浅析应急照明系统在数据中心的应用

[摘  要]文章通过对数据中心消防应急照明和疏散指示系统的需求分析，结合新国标《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》(GB51309-2018)的要求，阐述了应急照明和疏散指示系统在数据中心的设计方法和应用实践。
[关键词]消防；应急照明；数据中心；工程
引言
消防应急照明和疏散指示系统是一种辅助人员安全疏散和消防应急作业的建筑消防系统，由消防应急照明灯具、消防应急标志灯具和相关装置构成，作用是发生火灾后，消防应急照明和疏散指示系统能按照预设逻辑应急启动，为人们安全疏散和灭火救援行动提供必要的照明条件及正确的疏散指示信息。随着数据中心的智能化的发展，无论是国内的还是国外的数据中心应用实践中，消防应急照明和疏散指示系统作为数据中心消防安全至关重要的保障体系，对于牢牢守住数据中心的消防安全底线，着力构建系统性、科学性和可操作性的应急疏散预案，有效提升数据中心消防安全裕度等方面发挥着越来越重要的作用。
一、工程概况
某数据中心建筑面积23299.35平方米，建筑占地面积6533.35平方米。其中： 地上建筑面积22199.13m，地下建筑面积1100.22m。地上四层，地下局部一层。建筑高度23.75米。建筑功能：A级数据机房。建筑性质：本工程建筑物等级为一等级， 设计使用年限50年，为多层丙类厂房。房间按其功能不同划分为主机房（服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域）、辅助区（包括进线间、测试机房、总控中心、消防和安防控制室、拆包区、备件库、打印室、维修室等功能区域）、支持区
（变配电室、柴油发电机房、电池室、空调机房、动力站房、不间断电源系统用房、消防设施用房等功能区域）、行政办公区（包括办公室、门厅、值班室、更衣室和用户工作室等功能区域）。
二、应急照明的设计
国家标准《数据中心设计规范》（GB50174-2017）针对备用照明和应急照明有如下条文：“8.2.5主机房和辅助区应设置备用照明，备用照明的照度值不应低于一般照明照度值的10%；在有人值守的房间，备用照明的照度值不应低于一般照明照度值的50%；备用照明可为一般照明的一部分。”“8.2.6数据中心应设置通道疏散照明及疏散指示标志灯，主机房通道疏散照明的照度值不应低于5Lx，其他区域通道疏散照明的照度值不应低于1Lx。”
从以上可以看出，数据中心里，有一般照明、备用照明和应急照明三种照明类型，一般照明是日常照明，而备用照明往往是工艺上的需要，保证主机房和辅助区不发生一般照明熄灭而造成人员停止工作、设备运转出现异常的情况，要求备用照明与一般照明的电源应由不同回路引来，火灾时切除。而消防应急照明及疏散指示系统要求保证在火灾发生导致非消防电被切除以后，能够自动点亮应急照明灯具， 进行人员及时疏散并保证配电室、消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房等发生火灾时仍需工作、值守的区域照明。
（1）系统设计
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014（2018版））规定，数据中心是“电子信息系统的主机房及其控制室、记录介质库，特殊贵重或火灾危险性大的机器、仪表、仪器设备室、贵重物品库房”范畴，应设置火灾自动报警系统。
根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）规定，数据中心不仅需要报警，同时需要联动自动消防设备，应设置消防控制室。
按照《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018），“3.1.2 条要求，设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统”。所以，该数据中心应选择集中控制型消防应急照明和疏散指示系统。
（2）设置部位及灯具选择
应急照明灯应采用节能光源，色温不低于2700K，数据中心内应急照明灯的设置应保证为人员在疏散路径及相关区域的疏散提供基本的照度。地面水平低照度10.0Lx的场所包括：楼梯间、前室或合用前室、避难走道等。地面水平低照度5.0Lx的场所包括：主机房通道疏散照明。地下消防泵房，配电室、消防控制室、供消防用电的自备发电机房等发生火灾时仍需工作的场所需要保持正常照度。
应急标志灯的设置应保证人员能够清晰地辨识疏散路径、疏散方向、安全出口的位置、所处的楼层位置，应设置在醒目的位置，应该保证人员在疏散路径的任何位置都能看到标志灯具。为了避免火灾初期产生的烟气遮挡标志灯，标志灯宜安装在疏散走道、通道两侧距地面高度小于1m的墙面或柱面上；当疏散走道、通道两侧无维护结构时，标志灯应安装在疏散走道、通道的上方，标志灯底边距地面的高度宜为2.2～2.5m。
依据《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018）3.2.1条要求，设置在8m以下场所时应选用A型应急照明灯具；设置在8m以上场所可根据计算低照度选用A型或B型应急照明灯具。因为该数据中心层高均在8m以内，所以，均选用A型应急照明灯具，A型应急灯具采用安全电压，对于保障火灾疏散时人员安全及火灾扑救时的消防队员的人身安全起巨大作用。
（3）供电方式及控制方式；
数据中心应急照明灯及标志灯数量较多，宜采用集中电源供电，灯具主电源和蓄电池电源在集中电源内部实现输出转换后由同一配电回路为灯具配电。集中电源输出回路严禁接入系统以外的开关装置、插座及其其他负载。
水平疏散区域灯具配电回路应按防火分区进行设计，同一防火分区的楼层等为基本单元配置配电回路，不同防火分区不能共用同一配电回路。防烟楼梯间前室及合用前室内设置的灯具应由前室所在楼层的配电回路供电。配电室、消防控制室、消防水泵房、发电机房等发生火灾时仍需工作、值守的区域和相关疏散通道，应单独设置配电回路。封闭楼梯间、防烟楼梯间、室外疏散楼梯间应单独设置配电回路。任一配电回路配接灯具的数量不宜超过60只，任一配电回路配接灯具的额定功率总和不应大于配电回路额定功率的80%。
集中电源应根据线路的供电距离，防火分区的划分统筹考虑，灯具总功率大于5KW的系统，应分散设置集中电源。集中电源输出回路不应超过8路。系统配电线路和通信线路应选择耐火型。

