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火灾应急照明设计
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摘要:火灾应急照明概念供电线路灯具选择安装位置控制方式

应急照明是现代建筑物中平安保障体系的一个重要组成部分。本文所讨论的火灾应急照明是广义的应急照明中和广大人民群众生命平安关系最密切、实际应用最广泛、电气设计最常涉及的一个重要门类。相关专业规范中约有20条被纳入“强制性条文”中,足见其在电气设计中所占的份量。一个完善的火灾应急照明设计,应在电源设置、系统组织、灯具控制方式、导线选型及敷设方式、灯具选择及安装位置、诱导指向、平安保护办法等,每个环节都严格执行相关规范,才能保证其在火灾紧急状态下能发挥应有的功能。笔者近年来从事施工图审查工作,不乏见到一些很好的设计,从中获益非浅,但尚有相当部分工程设计质量不尽人意,虽然表面上大原则不违反“强条”规定,审查可以放行,但若仔细琢磨各个环节细部设计,以及消防部门反馈的信息表明,都或多或少存在这样那样的新问题,令人堪忧。撇开设计者主观因素外,客观上也由于我国目前尚缺少一部火灾应急照明设计的专门标准或规范(规程),现有各规范所使用的名词、术语、标准及其介释亦未统一,给设计者带来不少困惑,笔者也深有感受。本文仅根据个人对现有相关规范的理解,结合审查中常见新问题,谈谈自己的见解和同行们交流。

一、火灾应急照明和非火灾应急照明的概念区别摘要:

一提起应急照明,大部分人马上联想的是用于火灾状况,其实不然。1993年中国照明学会第1号技术文件《应急照明设计指南》出台,它对广义的应急照明的设计和实施起到一定的指导功能。《指南》对应急照明的定义是“在正常照明系统因电源发生故障熄灭的情况下,供人员疏散、保障平安或继续工功能的照明”,按功能分为疏散照明、平安照明、备用照明。火灾应急照明是其中的一个门类,但笔者认为火灾应急照明和广义的或非火灾应急照明,从概念上有以下差异摘要:

1、后者的前提均指在正常电源发生故障情况下,而火灾应急照明则是指特定的发生火灾情况下,和正常电源无必然联系,也就是说火灾时除了为避免电气造成二次火灾,保障扑救人员免于触电而要切掉火场中的非消防负荷的电源(下面简称“切非”)外,火灾应急照明电源仍以正常电源(或称市电)为主电源,只有市电失去电源才要转换由备用电源供电,也就是说火灾时市电不一定会停电或要停电,审查发现许多设计这个基本概念不清,如EPS的应用就常见提及“火灾时市电停电、转换由EPS供电,”从而忽略了市电并未停电状态下接通应急照明电源的办法。

2、对备用照明定义的区别摘要:火灾备用照明在相关防火规范中很明确是指消防控制室、消防水泵房、配电室、自备柴油发电机房、防排烟机房、通讯总机房以及发生火灾时需坚持工作的房间的备用照明。而广义的备用照明,《指南》中是指“正常照明电源发生故障时,为确保正常活动继续进行而设的应急照明部分。”这个活动可以是生产、营业、比赛、演出、会议、办公等等。显然两个备用照明的概念有较大的差异,它们除了可以共用建筑物低配系统的备用电源外,是两个独立的配电体系,对线路、灯具、控制的要求等也不尽相同,例如非火灾的备用照明,应属于非消防负荷,而有的工程却将其纳入应急照明供电,必要时就无法实施“切非”,由于它无需在火灾时坚持点亮,对灯具保护罩及线路的连续供电可靠性,无非凡要求时,就不必视同火灾应急照明设计而提高标准等等,当然火灾疏散照明可作为正常备用照明的一部分(或过渡照明),设计常可这样处理。

3、至于“平安照明”是指“正常照明电源发生故障时,为确保处于潜在危险中的人员的平安而设的应急照明部分。”如医院的手术室,危重患者抢救室、非凡危险的作业场所等有特定需要的场所,“平安照明”的电源及控制应有别于火灾备用照明和正常备用照明系统,它应和装设场所的设备,使用同一备用电源,设计切忌将其纳入一般非消防电源,而不看时机予以切除,火灾时应视实际情况处理,以免造成严重后果。

总之设计和审查都应注重不要混淆两种应急照明的概念,而执行不适合的标准或提出不适当的意见。

二、火灾应急照明的供电

火灾应急照明的负荷分类和建筑物内的消防设备同等,其供电可靠性要求也应是一样的,但在很多设计人员的潜意识中往往降低其供电可靠性的标准,下面略举几例摘要:

