浅谈消防应急照明和疏散指示系统在建筑物中的设计与应用

关键词：建筑物；消防应急照明；疏散指示
 
引 言
在科学技术不断发展的过程中，各种消防系统得以在建筑物中应用。而应急照明和疏散指示系统尽管为较小的组成部分，却将在火灾逃生中发挥重要作用，所以国家专门出台了相应的技术标准，希望加强系统设计和应用管理，使系统能够起到保证人们生命财产安全的效用。因此，需要加强建筑物消防应急照明和疏散指示系统的设计与应用分析，以便使系统得到规范建设。
 
1 建筑物消防应急照明和疏散指示系统概述
从 2019 年 3 月 1 日开始，国家开始施行《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018）（以下简称“新规”）。按照规定，从建筑物消防应急灯具控制方式上进行划分，可以将消防应急照明和疏散指数系统划分为集中控制型和非集中控制型[1]。采用集中控制型系统，可以利用火灾报警控制器和消防联动控制器进行应急照明的启动。采用非集中控制型系统，需要依靠消防联动控制器对应急照明电源和分配电装置进行联动。结合建筑物规模、性质、维护管理难度等条件，可以完成适合类型选择。比如针对需要设置消防控制室的场所，需要采用集中控制型系统。未设置消防控制室，但完成了火灾自动报警系统的设置，同样需要实现集中控制。除此之外的其余建筑物，可以采用非集中控制方式。系统的
应用，能够自动完成故障点检测，并对各应急照明灯具进行控制，完成疏散方向指示，因此能够为建筑物使用提供安全保障。针对住宅建筑，还应采用自带蓄电池的灯具供电方式，以便使应急照明灯具能够在日常照明中正常使用。此外，针对应急照明电源、控制器等设备，需要按照《消防应急照明和疏散指示系统》（GB17945）规定进行选择。
 
2 建筑物消防应急照明和疏散指示系统的设计与应用分析
2.1 工程概况
某建筑物为医院综合楼，日常人流量较大，且多为病人及其家属，对医院建筑布局结构和逃生路线不熟，需要完成消防应急照明和疏散指示系统设计，确保火灾发生后人员可以按照指示灯指示方向逃生。从建筑物结构上来看，需要在走廊、消防电梯间、主要出入口、地下室、楼梯间等场所完成系统设计，确保在火灾状态下灯具光源应急点亮响应时间不超过 5s。在系统应急启动后，蓄电池电源供电持续时间应至少达到 1h。在照明度方面，疏散走道地面水平照度至少达到 3Lx，一楼大厅等人员密集场所水平照度至少达 10Lx，楼梯间等场所水平照度至少达 10Lx。
2.2 系统设计方案
按照“新规”，系统设计需要遵循简洁、控制简单原则，即要完成架构简洁的系统设计，确保系统控制功能可以轻松实现。在系统设计前，需要明确建筑物使用功能和结构，确定建筑物隧道区间、防火分区等基本单元情况，按照较短路径疏散原则提出科学的疏散指示方案，明确消防应急灯指示方向、各区域疏散路径等。结合相关要求，在系统设计上需要采用集中供电方案，灯具主电源和蓄电池电源均为集中电源，在电源内部完成输出转换后利用相同配电回路供电。在应急照明电源选用上，需要将 EPS 当成是备用电源，在各防火分区安放。电源日常放电至少达到90min，切换不超过 1.5s。针对各层消防控制室内的应急照明控制器，需要采用智能网络技术进行通讯连接，对系统电源、应急照明灯等设施进行监控。此外，系统可以与火灾自动报警系统连接，对相关信息进行获取，并利用智能算法分析得到合理疏散路径，然后利用指示灯进行逃生方向指示，同步完成应急照明灯的启动。在火灾发生后，系统会从报警区开始完成系统顺序启动，在 5s 内使全部设备进入应急状态。
2.3 系统配电设计
实际在系统配电设计上，针对水平疏散区，需要在防火分区、隧道区间等不同区域完成配电回路的设计，确保建筑各基本单元不能共用同一配电回路。而回路连接的灯具数量，应不超过 60 只，灯具额定功率综合不超过回路额定功率 90%。按照“新规”，应急照明需要兼作普通照明，如果应急照明灯具功率过高，就会出现应急电源容量过大的问题。比如采用飞利浦单端节能荧光灯，灯具功率为 10W，光通量能够达到 600ml。采用集中电源，按照普通照明 1/2 或 1/3 考虑，应急备用电源容量过大。因此在配电设计上，需要完成相应照明配电箱设计，在各防火分区和人员密集场所完成独立应急照明配电箱设计，利用消防电源专用应急回路供电。按照规定，配电箱或集中电源输入和输出回路应不采用电流动作保护器，并严禁与系统外的负载连接。
2.4 系统控制设计
在系统控制设计上，需要采用工控机作为控制器，在消防控制中心安装，实现多条照明控制器管理。控制器采用大尺寸人机界面，拥有丰富接口，方便与监控设备及 FAS 系统连接。利用图形显示终端，可以使各种灯具状态信息得到直观展示，继而为消防指挥调度工作的开展提供数据支持。按照要求，控制器应 24h 不间断巡检设备及灯具，任一设备发生故
障时将发出声光报警信号。系统持续主电工作 48h 后，能自动由主电工作状态转入应急工作状态，然后自动恢复主电状态。利用集中电源或配电箱，可以将控制器与灯具连接在一起，实现应急启动和蓄电池电源的转换控制。在灯具与电源或配电箱通信中断时，需要点亮非持续型灯具，使其光源由节电点亮向应急点亮转变。按照“新规”，任何应急照明控制器控制灯具总数不超过 3200。控制器主电由消防电源 AC220V 供给，因此采用交流 450V 线缆，备用应急时间至少达到 180min。在控制器与应急照明集中电源通信方面，采用 NH-RVSP-2×1.5mm2-SC20/走弱电桥架[2]。在系统中，设备及灯具均有独立地址码及控制芯片，通够总线与控制器通信，从而实现“点式”控制。
2.5 系统应用分析
在系统应用阶段，还应完成系统疏散引导功能模拟分析。具体来讲，就是确认在火灾发生后系统能否进行火灾报警信息的自动获取，然后利用智能算法得到合理疏散路径，实现疏散指示标志灯的有效控制。在实践分析过程中，需要选取医院某个标准层防火分区进行系统功能模拟，该区包含三个疏散出口。改变着火点的位置，确定系统疏散指示灯方向是否发生变化，并且能否指向较短逃生路径，可以确定系统设计是否合理。从分析结果来看，系统能够完成逃生路径的科学分析，并且改变灯具指向，因此能够为人员疏散提供指示，确保人员在较短时间离开火灾现场，中间无指示灯突然变化等意外。由此可见，在严格按照“新规”完成消防应急照明和疏散指示灯系统设计时，采用采用智能化手段能够使系统应用价值得到更好体现，为人们的生命财产安全提供保障。在实践生活中，按照“新规”，系统投入使用前需要完成检测、验收，并且进行应急疏散预案制定，完成系统部件现场设置情况和控制器控制逻辑编程记录。在系统应用过程中，应保证连续政策运行，不得随意终端，并每月、季进行一次手动应急启动功能检查，每月对灯具蓄电池持续应急工作时间进行确认，每年完成各防火分区火灾自动应急启动功能检查，继而使系统能够正常发挥作用[3]。
 
