浅谈装饰装修电气系统设计

刘聪　王冠

【摘 要】基于现行国家电气规范、标准和工程设计实践，本文简单阐述了建筑物装饰装修阶段的电气系统的设计及施工注意事项，包括装饰电气设计的特点和模式，装饰照明的灯具选择及节能理念，应急灯、应急电源的选择设置，应急照明系统的控制方式及智能消防应急照明和疏散指示系统的应用等内容。

【关键词】装饰装修；装饰电气；装饰照明；应急照明；智能消防应急照明和疏散指示系统

在建筑装饰装修领域中，其电气设计除严格按照国家有关电气标准和规范执行外，更主要讲究的是艺术效果、环境美学及使用功能，是用科学的技术和可靠的质量来保证装饰装修的艺术效果和使用功能。

1.装饰装修设计的特点和要求

建筑装饰装修设计通常是在方案设计阶段，装修方案设计师根据投资方的要求，明确该项目的使用功能、装修风格、装修档次和效果等要点，先进行总体方案设计，并根据各专业工程技术人员的审定意见进行方案调整，再与投资方最后敲定装修方案。

2.装饰装修电气系统的设计模式

在施工图阶段，首先应根据土建阶段施工图纸及现场实际情况，掌握原建筑物供配电方式及负荷容量情况。原建筑物的供电方式和容量均可能与装修后的使用要求相差很大，所以应根据装修后所需用电量，对原供配电方式进行设计变更并增容。其次要充分理解掌握方案、施工图设计师的设计意图，对其效果图，平、立、剖面图和节点详图等进行认真分析，把握装修的灯光效果和功能要求，分清效果照明和功能性照明，以便确定控制形式，做到既要符合国家电气设计、安装规范和标准，还要符合装修设计所要达到的灯光效果和使用功能。另外，电气设备如配电箱、开关、插座等的设置，往往与装修效果要求发生冲突，影响装饰面的美观性或给使用带来不便，甚至由于位置的不合理，导致以现有的施工工艺无法施工等。这时，设计人员须在国家电气规范和标准的前提下，尽可能满足装饰装修所要达到的艺术效果及使用要求，与装修设计师及项目经理共同协商解决。

3.装饰照明

在建筑装饰装修中，使用的灯具种类繁多，如气体放电灯、高压霓虹灯、荧光灯、金卤灯等，用电负荷较高；同时由于大量使用电热设备，如热风幕、桑拿炉、电炸锅、电蒸锅等，零线流过的电流偏高。故无论在单相还是三相中，要求零线与相线截面积一致，并适当提高截面等级，留出余量，防止线路过热引起火灾等危险。

在选择灯具时，应考虑所选灯具是否满足安装场所的环境要求。潮湿场所，如卫生间及厨房等，应采用相应防水防护措施的灯具；有腐蚀性气体或蒸汽场所，如化工厂房等，应采用相应防腐蚀要求的灯具；高温场所，如锅炉房等，宜采用散热性能好、耐高温的灯具；多尘埃的场所，如仓库等，应采用防护等级不低于IP5X的灯具；在室外的场所，如幕墙照明等，应采用防护等级不低于IP54的灯具；装有锻锤、大型桥式吊车等的震动、摆动较大场所应有防震和防脱落措施；易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失场所应有防护措施；有爆炸或火灾危险场所，如燃气调压站等，应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92等国家现行有关规范的规定，选择相应防护等级的灯具；有洁净度要求的场所，如医院等，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具，并应满足洁净场所的相关要求；需防止紫外线照射的场所，如博物馆展厅等，应采用隔紫外线灯具或无紫外线光源。

3.1装饰照明的节能化

随着绿色节能建筑的概念逐渐深入人心，节能型、特别是LED灯具的使用与日俱增。一般照明以采用节能电感镇流器或电子镇流器的节能型高效荧光灯或紧凑型荧光灯为主，避免了传统灯具在使用过程中的高能耗、高热量，实现了装修节能化。LED灯具由于光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。与传统灯具进行对比，LED的节能优势非常明显；由于其是由无毒的材料做成，不像荧光灯含水银会造成污染，还可以回收再利用。

