应急照明系统设计

中国核电工程有限公司 郑州分公司 杨 华

应急照明系统设计

中国核电工程有限公司 郑州分公司 杨 华

近年来，随着国家经济的飞速发展，人民的生命财产安全问题越来越受到重视。一座座大型公共建筑拔地而起，在紧急状况下的人员疏散是一个很现实和重要的问题，而应急照明系统的合理设置可以帮助人员有序疏散，从而大大减少人民的生命财产损失。本文，笔者就建筑物应急照明的几种供电方式及适用场合作了详细的阐述，并对其优缺点作了综合对比。

一、应急照明分类

所谓应急照明，是指在非正常状态下才使用的照明设施，包括备用照明、疏散照明和安全照明。

1.备用照明。是指在正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设置的应急照明部分。通常在一些重要场所应设置备用照明，例如广播电台、交通枢纽、重要的动力供应站、地铁车站、收款台及银行出纳台等。备用照明的转换时间一般不应大于5 s，金融商业交易场所不应大于1.5 s。其持续工作时间应视生产、工艺特点及持续时间长短确定。如避难层不应小于60 min，消防工作区域不应小于180 min。

2.疏散照明。是指在正常电源发生故障时，为使人员能容易而准确无误地找到建筑物出口而设的应急照明部分。通常在下列场所应设疏散照明：人员众多、密集的公共建筑，大中型旅馆、大型餐厅等建筑，高层公共建筑、超高层建筑，人员众多的地下建筑，如地铁车站、地下商场等。疏散照明的转换时间一般不应大于5 s。其持续工作时间主要应考虑发生火灾或其他灾害时，人员疏散、在建筑物内搜寻人员、救援等需要的时间，一般不宜小于30 min。

3.安全照明。是指在正常电源发生故障时，为确保处于潜在危险中人员的安全而设的应急照明部分。安全照明的转换时间一般不应大于0.5 s。其持续工作时间应根据该场所的工作或生产操作的具体需要确定，一般不宜小于30 min。

二、应急照明系统的供电设计

《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）第13.9条规定：应急照明应由两路电源供电，在重要场所或供电条件不具备两个电源或两回线路时，还应设置有蓄电池的应急照明灯或用蓄电池组供电。《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）第6.3.1.8条规定：消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。由此可见，应急照明设计的关键点在于应有两个独立的电源和火灾时应急灯具能自动点亮。火灾情况下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，火灾时应急照明电源仍以正常电源（市电）为主电源，只有市电失去电源才转换为备用电源供电，也就是说火灾时市电不一定会停电。

应急照明供电设计是由设计人员根据工程项目本身的供配电条件，符合规范要求，选择适当的供电方式进行设计。应急照明系统的供电设计一般有以下4种方式。

1.采用浮充蓄电池灯作为应急照明灯，把应急照明灯具就近接自本层（本区）配电盘的专用回路。应急灯平时处于光源常闭状态，只在正常照明回路失电时，才自动点亮。带蓄电池应急灯具的充电线任何情况下不应被拉闸，充电线的功能是对蓄电池充电（正常时浮充），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，这是不允许的，所以设计中应对充电线加以明确。应急照明灯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，但电源开关必须关闭，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。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类型，应有明显标志。

其优点是系统可靠性比较高，浮充蓄电池应急灯之间相对独立，互不干扰，一个灯具出现问题，对整个系统的影响不大。在每个应急灯具内都带有备用电源（蓄电池），所以对供电线路可以没有特殊的要求，在灾害发生时，供电线路故障并不会影响到备用电源发生作用。对于电源异常时可实现不间断照明，有的产品还可以实现十分灵活的远程控制及监视。其缺点是价格较高，使用不善容易损坏，维修、保养工作量较大，维护成本较高，使用寿命相对较短，实现远程控制及监视所需投资很大。浮充蓄电池应急灯的使用对管理人员的素质要求较高，因为如果灯具管理不善，不用多久就会损坏，维修更换不及时，在紧急状态下不能正常工作。从经济角度来说，这种方法初期投资较大，维修更换成本较高，而且浮充蓄电池灯需定期充放电，否则会出现充放电失灵、电池失效等问题。所以，这种作法比较适用于面积较小、双电源很难解决的建筑和对疏散指示照明要求不高的建筑物。

2.采用双电源切换箱作为应急照明供电电源。根据《建筑设计防火规范》或《高层民用建筑设计防火规范》确定电力负荷等级按二级或一级负荷用双电源供电，其供电应为独立的回路，双电源应在末端自动切换，供电线路应为阻燃或耐火线缆且敷设在防火封闭金属桥架内或穿钢管暗敷设在不燃墙体内，应急灯具可以不带蓄电池。在控制上，应急照明可以作为正常照明的一部分平时使用，因种种原因，当正常照明电源突然失电，无论应急照明的控制开关（单联双控开关）处于何种状态（开或关），应急照明都应能强制点亮。

其优点是成本较低，寿命较长，维修、维护简单，故障率低，单箱控制面积较大，如果供电电源和供电线路能够得到保障，供电时间可以足够长。在配电箱二次回路可以增加远程控制及监视，可对其分支回路进行监测，系统易用性强。缺点是对供电电源和线路的可靠性要求较高，如果两路电源均出现问题或分支供电线路出现故障就不能保证应急疏散要求。双电源切换的间隙应急照明会出现短暂间断。这种方法适用于双电源容易解决、面积较大、非常重要的建筑物。

3.采用浮充蓄电池灯，其供电电源为双电源切换箱。从某种角度可以看做是前两种方法的集成，三电源供电，它同时具有前两种方法的优点，而且性能非常可靠，可以不间断照明，但成本比前两种方法都要高。这种方法适用于双电源容易解决、面积较大、特别重要的建筑物。

4.采用集中浮充应急照明箱（EPS）。其供电电源可以是普通照明箱的一个专用回路，也可以用双电源切换箱对其供电，灯具选用普通灯具，可以作为正常照明的一部分平时使用，但紧急情况下应急照明应能强制点亮。其供电原理如图1所示。

其优点是成本较低、寿命较长、单箱控制面积较大。而且随着现代技术的发展，许多厂家生产的集中式应急电源箱还自带了自动检测功能，甚至可以通过其自身带有的计算机通讯接口，将信号送到主机，用计算机来进行监视与管理。即使在系统中不设置计算机管理，其自身仍带有监控系统，在电源发生故障或电源将要耗尽时，发出声光报警，从而大大降低了系统维护与管理的工作量。现有的集中供电箱体自身可以耐火，箱内导线阻燃，适合火灾现场。对于较大型建筑自身设有电气竖井，它可放置于竖井中，防火问题更易解决。因为箱体为独立设置，不用担心无关人员误操作，管理比较方便、安全。另外，蓄电池集中放置在箱体内，灯具自身不带浮充蓄电池，经济性上比较合理，维修、维护工作量少，故障率低，寿命较长，一般在10年以上。但是由于每个应急灯具内没有备用电源（蓄电池），若灾害发生时，供电线路故障，则会直接影响到应急照明系统的正常运行，所以要对其供电线路在敷设时采取必要的防火措施。

图 1 集中浮充应急灯强制点亮原理

对于应急照明的设计还有其他方法，但也是这3种方法的组合和衍生。在实际应用中，应该根据工程的使用性质、建筑规模，合理选用应急照明方案，使应急照明系统能在灾害发生时，为减少人员伤亡和降低财产损失发挥出应有的作用。