火灾应急照明设计

宋 毅(中信建设有限责任公司, 北京 100027)

火灾应急照明设计

宋 毅
(中信建设有限责任公司, 北京 100027)

根据对JGJ 16—2008、GB 50016—2014、GB 50116—2013规范的理解,结合设计中遇到的实际问题,从供电、线缆选择、灯具选择、灯具布置、火灾应急照明灯具的控制等方面,探讨火灾应急照明设计中需注意的一些问题。指出火灾应急照明设计要合理,以便在火灾紧急状态下保障人身、财产的安全。

火灾应急照明; 照明布线; 灯具布置; 照明控制

0 引 言

目前,我国尚未出台针对火灾应急照明设计的专门标准或规范,仅有部分规范涉及到一部分,且关于火灾应急照明设计的标准及做法尚不统一。本文探讨了火灾应急照明设计时需注意的一些问题。

1 应急照明相关概念

应急照明是指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、保障安全或继续工作用的照明,按功能分为疏散照明、安全照明、备用照明三类。火灾应急照明为其中的一种,特指发生火灾时的照明。火灾时要将事故现场内的非消防电源切除,防止扑救人员操作时触及非消防电气设备而受到伤害。此时正常电源仍为供电电源,当市电电源电压为零时转由备用电源供电。电气设计时,必须明确火灾应急照明和应急照明的概念,确保供电系统在火灾时仍能工作,以帮助扑救人员实施工作。

《应急照明设计指南》中定义火灾应急照明为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。JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》第13.8.2条明确指出,火灾应急照明在公共建筑的以下部位应设置备用照明:① 消防控制室、自备电源室、配电室、消防水泵房、排烟机排烟机房、电话总机房移机在火灾时仍需要坚持工作的其他场所;② 通信机房、大中型电子计算机房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技术用房;③ 建筑高度超过100 m的高层民用建筑的避难层及屋顶直升机停机坪。应急照明与火灾应急照明在概念上不同,前者概括的范围广泛,并非专指火灾状况;后者则专门强调火灾发生时的状况。它们可共用低压配电系统的备用电源,但分别为两个独立的配电体系,特别是火灾应急照明,供电电源取自消防配电柜,线缆的敷设、灯具型号的特殊要求及控制等都有特别的要求。

民用项目配电干线系统如图1所示。由图1可见,应急照明和火灾应急照明均在相同的低压配电系统,但二者相互独立,且配电线缆敷设方式不同。

2 供电相关规范规定

JGJ 16—2008第13.9.12条规定:当建筑物消防用电负荷为一级,且采用交流电源供电时,由主电源和应急电源提供双电源,并以树干式或放射式供电。按防火分区设施末端双电源自动切换应急照明配电箱,提供该分段内的备用照明和疏散照明电源。

图1 民用项目配电干线系统

如果火灾应急照明配电箱的供电电源取自建筑物内低压配电系统的消防母线段,应在末端做好双电源切换,否则若供电线路出现问题,即便上一级是双电源供电,但对于应急照明配电箱来说也不可靠。因此,不能忽视照明箱末端的双电源切换。图1中应急照明配电箱的供电线路均为双电源回路。

JGJ 16—2008表13.9.13中,要求消火栓、消防泵及水幕泵的最小持续供电时间大于180 min,而GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第10.3.3条(强制性条文)规定:消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防排烟机房发生火灾时仍需正常工作的消防设备应设置备用照明,其作业面的最低照度不应低于正常照明的照度。设计时由于水泵房的照度要求不高,所以使用的照明灯具较少,若单独设置一个照明箱略显浪费,故有时使用带蓄电池的照明灯具。蓄电池供电的应急照明灯具,持续时间一般为90 min,如果将持续时间改为180 min,并不能真正地解决问题。因为非标产品价格高,且使用时间过久难以达到规范要求的供电时间,所以在设计时应考虑灯具的持续用电时间,并采用合理的供电方式。疏散照明最好选择带蓄电池的应急照明灯具。