同时，根据《建筑照明设计标准》GB50034—2013的要求，采用房间或场所一般照明的照明功率密度（简称LPD）作为照明节能的评價指标。该标准对各类建筑各种空间的照度标准值和功率密度值给出了详尽的参考标准，并且DIALux等照明节能计算软件的广泛应用，使得节能照明参数化设计成为可能。但在以混合照明为主、结构布局复杂、以突出艺术效果为目的的装饰照明设计中，难以用DIALux等计算软件再现复杂3D空间中多种、多层次的照明，不仅工作量巨大，更不能准确的计算出其照度标准值和照度分布曲线。而可以准确表现灯光、装饰效果的软件Autodesk3dsMax等，虽能完美再现3D装饰空间，但据笔者了解没有照度参数的体现；虽有单个灯具的流明参数值，可计算总流明值，但只能根据总面积估算平均照度，照明的均匀性完全无法体现，达不到该标准对均匀性的要求。在照度能否达到标准得不到确认的情况下，功率密度值便失去了其价值。因此，为更有效评价照明节能，有学者提议引入光效密度值LED（lm/W*m2）以替代目前的功率密度值LPD（W/m2），笔者对此表示赞同，并热切期望集3D灯光效果展示与节能参数精确计算为一体的设计软件能尽早面世，使得绿色节能建筑的实现更上一个新台阶。

4.应急照明

《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）对消防应急照明设置及照度要求有明确规定，一般情况下，疏散用走廊和楼梯间、人员密集场所、公共场所、事故状态下仍需正常工作的房间等需要设置消防应急照明灯具。疏散走道的地面最低水平照度不应低于0.5lx；人员密集场所内的地面最低水平照度不应低于1.0lx；楼梯间内的地面最低水平照度不应低于5.0lx；消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其他房间的备用照明，仍应保证正常照明的照度。

4.1应急灯具

目前，工程中常用的应急照明灯具按供电形式主要分为两大类，分别是自带电源型和集中电源型。

自带电源型消防应急灯具当正常电源切断时，蓄电池自动供电，每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变等电子元器件，在使用、检修时电池均需充放电。此种灯具的优点是供电可靠性高、转换迅速、增减方便、电池损坏影响面小，缺点是投资大、持续照明时间受电池容量大小的限制、运行管理及维护要求高。对于多层建筑或规模较小的建筑内的楼梯间，应急照明灯具较少，建议采用此种应急灯具。

在大型工程中或应急灯数量较多时，集中电源集中控制型应急照明系统逐渐被青睐：此种系统内应急灯具无独立电源，正常照明电源切断时，由集中供电系统自动投切供电。与灯具自带蓄电池的应急照明系统相比，集中电源集中控制型应急照明系统有便于集中管理、消防检查、延长灯具寿命、提高应急疏散效能等优点，系统可靠性好、使用寿命长、维护与管理方便。缺点是一旦应急照明电源或线路发生故障，影响范围非常大。

另外，所有应急照明灯具应选用节能型光源或LED光源，且灯具带防火玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。敷设于地面的消防疏散指示灯应采用IP56以上Ⅱ类双重绝缘的专用消防照明灯具，并应采取抗压耐磨措施；特别重要场所及特别重要人员的疏散通道应采用IP67以上Ⅲ类双重绝缘的专用消防照明灯具；并应采取安全特低压配电，供电电压不得超过24V。当间断布置时，电光源型疏散导流标志间距不宜大于2m，不应超过3m；当与疏散指示标志灯联合设置时，其顶边应低于疏散指示标志下边缘50mm。

4.2应急供电电源

选择合适的应急照明供电方式是设计中的重要环节，应综合考虑建筑物种类及用途、负荷等级、电源转换时间、照明灯具持续时间等诸多因素。应急照明包括备用照明、疏散照明及安全照明，其允许断电时间，安全照明不大于0.25s，疏散照明及备用照明不大于5s，其中金融商业场所的备用照明不大于1.5s。目前，我国所生产的可实现15s内自起动的快速起动柴油发电机，虽然可以满足疏散照明和备用照明的时间转换的相关要求，但是还不能满足安全照明和需要快速转换的备用照明的相关要求。因此，需要与蓄电池相互组合使用。系统的应急工作时间不应小于90min，消防相关机房备用照明不少于180min，避难层应急照明不少于60min。

