民用建筑火災應急照明的設計實現(xiàn)

/民用建筑火災應急照明的設計實現(xiàn)摘要本文列舉了民用建筑中有關應急照明的法規(guī)要求、消防應急燈具的法規(guī)要求，進而提出了符合上述法規(guī)要求的設計實現(xiàn)方法。關鍵詞應急照明、疏散照明、平安照明、備用照明、照度、消防應急照明燈、消防應急標記燈、轉換時間、持續(xù)供電時間。1.法規(guī)及相關要求1.1 《建筑照明設計標準》GB50034-2004此標準是對建筑照明設計的總體要求，包括比照明種類的劃分（第條）及照度標準值的要求（第5.4.2條）。1.2 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（2005年版）GB50045-95《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》GB50067-97《人民防空工程設計防火規(guī)范》（2001年版）GB50098-98《人民防空地下室設計規(guī)范》GB50038-2005《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008這幾本規(guī)范對“有關消防的應急照明”（備用照明和疏散照明）的設置部位、照度、燈具提出要求。1.3 《消防平安標記》GB13495《消防應急燈具》GB17945 這兩本國標對“有關消防的應急照明”的燈具提出產品制造、檢驗等方面的要求。2.簡潔混淆的兩組概念“應急照明”和“消防應急照明燈具”；“消防平安疏散標記”和“燈光疏散指示標記”2.1應急照明：它為照明種類的一種，和其并列的有正常照明、值班照明、警衛(wèi)照明、障礙照明。應急照明的定義為“因正常照明的電源失效而啟用的照明”，它包括備用照明、疏散照明、平安照明。在民用建筑內火災應急照明主要指備用照明和疏散照明，這是本文要論述的內容。2.2消防應急照明燈具：《消防應急燈具》中將“消防應急燈具”定義為“火災發(fā)生時，為人員疏散、消防作業(yè)供應標記和/或照明的各類燈具”。按功能，可分為以下類型：消防應急照明燈消防應急標記燈（有些規(guī)范稱為燈光疏散指示標記）消防應急照明標記燈。消防應急燈具和非電致發(fā)光的疏散指示標記共同作用實現(xiàn)了民用建筑內的疏散照明。消防應急照明燈具只是其中的一種而已。2.3消防平安疏散標記：包括下列類型：常規(guī)、逆向反射、搪瓷、蓄光、熒光、內部發(fā)光（燈光型、電子顯示型、場致發(fā)光型）、自發(fā)光。發(fā)光疏散指示標記指后四種，不包括前三種。2.4燈光疏散指示標記（即消防應急標記燈）它只是消防平安疏散標記的一種，即“燈光型內部發(fā)光消防平安疏散標記”。3.民用建筑火災應急照明設計要求和民用建筑相關的設計要求主要體現(xiàn)在上述幾本防火規(guī)范中，對主要條款分類綜合如下：3.1備用照明：1）建筑內供消防作業(yè)及救援人員接著工作的場所內應設置備用照明。這些場所主要有以下兩類：（1）消防限制室、自備發(fā)電機房、配電室、消防水泵房、防排煙機房、電話總機房等發(fā)生火災時仍需工作的其他場所，要求最少持續(xù)供電時間≥180min。（2）超高層建筑的避難層、屋頂直升機停機坪，要求最少持續(xù)供電時間≥60min。2）備用照明在正常供電電源停止供電后，其應急電源供電轉換時間≤5s，照度標準和正常照明的照度標準相同，例如：配電室、發(fā)電機房：200lx；消防限制室、弱電機房：500lx；風機房、泵房：100lx；3.2疏散照明：1）供人員疏散，并為消防人員撤離火災現(xiàn)場的場所要設置疏散照明，要求最少持續(xù)供電時間≥30min(人防工程內連續(xù)供電時間不應小于該防空地下室的隔絕防護時間，二等人員掩蔽所為3.0h)。分為疏散指示照明和疏散通道照明，二者分別由消防應急標記燈(燈光疏散指示標記)和消防應急照明燈實現(xiàn)，各規(guī)范要求設置的部位主要為和人員疏散有關的場所及人員密集場所，因篇幅情愿這里不再列舉。