1.审查中常见某高层建筑低压配电系统采用图一的方案,表面上应急照明母干线接在市电和柴电切换供电的II段母线上,因“高规”未明确要求应急照明箱应双电源末端切换供电,似乎已满足一级负荷的要求,但仔细分析后,将发现一旦2B出故障,由于10KV侧未失电,1DL不跳闸,柴电不会启动,II段母线将失去电源,只能通过手动调整两段母线的负荷后,才能投入母联5QF,在这种情况下,应急照明母线的连续供电将没保证。若是II段母线或6QF开关或应急母干线本身出故障,全楼的应急照明电源将全部瘫痪,所以存在很大的平安隐患。“高规”对9.1.2条的介释是由于应急照明箱量多,布置分散,严格要求在每个应急箱处双电源切换有困难……但这并不意味着电源可靠性可降低到不及一般的备用照明,“民规”11.8.7.2条规定,当设有自备发电机组时,备用照明的一路电源应接自发电机组专用回路供电,另一路可接自正常照明电源(如为两台以上变压器供电时,应接自不同母干线上)。上海市2002年颁发的《民用建筑电线电缆防火设计规程》DGJ08-93-2002中就对不同防火级别的建筑,规定隔不同层次设双电源自切箱的供电方式,“民规”第24.9.9,24.9.10条也有类似规定,这是很有必要的。图一接线方案是不够可靠的。

2.多层建筑内部的消防水泵房,其应急照明属火灾备用照明,其连续供电时间应满足消防水泵在火灾时需坚持工作的时间,“强条”GBJ16-87第10.2.7条要求消防设备房的照明支线,应接在消防配电线路上,就是强调了其电源的可靠性和消防设备是同等的。审查中常发现消防泵房照明接自一般照明回路,只是灯具采用自带蓄电池的应急灯,还注明“连续供电30分钟”。新问题是消防栓泵的工作时间大多数工程要求不少于2小时,而应急灯具的标准一半规定连续供电为90分钟,不能满足要求,仍违反了“强条”。有的设计不愿做较大的改动,就将应急灯改为连续工作120分钟,这并不是一个好的解决方法。灯具是标准产品,增加供电时间,就要增大体积和重量,而做或非标,不切实际,只能应付审查,是不可取的。建议在没有设应急照明箱的工程中可在消防泵动箱内增设一小空开供电即可。应注重,应急灯具(自带电池)一般只适用于火灾疏散照明,而不适用作备用照明。

3.某多层建筑,消防用电为三级负荷,楼内设有小容量的消防泵,设计从楼配电总箱引单独的回路供电给消防泵房动力及其照明,似乎可以满足“低规”10.1.3条专线供电的要求,但火灾时仍存在总开关因“切非”而被拉闸的可能性,这样泵房的动力和照明将失去电源,所以最可靠的办法,仍应从小区配电室引专线供电,这里介绍一种便通的接线方案(见图二)供参考。由于泵房照明动力引自从总开关前的电源线,再经过箱内独立开关保护,应该是可以满足要求的。假如消防用电为二级负荷,或小区内设有柴电,此方案就不可取了。

4.柴油发电机房的应急照明设计,很多工程将柴电机房照明电源引自市电和柴电切换供电的应急照明箱,灯具全部用一般工厂灯,认为已十分可靠,其实不然。试想,一旦晚上发生火灾,市电又忽然故障停电,急需柴电启动投入。而此时由于柴电电源尚未建立起来,双电源箱没有电源,柴电机房失去启动操作的最基本照明。即使是自启动的机组,也有可能自启动失败,而需要人工辅助操作,也就是说柴电机房的备用照明是为建立备用电源的非凡要求而设置,所以一定要设置自带电源的灯具,作为过渡照明,按“民规”6.1.9.5条规定,应满足连续供电时间不小于1小时,照度不低于35Lx的要求,这一点应引起足够的重视。

三、火灾应急照明导线的选择和敷设摘要:

火灾应急照明的配电线路必须满足火灾时连续供电的需要,由于“高规”、“低规”在线缆的选型和敷设方式的配合上没有具体规定,比较强调“防火保护办法”。笔者认为穿管暗敷确实是一种既经济又可靠的敷设方式,有可能的情况下应尽量采用。但是由于火灾应急照明的灯具布置常随装修而变动,暗敷的方式往往难以适应,所以穿管或穿线槽的敷设还是较常用的方式。要保证线路的供电可靠性,靠金属管或封闭金属线槽的防火保护办法(即外刷防火涂料)在现实中很难凑效,主要是涂刷工艺复杂,需反复多道进行,又受管线场地以及天气、人为因素等影响,质量很难保证,而且