根据电源类别特点，可选择下列电源的部分电源或全部电源作为应急照明的供电电源：电网（市电）；发电机组电源；蓄电池电源。

对于自带电源独立控制型消防应急灯具，其电源直接引自一般照明配电箱的专用回路，当正常电源切断后，蓄电池自动切换供电。注意一定要由配电箱配出专用回路供电，严禁直接连在普通照明回路上；否则照明回路因为检修或故障断电时，会造成应急灯具不能及时充电，一旦发生断电或火灾事故，应急灯不能正常工作，将造成严重的后果。

对于集中电源型消防应急灯具，其供电电源一般选择双电源供电（两路分别引自不同高压母线段的电源或一路市电、一路柴油发电机电源），并应按防火分区设置自动切换装置；发生断电或火灾事故时，能够快速切换电源，保证应急照明回路仍能继续供电。当供电条件不具备两个电源时，备用电源宜采用蓄电池组。需注意的是，集中供电系统中设置蓄电池组仅供电给疏散指示灯及应急照明灯，备用照明灯或其他动力负荷不应接入上述回路。特级及一级建筑均应采用集中电源集中控制系统，二级及以下建筑可采用集中电源非集中控制系统。

4.3接线及控制方式

4.3.1独立电源非集中控制型。一路市电供电，应急照明和疏散指示灯均自带蓄电池，应急照明灯平时不亮，市电断电时，应急照明灯自动点亮，疏散指示灯为常明灯，其接线原理图如图1所示。

4.3.2集中电源集中控制型。双电源供电带末端电源切换装置或者单路电源供电加集中蓄电池组，所有应急照明灯和疏散指示灯均不带蓄电池，应急照明灯平常不亮，疏散指示灯常亮。断路器QF常闭，火灾时消防系统联动，强制点亮所有应急照明灯具，其接线原理图如图2所示。

4.3.3集中电源非集中控制型。双电源供电带末端电源切换装置或者单路电源供电加集中蓄电池组，所有应急照明灯及疏散指示灯均不带蓄电池。部分应急照明灯具就地设置控制开关，平时可以作为正常照明灯具使用，部分应急照明灯具平时不亮，疏散指示灯常亮。断路器QF常闭，火灾时消防系统联动，强制点亮所有应急照明灯及疏散指示标志灯，其接線原理图如图3所示。

4.3.4需要强调一点，当②③同时使用自带蓄电池灯具时，须另加一条蓄电池充电线，连至QF前端；蓄电池检测充电线是否有电，无电时启动逆变进程供电。其接线原理图如图4所示。

4.5智能消防应急照明和疏散指示系统

4.5.1概况

目前，疏散指示标志指引方向固定不变，如果其指引线路的前方已经被大火阻断，反而会误导人们走向更加危险的地方。同时，疏散指示标志始终工作在常亮状态，随着烟气层的自上向下扩散，指示标志的能见距离明显缩短，加之处于紧急状态下的人员往往由于恐慌而失去正常的理解和判断能力，所以传统的疏散指示系统引导效果并不理想。

“智能疏散”理念是由于传统疏散系统存在重大缺陷而提出的一种全新的疏散理念，其核心思想是依据准确的火灾发生地点，引入了高位出口语音、低位双向可调疏散照明、地面或墙面连续型导向光流，主动、快速、准确地引导人们疏散到远离火源的安全出口，将以往“就近疏散”方式转变成“远离火源，就近疏散”的安全疏散方式，极大地减少了疏散时间，避免盲目逃生。特级及一级建筑应采用智能消防应急照明和疏散指示系统，二级及以下建筑宜采用智能消防应急照明和疏散指示系统。

4.5.2原理

智能消防应急照明和疏散指示系统由集中控制型消防应急灯具控制器（即主控机）自动形成最佳疏散路线并控制现场的集中控制型消防应急标志灯，改变逃生方向。该系统的工作原理如下：在建筑物内疏散通道的地面或靠近地面的墙上每隔一定的距离埋设一只消防应急标志灯，沿疏散路线埋设直至通向任何一个安全出口。所有的消防应急标志灯通过总线方式连入主控机。其遵循的逃生逻辑为：指示方向必须远离着火点；着火点以上楼层应避开向着火层着火点的临近出口疏散；接近或到达安全出口时有灯光闪烁及声音提示，使现场疏散人员在第一时间得到正确的疏散导向指示，以避免错过安全出口。