2）疏散照明在正常供電電源停止供電后，其應急電源供電轉換時間≤5s，規(guī)范對疏散指示照明無照度要求，僅對疏散通道照明有要求，要求如下：（1）樓梯間內、人防工程內疏散通道的地面最低水平照度不低于5.0lx；（2）人員密集場所內的地面最低水平照度不低于1.0lx；（3）疏散走道的地面最低水平照度不低于0.5lx；3.3備用照明和疏散照明運用的燈具應符合《消防應急燈具》GB17945的相關規(guī)定。3.4除消防應急標記燈和消防應急照明燈外，對一些人員密集場所還應設置其他種類的疏散指示標記。4.設計方法 上面綜合敘述了有關法規(guī)對民用建筑內應急照明的要求，具體在工程設計中如何實現(xiàn)呢？我想提出一些當前存在的一些設計作法并指出利弊，最終提出本人的設計傾向。4.1消防應急標記燈接受專用燈具，但消防應急照明燈只利用一般燈具的一部分，電源滿足一級負荷的要求。這種作法在配電上滿足了規(guī)范對應急照明的供電電源的要求，優(yōu)點是可節(jié)約“專用”應急燈的用量、應急照明的照度可較高，但應看到這種作法存在下列缺點：在能源驚惶的大形勢下，市電的牢靠性值得懷疑。備用發(fā)電機的投入運行時間規(guī)范要求15S內（實際中一般不到10S），在沒有市電的時候，有10S左右的時間系統(tǒng)無法供應應有的照明，轉換時間是不滿足規(guī)范5S的要求的。不管有沒有發(fā)生火災，都會造成人員確定程度的恐慌，甚至引發(fā)一些事故。而專用的消防應急照明燈具有嚴格的產品制造規(guī)定，產品制造規(guī)范要求其轉換時間在1S以內，從實際應用看，5S以內是可以滿足的，符合規(guī)范要求。因將一般燈具的一部分納入應急照明配電系統(tǒng)，線路跳接比較煩瑣，且必會要求多一套開關進行限制，平常運用及維護都會很不便利。對于有二次裝修的場所，應急照明的設計處于不受控狀態(tài)，難于監(jiān)管。用一般燈具作消防應急照明燈，因燈具本身沒有防火愛惜罩等措施，在火災時發(fā)揮作用的時間會較短，且遇火后可能會發(fā)生爆裂，進而引發(fā)短路導致失去照明，在最緊要的關頭失去作用，不能確保人員疏散和消防隊員滅火時的人身平安，這是這種作法致命的缺點。所以，均接受專用燈具是應急照明設計的必要前提，上述傳統(tǒng)的設計方法應摒棄。4.2消防應急標記燈及消防應急照明燈均接受專用燈具，燈具自帶電池作備用電源。配電電源引自一般照明用配電箱，單獨回路。這種作法也能滿足規(guī)范要求，因燈具自帶的電源就是“其次電源”，消防應急燈具出廠時電池本身的持續(xù)供電時間≥90min，在實際運用時其持續(xù)供電實力會衰減，在正常維護狀況下基本可保證30min，即使無市電的充電，也可滿足消防規(guī)范對疏散照明的要求；但確定要留意從總配電箱處配出單獨回路，避開一般燈具被長時間關掉時造成應急燈具的深度放電，而須要時無法發(fā)揮作用。這種作法系統(tǒng)簡潔，適合于特殊小型的建筑。 此種作法燈具不需長明，市電斷電后燈具通過“檢測端”對市電的檢測，電池會自動轉換到工作狀態(tài)。4.3備用照明和疏散照明用的燈具均接受專用燈具，配電電源引自專用配電箱，應急照明形成獨立的配電系統(tǒng)。這是符合規(guī)范的設計作法，可充分滿足轉換時間的要求；因應急照明系統(tǒng)獨立，滅火時市電維持供應，故電池處于持續(xù)充電的狀態(tài)，可滿足備用照明和疏散照明對持續(xù)供電時間的要求。此種作法市電維持供應（只是在極端狀況，市電全無，發(fā)電機投入時會有10S左右的無電狀態(tài)），故要求燈具要長明（休息平臺的補充疏散照明另當別論）。專用燈具、電池在此種作法中成本較大，故要求設計時應充分優(yōu)化，在滿足應急照明照度要求的前提下盡量削減應急燈具的數(shù)量，并要選用LED等低耗電型式的燈具，以削減燈具和電池的投資及運行中電能的消耗。依據(jù)電池配置的位置的不同，有三種實現(xiàn)方法：1）燈具自帶電池此種作法優(yōu)點是將電源失效的緊急分散，燈具可獨立運作，可實現(xiàn)簡潔、牢靠的應急照明，目前國內很多城市的消防局均按此作法進行要求。此種作法的缺點是因電池分散，會帶來電池檢查、更換等維護問題，故本人認為項目規(guī)模較大時不宜接受此方案，而應接受下述兩種方案。