另外,JGJ 16—2008第6.1.12条规定:柴油发电机房的发电机间、控制及配电室应设置备用照明,其照度不应低于表6.1.12的规定,持续供电时间不应小于3 h。但当市电突然停电而备用电源尚未启动的时间段,照明灯具因无供电电源,无法满足房间内规定的照度要求。因此还需要使用带蓄电池的照明灯具来作为备用电源,以满足规范JGJ 16—2008的要求。

3 线缆选择与敷设

JGJ 16—2008第13.10.1条规定:消防线路的导线选择及其敷设,应满足火灾时连续供电或传输信号的需要。所有消防线路应为铜芯导线或电缆。在第三世界国家,当地政府考虑项目成本,故电缆大量使用铝芯导线,但又要按照我国规范来作为项目设计依据,这样就会产生矛盾。电气设计师有时直接按照业主的要求,线缆全部改为铝芯电缆,但不满足规范JGJ 16—2008的要求。

目前,建筑项目越来越复杂,业态越来越丰富,且业态之间相互变动十分频繁,在装修时线缆变动非常大。所以,线缆的敷设应注意以下几点:

(1) 火灾应急照明配电箱应设置在装修时不会变动的承重墙内,这样即使业态变动,对线缆的影响也很小。

(2) 线缆的敷设应穿金属线槽和刷防火涂料的金属桥架明敷,暗敷的线路在业态变动时人为因素影响太大,所以应尽量避免。

(3) JGJ 16—2008第13.10.5规定:采用明敷、吊顶内敷设或架空地板内敷设时,应穿金属导管或封闭式金属线槽保护;所穿金属导管或封闭式金属线槽应采取涂防火涂料等防火保护措施。该条款在实际应用中很难做到,这是因为施工水平和工程管理水平有限,且时间久了防火涂料将会失效,根据年限再次补刷也不易实现。最好的解决方式是全部使用耐火阻燃电线缆,且穿金属线槽和金属桥架明敷。

4 灯具选择

选择灯具应注意以下几方面:

(1) 疏散照明应选用启燃快速可靠、光效较高的光源。

(2) 对于持续运行的疏散照明,宜选用直管荧光灯或紧凑型荧光灯,从节能方面考虑,不宜采用白炽灯。

(3) 对于非持续运行的疏散照明,宜选用白炽灯或直管荧光灯,也可用启燃可靠、紧凑型荧光灯。

(4) 各种高强度气体放电灯,如高压汞灯、高压钠灯及金属卤化物灯,由于其启燃慢,不应作为疏散照明的光源。

(5) 持续运行的疏散照明光源,应与走道正常照明光源的色表一致。

在进行高大空间的项目设计时,如制浆造纸行业的上料车间、成品库等,在选择疏散照明灯具时,有时业主要求尽量减少采购灯具的种类,以便灯具采购和备用,故疏散灯具和正常使用的灯具全都选用适合高大空间的金属卤化物灯。该做法不满足规范的要求,因为金属卤化物灯有启燃时间,不利于人员疏散,所以不宜选用。

疏散指示灯的采购应选择有质量保证的商家。有些质量不合格的灯具在竣工验收时能够点燃,但只能使用一段时间;使用后若不及时维护,在火灾情况发生时无法投入使用。所以要对火灾应急灯具及时检查和维护,使其能够真正起到作用。

5 灯具布置

JGJ 16—2008、GB 50016—2014对火灾应急照明灯具的设置作了详细的规定,但有的电气设计人员不联系项目的实际情况,使疏散照明在关键时刻起不到作用。如在造纸行业的高大成品库车间,将疏散照明设置在车间的周围墙壁上,有时由于滞销或产量上升,产品会成排码放甚至码放高度达20 m,且增加了好多转角,导致火灾时疏散指示灯具完全被遮挡,根本看不到疏散通道,无法满足GB 50016—2014第10.3.5条“走道转弯区不应大于1 m”的要求。在这种情况下,需在墙壁一圈都设置间距为1 m的疏散指示灯,就能满足规范的要求。

