信息方面存在滯后性，并且由于交互能力有限，得到相應的信息、狀態具有局限性。相關人員在不斷完善建筑技術體系的過程中，在很大程度上提升了建筑對消防系統要求的高度。如果能夠使系統狀態能夠得到及時反饋，更多狀態、信息，數據能夠交互，能夠使救援人員擁有更多的反應時間，對更多信息進行處理和反饋，從而使救援效率得到提升。在智能消防應急照明及疏散指示系統中，子系統結構在系統中都會被設置獨立的編碼，從而能夠滿足實時監測各個點位的目標，當照明系統與控制系統之間存在信息交互中斷的情況時，系統會將故障警報信息第一時間發出，并且發生故障的實際情況和位置也會顯示在顯示系統中。

2.2 智能疏散

傳統的疏散系統一般是按既定的火災疏散規劃路線引導的，在實際使用當中沒有實時應變能力。火情發生時簡單粗暴地忽略了火場的實際情況進行靜態的就近引導，這樣很大概率會將人們引至危險地帶，從而無法到達安全區域。然而智能疏散應急照明系統則更有針對性，可利用多種通信接口與火災報警系統聯動。當有消防問題在建筑之中發生時，與火災報警系統提供的起火點信息相結合，快速準確判斷火情位置，并且與現階段疏散應急燈具所在位置相結合，完成最佳逃生路線的規劃[3]。而且根據現場火情的實時變化，動態調整疏散指示。想要使人員的重視程度得到進一步提升，應急燈還可以進行語音提示或頻閃提示，使人們能夠更加直觀地感受到危險。

2.3 定期檢測

設置智能消防系統的主要目的就是在發生緊急情況時，將必要的應急避難措施提供給人群，同時在系統日常運行過程中，也應該注意檢查和巡查工作，能夠使發生火災險情的概率得到有效降低。但是在實際應用中，為了保證系統的應用始終處于最佳狀態，管理人員需要對智能消防系統各部分的運行情況開展定期檢查。在正常情況下，相關人員都是設置每三個月一次的檢測周期，在實際開展檢測工作時可以合理利用放電測試的方法，完成照明系統持續時間的測試，然后合理對比標準要求。如果存在較大的容錯率，必須短時間內完成設備更換工作。與傳統消防應急照明系統相比，智能消防應急照明系統能夠使設備運行的穩定性得到提升。

2.4 安全電壓

現代建筑消防滅火的方式主要是以水為主，當火災發生時，噴淋系統、消火栓系統等都會啟動發揮作用，加上消防人員自帶的消防用水，消防作業環境內基本上是消防水四濺的。雖然火災確認后會切斷非消防電源，但作為火災疏散重要保障的疏散應急照明是火災始末都需要持續工作的，其用電是不會被切斷的，傳統的疏散應急照明均為采用220V供電，消防水噴濺到燈具或線路里，極易產生漏電情況，從而造成電擊事故，消防人員因此受到很大威脅，消防作業中的電擊傷害時有發生。智能疏散應急照明系統的應用可以解決這些問題，系統的疏散應急照明燈具均采用A類燈具（供電電壓不大于DC36V），此供電電壓為安全電壓，可以有效消除應急照明電擊隱患，另外系統可實時監測燈具及線路漏電狀態，提高安全性。

2.5 節約成本

現在大部分工程分區集中電源型智能消防疏散應急照明系統，在這種情況下應急照明應急電源按樓層、功能區域或防火分區分別設置集中EPS電源。與常規消防應急照明系統自帶電源的消防應急燈相比，這種消防應急燈發生故障的概率更小，使用壽命更長，不但能夠降低因為開展維修工作所產生的成本，還能夠使維修工作的難度降低[4]。同時，系統能夠完成電池狀態的自動監測，并且能夠使充放電管理自動完成，能夠使使用電池的周期得到提升，從而使相關成本降低。

3 智能消防應急照明和疏散指示系統的應用實例

以某大型住宅小區大型地下車庫項目為例。本項目地下車庫總建筑面積為77956m2，共分為21個防火分區，其中7個防火分區設置人防工程，人防工程共設12個人防單元。本工程屬于一類地下車庫，消防相關負荷按一級負荷供電。本工程采用分區集中電源集中控制型消防應急照明及疏散指示系統，在該系統中主要設置的消防應急疏散標志燈具、消防應急照明燈具、分區集中電源及分配電裝置以及集中控制型應急照明控制器。圖1所示為本工程智能消防應急照明與疏散指示系統示意圖，圖2所示為本工程分區集中電源及分配電裝置系統示意圖。

圖1 智能消防應急照明與疏散指示系統示意圖

圖2 分區集中電源及分配電裝置系統示意圖

3.1 應急照明控制器

在該小區項目會所物業樓1層的消防控制室內設置應急照明控制器，控制器掛墻安裝，離門軸距離大于0.5m，控制器主顯示屏保持1.8m以內且1.5m以上的高度，設備正面留有1.2m以上的操作距離。由消防控制室內的雙電源切換箱將電源提供給應急照明控制器，并且切換需要在末端完成，保證用電可靠性，控制器自帶蓄電池電源，保證控制器運行時間不小于180min。應急照明控制器應該與事先設計的邏輯關系相結合，能夠完成與系統相連設備的手動和自動控制，然后與火災發生的位置相結合，在第一時間內完成最優疏散逃生路線規劃，還能夠完成疏散指示燈方向的合理調整，從而對人員疏散起到有效的引導作用，并且相關情況能夠動態顯示在應急照明控制器上。電源供電都是通過相應分區應急照明配電箱完成。

