討論住宅建筑中消防應急照明系統型式的選用

鄧海霞

（山西坤鵬建設工程有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

在當前我國房屋建筑業中，企業的房屋建筑大致可以分為住宅房屋建筑、辦公用房建筑、商業建筑、公共建筑、工業建筑、其他建筑這六大類，而住宅建筑始終是房屋建筑業中的第一大板塊。據應急管理部消防救援局向媒體公布的2021 年度全國火災數據統計顯示，住宅建筑火災的起數只占總數的34.5%，但死亡人數卻是占總數73.8%。尤其原因主要體現在如下3 個方面：①住宅建筑面向的業主類型呈現多樣化，各業主生活條件不同，使用的家用電氣設備優劣不同，導致發生火情的概率加大。②房屋采用的裝修材料參差不齊，出現火情時導致人員傷亡情況不同。③物業管理不善，業主胡亂放置電動車或私人物品于公共區域，致使建筑內走道雜物堆積、嚴重影響疏散通道的使用，造成了現在高層建筑火災頻發，人員密集場所亡人概率較高。如何保障住宅建筑的消防安全成為設計中的重點和難點，分析住宅建筑消防應急照明系統型式具有重要的意義。

1 應急照明系統的功能及發展概述

消防應急照明系統其主要功能是在火災等緊急情況下，為人員的安全疏散和滅火救援工作提供必要的照度條件和正確的疏散指示信息，它作為一種輔助人員安全疏散和消防作業的建筑消防系統，與人身安全和建筑物安全緊密相關，是現代住宅建筑的重要安全設施，成為住宅建筑電氣設計中不可或缺的重要組成部分[1]。

隨著社會發展、技術水平的不斷提高，應急照明燈具的更新換代，應急照明系統由過去的傳統型應急照明系統發展到現階段的智能型應急照明系統。傳統的消防應急照明系統燈具采用AC 220V 交流電源供電，通過切斷正常照明電源模式或通過消防聯動模塊由消控室聯動控制每個回路燈具的開/閉狀態。智能型消防應急照明系統根據建筑空間高度，8m 及以下場所的應急照明燈具采用DC 36/24V 直流電供電，8m 以上高大空間場所采用AC 220V 交流電源供電，并且通過通信總線由消控室內應急照明控制器控制每個燈具的開/閉狀態。

2 傳統型應急照明系統的弊端

相對于智能型應急照明系統來說，傳統的消防應急照明系統不能對整個系統中各類設備實現逐點控制，在日常使用中，無法遠程設置燈具的工作方式，并遠程設定和控制這些語音提示、導光流、頻閃等其他聯動功能，從而無法發揮其最大功效，并在指導人員安全疏散過程中存在如下3 個問題[2]。

（1）傳統的消防應急照明系統中疏散指示標志燈一旦設置，其指示的方向就固定了，不能根據火情發生的實際情況，實時在線調整疏散標志燈的指示方向，從而不能為人員提供最佳的疏散導向路徑，容易誤導人員，并造成人員傷亡，為疏散救援工作增加難度。

（2）傳統的消防應急照明系統中燈具的供電電源多是采用AC 220V 交流電，在以水為主要滅火媒件的救援工作中，救援人員和逃生人員在昏暗、潮濕的火災場所，因視線不清以及線路破損嚴重，往往會更容易觸碰到故障線路電壓、漏電電流，從而危及生命安全。

（3）傳統的消防應急照明系統運行期間完全依靠后勤工作人員定期的通過觀察的方法，人眼逐個檢查各燈具的工作狀態，這樣就存在一定的主觀意識，會導致消防例行檢查工作存在一定的錯檢或漏檢，故其管理困難增加。一旦發生火情，因燈具損壞不能正常工作，不能發揮其疏散功效，就會造成人員傷亡。

因此，更具人性化、智能化、節能化特點的智能型消防應急照明系統應運而生，取代了傳統型應急照明系統成為當前建筑電氣設計中的主流產品。

3 智能型消防應急照明系統的組成與分類

應急照明控制器、應急照明集中電源或應急照明配電箱、應急照明燈具及電源和通信線纜是組成智能型消防應急照明系統的重要部分。其系統框架如下。

（1）智能型消防應急照明系統按燈具的控制方式可分為集中控制型系統和非集中控制型系統。

（2）智能型消防應急照明系統按燈具的蓄電池電源又可分為集中電源供電方式的控制系統和非集中電源（又稱作自帶蓄電池）供電方式的控制系統。

由此分析，智能型消防應急照明系統分為集電集控型、非集電（自帶蓄電池）集控型、集電非集控型、非集電（自帶蓄電池）非集控型4 種應用類型，設計人員應根據工程項目特點兼故發生火災危害等級、救援難度等因素綜合考慮，選擇安全的、合理的、節能的消防應急照明系統型式，以增強建筑的消防安全系數[3]。

4 住宅建筑中消防應急照明系統的設計

當前形式下，住宅項目建設高居不下，建筑規模和高度不斷提升，重點以高層住宅建筑為例，分析消防應急照明和疏散指示系統在住宅建筑中的應用。根據《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB 51309—2018）第3.1.6 條應急照明是否兼做日常照明，住宅建筑中常采用集電集控型和非集電（自帶蓄電池）集控型消防應急照明系統，本文就此兩種系統型式進行分析比較。某一高層住宅建筑，一梯四戶兩個單元，地下一層為設備層，地上24 層為居民住宅層，外墻設消防連廊，屋頂設電梯機房，小區設有消防控制室[4]。