非火灾时，主控机时刻监视每一只应急标志灯的工作状态；当应急标志灯本身或连接线路出现故障时，根据其智能编码地址报出故障灯的编号和位置，便于马上进行维修，以防火灾出现时应急灯具不能发挥作用。无灾情时，应急照明灯灭，安全出口常亮，应急标志灯指向最近的安全出口，指引人们准确找到建筑物出口。

火灾发生时，起火点所在防火分区和相邻的防火分区，根据起火点位置信息、联动信息、疏散通道状况，由主控机立即生成最佳疏散路线，并迅速控制最佳疏散线路上的消防应急标志灯具沿疏散通道向安全出口的方向依次闪烁指示形成光流，并发出声音提示，使逃生者清晰地看到光流，并沿着光流安全地疏散。非起火点的防火分区消防应急灯具执行应急命令就近疏散，即标志灯具按默认方向形成导向光流、语音出口灯具闪亮发声提示安全出口、应急照明灯具点亮。随着火灾的蔓延，发生新的火情时，主控机将根据火灾的变化情况，自动形成新的最佳疏散路线，控制应急标志灯按照新情况下的疏散路线指示安全出口方向。

另外，地铁隧道和公路隧道发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是被烟气熏倒、中毒、窒息所致。因此，系统应用于地铁隧道和公路隧道中时，要考虑隧道的特殊性质，要执行“远离火源为前提，迎风疏散和就近疏散为原则”的疏散方式。主控机执行空间决策和疏散预案时，要结合排烟系统送风排烟方向和避难设施（包括地铁隧道的联络平台和侧向疏散平台，公路隧道的人行横洞和车行横洞）位置信息。

4.5.3系统组成

通常智能应急照明系统主控机为PC机，应急灯具为单片机智能控制终端，通过总线可以完成一对多通信、控制、巡检功能。同一总线系统可以包括不同类型的灯具，通过编程控制分区内的应急照明灯点亮、熄灭，并可进行功能和应急测试，并且定期对蓄电池容量下降程度进行检测，确保灯具应急时间满足国家规范要求。

●消防火灾报警主机是消防智能应急照明系统进行联动的外部系统，是火警信息的来源。

●集中控制應急灯主机由交互式操作软件支持，负责解析底层设备的工作、故障状态信息，接收来自消防报警系统的火警联动信息。对火警信息进行决策，对底层灯具发送指令。

●区域汇集器负责信息的收集和双向传递，可设置消防联动。

●可调控消防应急灯具：包括安全出口（语音）标志、双向指示标志、楼层指示标志、应急照明灯。

（1）安全出口（语音）标志：由主机控制，可带语音、频闪，主要设置于安全出口处。

（2）双向指示标志：由主机控制，频闪、指示方向控制。

（3）地埋双向指示标志：由主机控制，频闪、指示方向控制，采用安全电压工作。

（4）光流标志：多个双向标志按频闪点亮方式组成一组灯具，在疏散时形成以一定频率稳定向前流动导向光流。

（5）应急照明灯：在火灾发生时为人员疏散、消防作业提供照明。

4.5.4控制网络

该系统的控制网络由智能终端、数据传输网络和服务器三部分构成。其中数据传输网络可以由485总线、载波传输、无线局域网构成。485总线技术成熟可靠，噪声抑制能力强，数据传输速率及可靠性高，但需要前期预埋，成本和工作量较大，目前应用范围最广；载波传输优点是有电线的地方就可以传输数据，相当便捷，但是强电干扰影响较大；无线局域网无线传播，安装简便，但只适合小空间范围内或者改造项目使用。不同的传输模式能驱动的终端数量不一样，对于比较庞大的网络，可以采用汇集器组成多层网络的方式来扩大系统的容量。

4.5.5实际应用

该类系统主要适用于人口密集的公共场所，如商场、医院、电影院、写字楼、展览馆、体育馆等大型建筑。JCXF/ZN型消防应急照明和疏散指示系统为该类系统的应用实例；其中，交直流混合式（集中电源集中控制Ⅲ型）系统示意图见图5所示。