二、三年后还需重刷,根本无法落实,所以大多流于形式,自欺欺人,根本达不到耐火的效果,应尽量避免这种方式。所以笔者以为应侧重解决线缆本身的耐火及阻燃性能,穿金属管明敷时应采用耐火电线,穿金属线槽、金属桥架明敷时,应采用阻燃耐火线缆。

对于自带蓄电池灯具,是否可以不考虑线路的供电可靠性?从理论上讲灯具自身带了备用电源,似乎和外部供电线路无关,但是应考虑到火灾时若外部电源可靠,仍应以外电源为主,因为内部蓄电池电源的可靠性和平时管理水平密切相关,若平时没有经常检查、维护、一旦失去外电源,就难保能点亮或亮度不足,所以外电源线路的可靠性仍不能忽视。对于仅由EPS做为应急电源的工程中,由于没有设置自带蓄电池的灯具,EPS的引入及配出线路,如同应急照明的生命线,其选型及敷设方式更应万无一失。

四、有关火灾应急照明灯具的选择摘要:

1、应急照明非凡是疏散照明的光源必须具备瞬时点启的特性,如白炽灯,快速启动的荧光灯、高频荧光灯、小功率卤钨灯等,审查中发现一些高大空间的场所如体育场馆、仓储超市等为了将疏散应急照明灯作为备用照明的一部分,和正常灯具求得一致,而选择金属卤化物灯为光源,是错误的。因为金卤灯属高强气体放电灯,其灯丝从冷态到全辉度需要4~8分钟,而忽然停电则需4~5分钟冷却后才能再次起动,所以不能满足瞬时点亮的要求,切勿选用。

2、疏散标志灯一般应选用专用灯具,但设计往往设有正确选用光源的容量以及外型尺寸,有的甚至只在图例中写上“出口灯”、“诱导灯”字样了事。要知道在火灾状态下,为保证标志灯在烟雾下的可见度、清楚度,和灯具选型密切相关。我们在公共场所常见到若大的商场,却配置了很小尺寸的诱导灯、出口灯,这必然会影响诱导的效果。“民规”附录c.3.11及c.3.13表提供了方便选择的方案,应结合工程予以采用。

3、“应急照明灯和灯光疏散指示标志,应设玻璃或其他不燃烧的材料制作的保护罩”是“强条”的规定。疏散标志灯选用专用灯具,其制造标准已满足要求。但当疏散照明灯作为正常照明的一部分时,为了达到装修效果,常选用和正常照明一样的灯型,如筒灯、吸顶灯、格栅荧光灯、线槽灯等,这些灯具的保护罩材质往往不是不燃材料,设计未加说明,图面图形和正常灯具没有区别,就造成违反“强条”了。

4、灯具的容量选择不当,也常造成违反“强条”,如消防水泵房、配电房、柴电机房等火灾时仍需坚持工作的房间,“高规”要求“应保证正常的照度,”其“解释”是要和该部位平时工作面上正常工作照明最低照度一样,主要参照《工业企业照明设计规范》规定。经查泵房为20Lx,配电室30Lx,控制室75Lx,柴电机房参照“民规”6.1.9.5条为35~40Lx,连续1小时。“低规”本无规定,即将出台的“新低规”已规定为“不应比正常照明照度低10%。”这就要求设计不能随意挂上1~2盏双头应急灯,或布置几盏工厂灯,而至少应查表选择,如高度为3~4米,面积30~50㎡的机房,若选择配照型工厂灯,其单位面积标准为10~12W/㎡,带反射罩的荧光灯为3W/㎡左右,节能灯另当别论。

五、火灾应急照明灯具的布置摘要:

火灾应急照明灯具设置的场所、位置、装高,在“高规”及各相关建筑的规范中都有较明确的规定,但审查中仍发现有些不当的做法摘要:

1、封闭楼梯间、防烟楼梯间或疏散走道经常只设诱导灯、出口灯,而未设置疏散照明灯,虽然可以利用诱导灯、出口标志灯作为疏散照明的一部分,但往往照度达不到要求。疏散照明灯一般设于墙上或顶棚下,位置比较高,主要在火灾初期,疏散人员多的情况下起功能,当火灾发展后,烟气上升弥漫,往往先被遮档,这时靠低位的诱导灯,两者功能时间、效果不完全一样,不能替代,更不能只取其一。《人民防空工程设计防火规范》的条文“说明”对此有很好的分析。

