地铁车站设计如何合理执行新规范——《消防应急照明及疏散指示系统技术标准》的探讨

刘丽萍，赵美君

(广州地铁设计研究院股份有限公司， 广州 510010)

0 引言

随着国家对消防设计重视程度的提高，2019年3月1日起实施的GB 51309-2018《消防应急照明及疏散指示系统技术标准》(简称“《应急照明标准》”)第一次对消防应急照明系统的设计进行了深入、细致的标准规定，对各类建筑物的应急照明设计都带来了较大的变化。如何充分贯彻编制思路，同时针对不同建筑物功能及形体特点合理确定应急照明方案，成为广大电气设计者关注的问题。为避免生搬硬套，本文尝试从地铁设计的角度，用新标准为地铁车站量身定做一套相适应的方案，以便更好地实现标准编制者对系统配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷。

对比传统应急照明设计，该应急照明标准从理念上有以下新特点。(1)基于疏散单元进行系统设计的理念，从保证疏散安全的角度，将风险进一步分散。(2)简化系统架构、控制逻辑，提高系统可靠性的设计原则；减少电源与末端灯具之间的层级，提高系统可靠性。(3)充分发挥自我监控功能、提高系统自身安全性。总之，就是从安全性出发，系统分散化、结构简化化、着重自我监控功能，全面提高系统可靠性。

1 规范差异

了解新规范中应急照明系统的主要变化后，针对地铁应急照明系统有主要影响的变化进行了归纳。由于具体变化内容较多，不便一一列举，仅就主要变化进行对比，详见表1。

新旧应急照明规范主要差异对比表 表1

2 思路分析

2.1 地铁车站应急照明系统原方案

典型车站一般分为站厅层、站台层、区间隧道等三大区域，从图1中可看出，全站正常照明由变电所馈出至各功能分区的分配电箱进行二级配电，而应急照明则由车站两端设于应急照明电源室内的应急照明电源装置(EPS)直接馈出至应急照明灯具。应急照明系统制式为交流220V，采用集中电源非集中控制型式。

图1 地铁车站典型照明系统干线图

2.2 设计思路

从以上对比可看出，新发布的《应急照明标准》对系统制式、控制方式、配电形式等方面都进行了较大变化。为适应新标准，消防应急照明系统的设置必须重新考虑，用新标准为地铁车站量身定做一套相适应的方案，才能实现系统配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷，切不可随意在原应急照明系统上稍作修改或直接套用某些厂家标准的系统形式，这样都可能最终导致整个系统的不合理。应急照明分为消防应急照明(即疏散照明)及备用照明，由于备用照明相对变化不大，本文将就消防应急照明(即疏散照明)部分进行主要研究，主要研究思路分为以下几个步骤。

(1)按消防应急照明照度要求进行照度模拟计算，结合地铁车站建筑及功能特点确定灯具容量及布置。

(2)按《应急照明标准》要求，确定疏散指示牌布置原则。

(3)按地铁车站功能及《应急照明标准》要求，确定系统构架及系统配置。

(4)按《应急照明标准》要求，确定回路设置要求。

(5)按《应急照明标准》要求，确定线路、敷设等选型及要求。

3 地铁车站应急照明系统新方案

3.1 照度要求

应急照明分为疏散照明及备用照明，其中疏散照明的照度要求，对于地铁车站有多本现行规范均有相关要求，但又不尽相同，给设计带来一定不稳定性。本文尝试将各现行规范主要要求一一列举(详见表2)，综合对比后确定最终的疏散照明照度要求。

疏散照明照度要求一览表/lx 表2

注：1.GB 50016-2014(2018版)《建筑设计防火规范》；2.GB 51298-2018《地铁设计防火标准》；3.GB/T 16275-2008《城市轨道交通照明》；4.GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》；5.JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》。

3.2 照度计算及灯具选择

以南方城市某在建地铁站为例，本站为标准岛式二层车站，站厅层建筑面积为5 648m2，站台层建筑面积为2 136 m2。站厅、站台中部区域为公共区，两端为设备房区域。公共区装修吊顶高度为3.2m，设备区无吊顶，灯具安装高度为2.8m。典型车站站厅层、站台层平面图详见图2～3。