2）利用EPS電源作備用電源可解決電池分散帶來的維護問題。視工程項目的具體狀況，可將燈具較集中的備用照明由EPS供電，其他分散的備用照明、疏散照明由燈具自帶電池。特殊留意在有發(fā)電機作備用電源的工程中，計算EPS容量時沒必要將時間按180min計算，可由發(fā)電機擔當“持續(xù)供電時間”的任務。3）接受集中電源的應急照明系統(tǒng) 這種系統(tǒng)除集中電池的特點外，還有獨立于EPS的其他特點：（1）先進的電池充放電技術，可大大提高電池壽命，環(huán)保、節(jié)約維護費用；（2）電池設計可接受集中或相對集中的方案，設計上會較EPS靈敏；（3）通過燈具內置的限制模塊，可有效檢測各燈具狀態(tài)，從而可實現(xiàn)實時維護，保障系統(tǒng)在關鍵時刻發(fā)揮作用，這時此種系統(tǒng)最大的優(yōu)點，也是最值得推崇的優(yōu)點。 此種作法的系統(tǒng)簡圖如圖1所示。圖1集中電源的應急照明系統(tǒng)簡圖5.設計實現(xiàn)5.1民用建筑內應急照明的設計實現(xiàn)簡圖如圖2所示。圖2應急照明的設計實現(xiàn)簡圖注：上圖為接受燈具自帶電池、長明的設計作法時的線路簡圖，接受EPS或集中電源的應急照明系統(tǒng)設計作法時的線路作法和此圖相同，只是燈具本身不再須要電池。5.2相關說明：1）消防工作區(qū)域的備用照明這些區(qū)域為專業(yè)人員運用的區(qū)域，熟悉現(xiàn)場狀況，不涉及人員疏散，且運用的燈具較多，用電較大，故可通過現(xiàn)場的蹺板開關進行平常的照明限制。但應將相線干脆接入燈具電池的檢測端，這樣才能保證在接入的相線失電時電池會自動投入工作。2）疏散照明 要求設置疏散照明的區(qū)域基本為公共區(qū)域，人員對環(huán)境不熟悉，燈具宜長明，這樣有利于人員對疏散口的留意，在發(fā)生事故時可更有效地疏散。應留意：若不是長明形式，通過開關進行平常的節(jié)能限制，則要保證相線接入燈具的檢測端，以保證市電丟失時發(fā)揮電池的作用。有兩種方法強制燈具激活：在火災時通過報警系統(tǒng)將相線強制切除以激活電池強制放電，或者多配出一根將現(xiàn)場開關旁路的強制接通線路（類似于樓梯間補充疏散照明的配電作法），前者牢靠性差，沒有充分利用發(fā)電機的持續(xù)供電實力，不宜接受；后者作法過于繁瑣，不舉薦接受。3）樓梯間補充疏散照明樓梯間為平安區(qū)域，是人員逃命的豎向通道，設計中是不考慮這里發(fā)生火災的狀況的。因該區(qū)域平常少人通行，故休息平臺處的燈具可接受一般燈具，通過節(jié)能自熄感應開關限制以利于節(jié)能，但在火災報警后應由報警系統(tǒng)聯(lián)動強制接通，作為補充的疏散照明。留意感應開關應接受三線制，以保證平常各層單獨限制的有效性。建議大型公共建筑的樓梯間內額外設置蓄光自發(fā)光型疏散指示標記于樓梯踏板的踏面或踢面作為幫助應急用，相對而言，接受這種標記因無需供電，故更平安、牢靠。每個樓梯間內應急照明的線路宜分段自成體系。圖3為某項目的平面參考圖及圖例。圖3某項目的平面參考圖及圖例4）人防人防人員掩蔽區(qū)照度要求為75lx，和車庫的照度要求相同，因而最簡潔的配電作法是每個防護單元設置一個應急照明箱，電源引自相應防護單元的雙電源箱。平戰(zhàn)結合應用。人防工程內疏散通道的地面最低水平照度不低于5.0lx，戰(zhàn)時應急照明的連續(xù)供電時間不應小于該防空地下室的隔絕防護時間(如二等人員掩蔽所為3.0h)，留意，若人防內部無柴油電站，則接受EPS設計方法較合適。以上為本人對應急照明設計的一些思索，歡迎同行們指責指正或進行探討探討。參考文獻中國建筑科學探討院.《建筑照明設計標準》GB50034-2004[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.【2】中華人民共和國公安部.《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（2005年版）GB50045-95[S].北京：中國支配出版社，2005