2、自动扶梯不能作为疏散出口,其出口标志灯及相关诱导灯或商场中引导购物的标志灯,机场、车站等各种功能标志灯都不能纳入疏散照明系统,但可作为正常的备用照明供电对象。

3、疏散通道或前室内的火灾报警按钮、消火栓按钮、消防电话插孔以及其它消防设施的四周,应设置应急照明灯,这一点常被忽视。

4、即将出台的“低规”还规定建筑层数超过四层的疏散楼梯均应在每层楼梯平台处的明显位置标明所在楼层层楼,且当门开关时均不应被遮挡。“民规”JGJ/T16-92附录C.3.6条中也规定“楼梯间内的疏散标志灯宜安装在休息板上方的墙角处或壁装,并应用箭头及阿拉伯数字清楚标明上、下层层号”笔者理解这些规定的用意,就是在发生火灾时,让人们(含消防人员)知道自己所处的位置,以便作出行动的决定,所以将层号指示和疏散标志灯结合,确实是很有必要,设计大都未注重做到。

5、大型的公共建筑面积大、平面复杂、防火分区多、出口多、防火卷帘多,有的设计人员没有先弄清防火分区的区界线以及每个平安出口所属的防火分区,布置火灾疏散诱导灯比较随意,甚至将人员误导至另一个防火分区的出口,一旦防火卷帘降落,逃生者将不知所措,另外有的场所如商场的诱导灯低位安装比较困难,因为四周都是柜台,只好悬吊,此时高度也不能太随意,应控制在2.20~2.50m,若安装过高,易受火灾烟雾的遮挡而影响可见度。

6、对于较大的人防地下室,有若干个人防单元,及若干个防火分区,并有所交叉疏散照明设计难度较大,因为战时的出口和平时出口不完全一致,经常是平时的平安出口,战时要封堵,而战时口部出口有的平时要关闭,战时和平时诱导灯间距要求不同,指向也不同,很多设计混合表达在一张图上,图例没有区别,图面没有加“注”,所以应提倡战时、平时照明分别出图,在吃透建筑专业分区图前提下,明确表示人防、单元、防火分区的区界线,这样设计、审查、施工、监理各方都能明白,可大大减少差错,也便于临战时的转换安装。当然比较简单的人防地下室,能用图例、图注表达清楚也可不分图。

另外,地下车库用于诱导汽车的出口标志灯、诱导灯、应有别于引导人员的图例及选型。有一点必须十分清醒,火灾时主要是解决人员疏散逃生。汽车的诱导标志灯,不应纳入火灾应急照明系统,但可以纳入备用照明。汽车坡道出口不能作为人员的疏散出口。主要是不答应人车混流。还有相邻的人防单元,设有一个双向开启的密闭门互为疏散出口,门两侧均应设战时出口标志灯,但应急供电电源应分别引自各单元的照明回路。

六、有关应急照明灯具的控制摘要:

有了可靠的电源、线路、灯具,假如在火灾时不能及时点亮,一切都是徒然。对于不同性质的建筑物,或同一建筑物的不同场所,灯具控制可能有多种方式,关键是设计者必须有清楚的设计思路。首先应明确各种场所灯具的常态,其次是控制点,有的由现场开关面板控制,有的在配电箱集中控制,有消控中心的还应有消控中心强制接通(注重一定不能只有消控接通而无就地控制点,以防消控失灵),并应将设计意图用控制接线图表达并和配电系统回路对应表示。审查中发现很多工程没有做到这一点,且平面图中配线芯数标注混乱,以致审查师或消防审核看图如坠入云里雾里,无法读懂图纸,难以准确判定其正确和否,更谈不上施工安装人员如何正确接线,管理人员如何正确操作,在有火情时如何及时点亮就更是新问题。所以应引起足够的重视。

应急照明灯具的控制接线,近年来不少论文介绍了很多很好的控制方案,本文不再鳌述。以下仅提示一些常被忽视的新问题。

1、带蓄电池应急灯具的充电线任何情况下不应被拉闸,我们知道充电线功能除了对蓄电池充电(正常时浮充)外,充电线失去电源是灯具转换由内部电源供电的信号,一旦被误操作拉闸,灯具就会耗尽蓄电池的能量,又不能及时再充电,此时若发生火情,灯具就无法点亮,这是不答应的,所以设计应注明哪个是充电线开关,并注明“不得拉闸”。配电箱标志框也应明确标明。