（1）方案一。住宅建筑消防應急照明不兼做日常照明，消防應急照明系統采用集電集控型，住宅走道公共照明獨立設計。在-1F 配電小間設專用的消防應急照明雙電源切換箱和公共照明雙電源切換箱各一組，并在每個單元-1F/6F/18F 電氣豎井內設A 型應急照明集中電源，共六組。走道及樓梯間應急照明分回路供電，共用應急照明集中電源，每臺A 型應急照明集中電源的供電范圍不超過8 層，每條回路所帶燈具不超過60 盞，配電回路的額定電流不應大于6A。在每個單元5F/17F設公共照明配電箱，共四組，供相應樓層的走道及樓梯間公共照明，設計中樓梯間公共照明與走道公共照明分回路設置。A 型應急照明集中電源與公共照明配電箱錯層安裝，減小對管井面積的要求。方案一主要設備材料如表1 所示。

表1 電氣主要設備材料（方案一）

經統計，方案一材料費用總計為7.69 萬元，其中箱體費用占比23%，燈具費用占比35%，管線材料費用占比42%。

（2）方案二。住宅建筑消防應急照明兼做日常照明，消防應急照明采用非集電（自帶蓄電池）集控型，應急照明兼做平時公共照明使用。在-1F 配電小間設專用的消防應急照明雙電源切換箱一組，并且在每個單元-1F/6F/7F/18F/19F 分設走道和樓梯間專用的A 型應急照明配電箱，共12 組，走道及樓梯間應急照明分回路供電，每臺A 型應急照明配電箱的供電范圍不超過8 層，每條回路所帶燈具不超過60 盞，配電回路的額定電流不應大于6A。A 型應急照明配電箱錯層安裝，以減小對管井面積的要求。方案二主要設備材料如表2 所示。

表2 電氣主要設備材料（方案二）

經統計，方案二材料費用總計7.02 萬元，其中箱體費用占比22%，燈具費用占比56%，管線材料費用占比22%。

5 住宅建筑中消防應急照明系統型式的比較

結合以上建筑工程設計實例，從以下角度分析比較兩種不同的消防應急照明系統型式在住宅建筑中的優缺點[5]。

5.1 工程初始造價

集電集控型系統基本特點是燈具內部不含蓄電池，蓄電池集中設置在應急照明集中電源箱內；非集電（自帶蓄電池）集控型系統是燈具內部含有蓄電池，應急照明配電箱內無蓄電池。上述工程設計中集中電源的安裝數量較應急照明配電箱的安裝數量減半，市場上兩者的差價為400~500 元，而帶蓄電池的應急照明燈具價格是不帶蓄電池的應急照明燈具價格的一倍，在燈具安裝數量一致的情況下，計入高層住宅公共照明安裝費用后，方案一比方案二的初始安裝費略微高一點。故初始造價并不是二者選型的主要依據。

5.2 蓄電池壽命

集電集控型系統中應急照明集中電源的電池是由應急照明控制器智能化管理，并對電池進行實時性能檢測、控制及報警，定期活化電池以避免記憶效應，且集中電源使用限流恒壓法、浮充法對電池充電，并自動監控電池過充、過放，對電池具有過欠壓、接地故障保護等功能。應急照明集中電源的電池多采用磷酸鐵鋰電池或免維護鉛酸蓄電池，熱穩定性、安全性較高，循環放電性能較好，壽命較長，可循環使用500 次以上，非集電集控型系統中燈具對自身的電池進行充電，并需要人工定期逐個充放電檢測，易產生電池記憶效應。其燈具自帶的蓄電池多采用三元鋰電池，熱穩定性和循環放電性能相對較差，使用壽命較短，一般在1~2 年[6]。

5.3 設備故障率

集電集控型系統燈具內部不含蓄電池及相應的充放電管理模塊，內部結構簡單，故障率低；而當集中電源出現故障時，供電區域內的燈具無法正常工作，供電影響范圍較大。非集電集控型系統中燈具自帶蓄電池及充放電管理模塊，燈具內部結構復雜，故障率高；而當某個燈具無法正常工作時，供電影響范圍較小[7]。

5.4 后期維護成本

由于蓄電池使用壽命有限，集電集控型系統和非集電（自帶蓄電池）集控型系統均需要維護蓄電池。不同的是集中集控型系統僅需更換前端應急照明集中電源內的蓄電池即可，更換成本低、更換便利；而非集電（自帶蓄電池）集控型系統則需要更換末端燈具內部電池，更換成本高，費時費力，會對燈具造成損壞[8]。

6 結語

綜上所述，集電集控型系統和非集電（自帶蓄電池）集控型系統在自身系統布線方面差別較小，采用集電集控型系統的住宅建筑，因增設獨立的公共照明系統，每層照明設備點位增多，平面布線繁雜，增加了施工難度。但集電集控型系統在電池管理、維護、壽命以及燈具成本、環保等方面較非集電（自帶蓄電池）集控型系統都存在一定優勢，適合在大中型住宅小區內使用，非集中電源供電方式系統則適合用于小型住宅項目中。設計人員可以根據具體項目類型，兼顧后期系統運行特點，維護難易程度，選擇適合本項目的消防應急照明系統型式。