3 安科瑞智能消防应急疏散系统的选型
3.1 安科瑞的智能疏散系统
安科瑞的智能疏散系统由三层网络结构。一层：智能疏散主机；二层：区域应急照明配电箱；三层：疏散指示标志灯具，其具体结构形式如图1所示。
 
图1 智能消防应急疏散系统图
 
智能疏散系统主机：主机由交互式操作软件支持，实时解析底层设备的工作状态，接收来自消防报警系统的火警联动信号。在日常维护过程中声光报警显示各种设备故障信息，具备日志的查询、记录、打印功能；在火灾发生时，根据火灾联动信号选择相应的应急预案，启动各类应急疏散指示灯。
区域应急照明配电箱作为系统内为灯具供电的供配电装置，同时具备接受主机的巡检控制、供电回路的电气隔离、回路智能控制、回路信号汇集，加快主机对底层灯具的巡检速度，降低信号干扰，改善通信质量等功能。
疏散指示标志灯具，集中电源集中控制型疏散指示灯为人员疏散逃生指引方向。其安装方式有壁挂式、吊挂式、地埋式三种，主要设置于防火分区的安全出口等处。集中电源集中控制型应急照明灯具，其主要为人员疏散逃生提供照明，安装方式有壁挂式、吸顶式、嵌顶式三种。
 
3.2产品选型表
控制器和集中电源选型表

灯具选型表

 

4 结束语
综上所述，在建筑物防火设计中，消防应急照明和疏散指示系统设计和应用至关重要，直接关系到人员生命财产安全。在实践工作中，需要严格按照相关技术标准完成系统科学设计，加强智能化手段的运用，使系统保持技术先进和功能合理。在系统应用期间，还要按照要求加强维护管理，从而为建筑物防火安全提供保障。
 
参考文献
[1] 吴少华.智能型消防应急照明和疏散指示系统的探讨及应用[J].科技创新应用，2019（14）：168-169.
[2] 黄剑飞.试论建筑物消防应急照明和疏散指示系统的设计与应用[J].规划与设计，2019（5）：121-122.
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11月版.
[4] 安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门监控系统/消防设备电源监控系统/电气火灾监控系统选型手册.2019.7月版.
 
作者简介
王蒙蒙，现任职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能应急照明及疏散系统。