有的项目验收时在出口看不到出口指示灯,这是由于楼梯间靠近室内的主梁过高,遮挡了灯具。

最近市场上有一种疏散诱导灯具,以指示灯形状投射在地上,这样在黑暗中更有方向感,有利于及时疏散。

6 火灾应急照明灯具的控制

在项目实施中,施工单位有时反映应急灯的接线和图纸不一致,不知道如何接线,这就是在设计时中容易忽略的火灾应急照明充电线问题。

带蓄电池的火灾应急灯具有两线制和三线制的接法。采用三线制接法,充电线接在断路器的上端;采用两线制接法,充电线接在灯头盒相线。三线制接线,断路器可以断开,可用在采用断路器控制的应急灯场所;两线制接法,断路器不可以断开,可以用在需要长明应急灯(或用面板控制应急灯具)的场所,如地下室、机房等。设计时应根据不同的使用情况,订购不同的灯具。应急照明配电箱接线图如图2所示。图2中采用的是二线制接法,灯具由控制面板控制,而不是直接由断路器控制。

GB 50116—2013第4.9.1条规定了消防应急照明和疏散指示系统的联动控制设计。有消防控制室的工程,消防强启应急照明是火灾自动报警的一项功能,应急照明配电系统及灯具接线方式应与其配合。基本的控制方式有在配电箱与消防控制中心两地集中控制或由消防控制中心与就地开关强制接通两种。这两种控制方式的灯具不应混接在同一回路。火灾时接通的灯具不应与平时常亮的灯具共用回路,应各自有独立回路。如图2中疏散走廊照明一般需要时才启动,如将其接入疏散指示照明灯需要常亮的灯具回路时就会产生矛盾,无法控制。

图2 应急照明配电箱接线图

7 结 语

火灾应急照明设计以保证人身安全为根本原则,确保火灾情况下及时有效地发挥作用。完善的火灾应急照明设计,应在电源设置、配电方式、灯具控制方式、线缆的选择及敷设、灯具选择及布置、安全保护措施等每个环节都严格执行相关规范,这样才能保证其在火灾紧急状态下能发挥应有的作用。

[1] 中国照明学会第1号技术文件.应急照明设计指南[G].1993.

[2] GB 50016—2014 建筑设计防火规范[S].

[3] GB 50034—2013 建筑照明设计标准[S].

[4] GB 50045—1995 高层民用建筑电气设计防火规范[S].

[5] 徐立民.漫谈火灾应急照明设计[C]∥首届海峡两岸土木建筑学术研讨会论文集,2005:330-334.

[6] JGJ 16—2008 民用建筑电气设计规范[S].

[7] GB 50116—2013 火灾自动报警系统设计规范[S].

[8] 龚晓.智能型消防应急照明和疏散指示系统[J].现代建筑电气,2013,4(3):50-53.

[9] 陈义清.智能照明控制系统在高校图书馆照明节能设计中的应用[J].现代建筑电气,2013,4(6):14-18.

Design of Fire Emergency Lighting

SONG Yi

(CITIC Construction Co., Ltd., Beijing 100027, China)

According to JGJ 16—2008,GB 50016—2014 and GB 50116—2013,combining by project cases,this paper discussed some attention issues in aspect of power supply,cable selection,lamp selection and arrangement,and lighting device controlling in fire emergency lighting design.It is pointed out that the design of fire emergency lighting should be reasonable to safeguard the security of people’s life and property in the state of fire emergency.

fire emergency lighting; lighting wiring; lighting source arrangement; lighting control

宋 毅(1981—),男,工程师,从事工业与民用建筑电气设计。

TU 892

B

1674-8417(2015)05-0005-04

2015-01-13