应急照明控制器应选择具有能接收火灾报警控制器或消防联动控制器干接点信号或DC24V信号接口的产品，采用通信协议与消防联动控制器通信时，应选择与消防联动控制器的通信接口和通讯协议的兼容性满足现行国家标准《火灾自动报警系统组件兼容性要求》GB 22134有关规定的产品。任一台应急照明控制器直接控制灯具的总数量不应大于3200。应急照明控制器应设置在消防控制室内，主电源应由消防电源供电，其自带蓄电池电源应至少使控制器在主电源中断后工作3小时。

（4）系统功能；
1）非火灾状态下
（1）系统主电源正常时：①应保持主电源为灯具供电；②所有非持续型照明灯应保持熄灭状态，持续型照明灯具的光源应保持节电点亮模式；③具有一种疏散指示方案的区域中所有标志灯的光源应按该区域疏散指示方案保持节电点亮模式； 需要借用相邻防火分区疏散的防火分区中，相关标志灯的光源应按该区域可借用相邻防火分区疏散工况条件对应疏散指示方案保持节电点亮模式。
（2）系统主电源断电时：①所有非持续型照明灯应应急点亮，持续型照明灯具的光源由节电点亮模式转入应急点亮模式；灯具持续应急点亮模式不应超过0.5h；②系统主电源恢复后，所有灯具自动恢复到上述系统主电源正常时的工作状态。
（3）应急照明控制器与集中电源或应急照明配电箱的通信中断时、集中电源或应急照明配电箱与灯具的通信中断时，非持续灯具应急点亮、持续型灯具由节电点亮模式转入应急点亮模式。
2）火灾状态下
（1）应由火灾报警控制器的火灾报警输出信号作为系统自动应急启动的触发信号；
（2）应急照明控制器接收到火灾报警信号后，应自动执行以下控制操作：① 所有非持续型照明灯应急点亮，持续型灯具由节电点亮模式转入应急点亮模式；② 集中电源应保持主电源输出，待接收到其主电源断电信号后，自动转入蓄电池电源输出。
（3）应能手动操作应急照明控制器控制系统的应急启动，实现上述控制功
能。
三、应用中需要注意的问题
1、数据中心中配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、消防用电的蓄电池室、自备发电机房等发生火灾时仍需工作的区域，应依据标准设置备用照明。备用照明灯具可采用正常照明灯具，在火灾时保持正常照度，火灾时仍需工作的区域的备用照明灯具由正常照明电源和消防电源专用应急回路互投后供电。
2、数据中心的集中控制型消防应急照明和疏散指示系统的架构宜与火灾自动报警系统的架构一致，系统设计应遵循系统架构简洁、控制简单的基本设计原则， 包括灯具布置，系统配电，系统在非火灾状态下的控制设计、系统在火灾状态下的控制设计；另外，集中控制型系统的通讯线路设计要可靠。
四、安科瑞消防应急照明和疏散指示系统产品选型
1、系统简介
消防应急照明和疏散指示系统由控制器（主机）、集中电源（供电），分配电装置（分机）和灯具（疏散指示灯、应急照明灯）等几部分组成。该系统配合火灾报警控制器的使用，在危急时刻，能够快速针对风向、就近出口、火灾的走势、人群密度做出分析，给出安全的疏散路径指示，智能打开消防应急标志灯的指示方向以及应急照明灯，帮助建筑内的人群实时地选择逃生路线，指引安全逃生方向，保障群众的人身安全，为各商家担心的安全问题解决了后顾之忧。
2、系统结构

3、系统功能
3.1系统运行主界面
包含工具栏、平面展示、图层列表、状态栏，可以直观的查看监控设备的运行状态，并根据状态栏的现实内容直接切换至故障具体位置。


3.2 灯具配置界面
可以查看所有灯具状态与数量。
3.3信息界面
可查看历史操作、故障、事件信息、可按日期进行查询。

3.4权限管理界面
主要由应急启动、应急停止与手动火警组成，应急启动与停止用来测试设备应急功能是否正常，手动火警测试再具体着火点下系统的启动情况。

4、消防应急照明和疏散指示系统产品选型
4.1应急照明控制器选型

4.2应急照明集中电源

4.3 防爆应急照明集中电源


4.4 A型集中电源集中控制灯具选型

五、结束语
《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》（GB51309-2018）发布以来，提出了很多新颖的理念与思路，制定了完整的应急照明及疏散指示系统的设计方法和技术措施，为应急照明的设计、施工、验收、运维等提供了完备的标准体系。
消防应急照明及疏散指示系统的设计不是孤立的，不但要遵循《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（GB51309-2018），而且要与建筑消防疏散系统的其他设施，比如火灾自动报警系统、消防应急广播、防火门与防排烟系统协同工作，才能为人员疏散和应急措施提供更有利的保障。
对于数据中心而言，对于保障数据安全及数据中心工作人员人身安全也起着举足轻重的作用，要按照国家相关法律法规要求，做好应急照明系统的设计、施工、验收以及日常的维护工作，确保系统稳定运行，为数据中心的长治久安保驾护航。
参考文献
[ 1 ]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.
[ 2 ]张彦青,消防应急照明系统在数据中心工程中的应用.
作者简介
王蒙蒙，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司，