2、充电线或接触器的回路都应有线路保护开关。

3、装设低于2.4米的应急灯具应配给PE线,这3点是任何控制接线方案都必须遵循的基本要求。

另外,“民规”附录C.3.2条规定疏散照明平时应处于点亮状态,笔者理解平安出口灯,疏散诱导灯,在外部光线不足以识别时应点亮或称为“常亮,”所谓“常亮”并不排除在无人活动的夜间、节假日或有足够自然采光的白天可以拉闸。所以没有火灾自动报警系统的工程中对于在配电箱集中控制且回路中带有蓄电池灯具的,应采用三线(即配出充电线)二开关(充电线独立开关保护),有低位灯再加PE线,以确保任何情况下,关断电源开关时充电线路不被拉闸。

在配电箱集中操作方案一般适合于日常有人管理而且管理比较到位的公共建筑,而对于一般的无专人管理的场所,如出租的办公楼、店面、住宅等,也可考虑设就地开关,此时配电系统可采用二线一开关的接线,但电源开关必须常闭(设计应注明)且回路中的自带蓄电池灯具的充电线应引自就地开关前,防止充电线被就地开关关断,但不能将集中控制的灯具纳入该回路。为了让火灾中逃生的人员或是消防人员在火场中能迅速识别、方便操作开关面板,应急照明的就地开关应选择带电源指示灯型号,从某种意义上说,此开关即是消防设备,应有明显标志。

对于设有消防控制室的工程,强制接通应急照明是火灾自动报警的一项功能,应急照明箱配电系统及其灯具接线方案应和其相配合。基本有两大模式摘要:一是在配电箱和消控中心两地集中控制,另一种是由就地面板开关和消防中心强制接通。两种不同控制方式的灯具不应混接在同一回路。平时必须常暗,只有火灾时才接通的灯具,不应和平时常亮的共回路,一般应各自独立回路。审查中就发现不少类似这样的原则错误,例如某舞台上方的应急照明灯,由于舞台非凡功能,不能让其常亮,而设计却将其接入带疏散诱导灯、出口标志灯的集中控制的回路,由于后者必须常亮,就产生矛盾,无法控制。又如某图书馆阅览室内用双头应急灯作为应急照明灯,此灯具不可能作为正常照明的一部分,只能火灾时强制点亮,但接在走廊平安出口灯的回路上,也就会出现同样的失误。

对于用声光控制面板开关作为接通应急照明的开关,是有争议的做法。笔者认为一些特定的场所,还是可以采用的,如高层住宅楼的防烟或封闭楼梯间内的应急照明,由于平时无人行走,不必常亮,同时人们对环境比较熟悉,懂的用声响来接通照明,尤其火灾时声响较大,轻易自点亮。而公共场所就不适合,如某中级法院,各层走道全部用此种开关,显然会时亮时暗,根本不合适,所以应十分谨慎,不能滥用。

有关用“切非”来实现强制接通的控制,也颇有争议,笔者有时也感到难以定夺,下面有几点想法提请注重摘要:

1、“切非”和强制接通在时间上不一定能保证同步。“切非”一般由消控室确认火灾后,视现场需要才实施“切非”操作。在没有火灾自动报警系统的工程中,一般要等消防人员到场后,在开关箱处切除。

2、要用“切非”的办法点亮应急照明,则所有灯具必须自带蓄电池,造价较高,且灯具应是常暗状态。

3、灯具电源不是引自应急照明箱,而必须接在非消防照明箱内。

4、“切非”前该场所的正常照明必须处于点亮状态,为“切非”前提供火灾最早期的的疏散照明。

鉴于这四点,其适用场所受到较大的限制。但不排除有的具体工程具体部位的火灾应急照明,在考虑了以上四个因素后采用“切非”办法,可以解决强制点亮,满足消防要求。总之应本着具体新问题、具体分析、实事求是的原则。

综上所述,可见火灾应急照明设计是一项“功夫活”、“细活”,必须认真思索,细致作图。虽然有些差错不一定违反“强条”但一个小小的疏忽,在火灾时也可能酿成严重后果。“火场如战场,时间就是生命”,一个完善的应急照明,可能为逃生者赢得宝贵的时间,相反也可能失去获救的机会,这绝不是危言耸听之说,无数惨痛的事实和教训警示我们要以高度的责任感去面对每个工程设计。我们也期盼着能尽早有一部专门规范来更好指导火灾应急照明设计。本文不当之处,期待同行的批评、指正。

火灾应急照明设计责任编辑:刘老师    阅读:人次