3.2 集中電源及分配電裝置設置

該工程控制系統使用了分區設置的集中電源供電方式，在各個防火分區（或人防單元）中分散設置集中電源，位置設置在配電間及人防防化值班室，房間的設備均比較多，集中電源及分配電裝置位置需合理排布。集中電源容量為0.5KVA放電時間不小于90min，與分配電裝置合并設置，220V電源均由相應分區應急照明配電箱供給，應急照明配電箱采用雙回線路末端自切。每套集中電源及分配電裝置設備有地址編碼及通信接口，均能接受處理控制器交互信息。每套裝置輸出回路不大于8回路，每個輸出回路電壓為DC24V，每回路限制6A以內的額定電流，每回路限制144W安裝功率以內，每回路控制60只以內的燈具連接數量。

3.3 消防應急照明燈具

消防應急照明燈的選擇如下：燈具為LED光源，其用該擁有80lm/W以上的光效，色溫不低于2700K，DC24V的工作電壓，應借助合理方式使其擁有防眩光的功能，擁有阻燃功能的燈罩，金屬材質的燈殼，應該擁有指示燈，保證相關人員能夠通過直接觀察其外表完成運行狀態的判定。工程為地下車庫上部管線校對，故應急照明燈具均避開吸頂由掛墻安裝，燈具功率6W，車庫范圍內及樓梯間按照度不小于5lx配置燈具。燈具火災應急點亮時間不大于5s。對于在發生火災后仍然需要繼續運行的消防控制室、消防水泵房、配電間等場所應急照明燈具按照度不小于1lx配置，另外，這些場所在發生火災時仍需保證正常工作的照度要求，需設置備用照明，備用照明獨立于智能應急照明及疏散指示系統外，電源引自相應分區應急照明配電箱。

3.4 消防應急標志燈具

在選擇疏散指示標志燈方面，考慮到本建筑板底凈高在3.3～3.6m，故選擇中型標志燈具，燈具采用LED光源，具備巡檢、頻閃、調向、滅燈等功能。方向指示燈布置方面遵從平行視覺設置間距不大于10m，垂直視覺設置間距不大于20m，人防區域、袋形走帶區域設置間距不大于10m。如疏散出口在疏散通道側邊時，在疏散通道上方增設指向安全出口的方向標志燈。方向標志燈在有走道的地方或有柱、墻的地方正安裝高度為0.5m，當無墻、柱出可設置在上方，但需考慮地下車庫上面設備管線繁多的情況，務必避開遮擋。出口燈通常情況下應該在高于門框0.1m處安裝[5]，并總體離地距離不小于2m。每層樓梯間均設置樓層標志燈。

3.5 系統管線敷設

集中電源進線采用無鹵低煙阻燃耐火C級WDZCN-BYJ-750-2×2.5+E2.5導線，系統集中電源及分區配電裝置出線為電源與信號共線模式，線纜采用無鹵低煙阻燃耐火C級屏蔽雙絞線WDZCN-RYSP-500-2×2.5，線纜均采用穿鋼管暗敷于保護層厚度不小于30mm的不燃性結構內[6]。

4 設計智能消防應急照明及疏散指示系統應該注意的問題

第一，在系統設計過程中，有一種情況我們需要重視，即疏散標志燈指向會否出錯，錯誤將人引導至危險地帶。故當選擇應急等級變向功能的時候，設計人員必須充分考慮火災發生的各種情況，根據不同狀態下的疏散流線來完成不同路徑規劃方案，復核不同方案組合，謹慎、合理地選擇“變向”功能來進行疏散。

第二，應急照明控制器及系統應選用能夠接受火災報警控制器或消防聯動控制器DC24信號或干接點信號的產品。應急照明控制器采用的通信協議與消防聯動控制器通信時，應選擇與消防聯動控制器的通信接口和通信協議的兼容性滿足國家標準的產品。

第三，分區集中電源設置的原則需按不大于5kVA，在電纜豎井中不大于1kVA設置。放電時間除了滿足各類建筑火災應急啟動的持續供電時間還需增加非火災斷電狀態的持續應急點亮時間。

第四，人防區域應考慮非人防區域消控中心戰時被毀可能性，如發生人防區域內的應急照明及疏散指示系統需獨立運行，故設置于人防分區內的集中電源及分配電裝置需具備獨立控制功能。人防區域的戰時疏散路徑及方案與平時保持一致時可統一設置，如不一致的對于僅戰時需用的疏散指示燈具必須采取關閉并遮擋措施消除隱患，以免火災情況時產生錯誤導向[7]。

5 結束語

綜上所述，在現階段的時代背景下，在建筑物內有效應用智能消防應急照明和疏散指示系統能夠發揮非常重要的作用，不但能夠在火災發生時為人員提供必備的照明，還能夠為人員規劃最安全、最快捷的疏散路線，能夠使人員疏散效率得到很大程度的提升，從而使火災對人員危害減小。在不斷發展科學技術的過程中，各種建筑的規范要求也將變得越來越完善，在實際應用該系統時，相關人員應該不斷創新，與工程實際情況相結合制定有針對性的設計方案，只有這樣才能夠不斷提升安全保障的智能化水平和實效性。