5.管线选择及敷设方式

线缆的阻燃、耐火等级根据火灾自动报警系统保护对象分级及负荷种类来决定。由变电所至配电室及设备用房配电箱线路采用电缆沿电缆桥架敷设方式，由配电箱至末端设备采用电缆沿电缆桥架敷设方式或导线穿镀锌钢管在楼板、墙内暗敷设，不同电压等级及不同用途的线路应分开敷设。金属桥架在过沉降缝时应做活动节，金属桥架及吊架应刷防火漆。当导线穿管敷设线路较长和弯曲较多或过沉降缝时应按规范要求加设拉线盒。

应急照明导线选择应严格按照规范执行，应急照明线缆采用额定电压不低于450V的铜芯绝缘耐火线缆，需严格选购、使用国家标准的铜芯电缆。除自带蓄电池灯具的回路外，应急照明的配电干线和支线，不得与正常照明线路共管、共槽敷设。应急照明的配电线路应穿金属管保护，暗敷时敷设在非燃烧体结构内，保护层厚度不小于30mm；明敷时穿金属管，刷防火涂料（耐火时间不小于一小时），同时对灯具的软管、接线盒、接线头均应采取防火保护措施。配电线路和控制回路宜按防火分区划分，穿越不同防火分区的线路应有防火封堵措施。

管线施工时，强电线颜色有相应的明确规定，即：相线为黄（或红、绿），中性线为蓝，接地线为绿、黄双色线，控制线为白色线。而电话、有线电视等弱电线缆宜采用镀锌金属薄壁管敷设。吊顶内接线盒至灯具的导线应用软管保护，软管有塑料软管、金属软管、包塑金属软管和普利卡软管，一般采用塑料软管或包塑金属软管；若采用不包塑金属软管，则软管要接地。

6.施工注意事项

6.1所有灯具显色指数Ra≥80；

6.2LED型灯具，需按回路集中设置交直流转换电源；

6.3所有荧光灯具均采用高性能电子镇流器，采用的镇流器应符合该产品的国家能效标准，且cosφ≥0.9；

6.4荧光灯灯具的效率应满足：格栅≥60%，保护罩（透明）≥65%，保护罩（磨砂、棱镜）≥55%。

6.5插座回路（除壁挂式空调插座、气体灭火外）均选用电磁式漏电断路器，瞬时动作，动作电流为30mA。

6.6铁制配电箱应采用铁皮密封配电箱，防止装饰可燃纤维进入箱体内。也不允许用装饰板盖严配电箱，配电箱必须外露以便散热。

6.7轻质隔墙内尽量不要敷设管径为25mm及其以上线管，若必须敷设，应采取相应的加固措施。

6.8在有可燃性材料的吊顶下部安装灯具时，应有防火隔热措施。一般情况下刷防火涂料或防火漆，特殊情况下应使用隔热垫（石棉垫等）。

6.9给排水和暖通工程與电气专业发生碰车时，须在不影响各自的功能情况下进行协调施工。遵循的原则是：有压系统给无压系统让路，电气给水暖让路，电气管线要在水暖管线之上，还要考虑安装及维修操作空间等。原因为：

①有压系统较无压系统容易运行，不需要考虑坡度问题。

②电路比水路更容易走弯曲的路径。

③水暖系统最容易出现漏水、结露现象，因此要求电必须在水暖之上。

6.10与分包工程（网络、有线电视、电话、消防、空调等）的施工配合要着力于交叉施工的协调。总包单位将弱电工程的电缆桥架全部安装完毕，这时弱电工程的相关施工单位应及时进场将线缆布好。这样总包单位才能进行吊棚工作，电气专业才能安装灯具，弱电工程才能安装设备。因此交叉施工是工程的重要特点，必须相互密切配合完成。

6.11所有插座及灯具的金属外壳均与PE线作可靠连接；所有配电箱金属管路、正常情况下不带电的金属构件、金属设备外壳均与接地系统做可靠连接；所有轻钢主龙骨均做跨接地，与建筑物接地系统可靠连接，连接处不得少于2处；进出建筑物的各种线路及金属管道在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接，并在电源引入处的总配电箱装设浪涌保护器；交流电源设备外壳接地、直流接地、屏蔽接地、防静电接地均设置专用接地线与土建接地系统可靠连接。专用接地线截面不得小于6平方毫米，并可根据实测电阻调整线芯截面积，直至符合共用接地要求。卫生间等所有金属管线和所有能够触及的金属物件均做局部等电位联结，施工做法参见国家标准图集《等电位联结安装》02D501-2。

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