图2 典型车站站厅层平面图

图3 典型车站站台层平面图

(1)公共区灯具选型

5W、10W、15W均为常规采用的灯具规格，一般民用建筑疏散通道为窄长型，层高约为2.8m，多采用5W或以下灯具作为消防应急照明，但对于地铁车站这种大空间采用哪种规格更合适？需结合集中电源数量、灯具成本、照度均匀性等综合考虑选定。如选择容量过小，灯具数量过多则维护困难，与装修风格难以搭配，还可能导致集中电源数量增多(因每回路所带灯数有限制)；如选择容量过大，为保证均匀性可能导致灯具总容量即系统总容量过大，增加一次造价及日后维护成本。所以，本文对5W、10W、15W三种灯具规格分别进行了模拟计算，对比研究后确定最佳方案，计算结果参见表3。5W灯具、10W灯具、15W灯具的照度模拟数据详见图4～6。

不同厂家灯具参数略有不同，所以结果也有所差异，取相对平均值后得全站灯具、回路数、集中电源对比如表4所示。

各厂家模拟计算结果一览 表3

图4 某厂家5W灯具照度模拟

不同灯具规格系统配置对比表 表4

图5 某厂家10W灯具照度模拟

图6 某厂家15W灯具照度模拟

根据表4可知，当采用不同容量灯具时，受规范对馈出回路及馈出回路电流等限制，集中电源套数相同。但由于地铁车站公共区为大空间，高度又较高，为保证照度效果，5W时灯具数量将比10W、15W约多40%～90%，灯具成本大大增加。同时考虑10W灯具均匀性较15W更好，最终推荐车站公共区疏散照明灯具功率采用10W。

(2)设备区灯具选型

设备房应急照明分为备用照明及消防应急照明(即疏散照明)，新《应急照明标准》主要对疏散照明进行新的规定，所以本文分别对典型面积设备房的疏散照明进行照度模拟，计算模拟结果详见表5。

模拟结果 表5

由于设备房空间较小，安装高度较公共区低，所以单灯功率越小，房间总容量越小，疏散照度更均匀，采用功率较小的灯具较为合理。5W灯具能在不增加集中电源套数情况，均匀度更好，前后布置降低柜体对光线遮挡，最终推荐车站设备区疏散照明灯具功率采用5W。

3.3 疏散指示设置方案

由于地铁车站疏散指示的设置受多本规范约束，须同时满足GB 51298-2018《地铁设计防火标准》5.6.2、5.6.4；GB 50016-2014《建筑设计防火规范》10.3.5条；GB/T 33668-2017《地铁安全疏散规范》8.17等规范的要求，最终确定方案主要如下。

(1)站厅、站台公共区1m以下疏散标志间隔 ≤10m，吊顶下增设的疏散指示标志间隔 ≤20m。(2)疏散通道(出入口通道)1m以下疏散标志间隔≤10m，吊顶下增设的疏散指示标志间隔≤20m。(3)站厅、站台主要疏散路径、疏散通道(出入口通道)在地面设置灯光疏散指示标志，间距≤3m。(4)设备管理区疏散走道1m以下疏散标志间隔≤10m，走道转弯处按规范要求加密。(5)区间每隔15m设带米标、可变方向的灯光疏散指示标志灯。

吊顶车站高位疏散指示牌和站厅公共区及通道处疏散指示牌详见图7～8。

图7 吊顶车站高位疏散指示牌

图8 站厅公共区及通道处疏散指示牌布置示意

3.4 系统方案

(1)系统形式

消防应急照明和疏散指示系统采用集中控制型。由于车站内应急照明及疏散指示数量较多，为便于运营检修维护，采用集中电源型灯具；由于区间隧道较长、环境相对恶劣，集中电源难以放置，故疏散照明灯及标志灯采用自带蓄电池型灯具。详见图9。

图9 集中电源型应急照明系统示意图

车站内的集中电源放置在照明配电室、应急照明电源室或环控电控室等处，按防火分区设置；区间应急照明配电箱放置在站台端头房间及区间联络通道。

各防火分区的集中电源电源、应急照明配电箱均引自每端的应急照明切换总箱；应急照明控制器放置在车控室，应急照明控制器电源引自车控室切换箱。典型车站应急照明系统示意图详见图10。

(2)集中电源系统容量

按照规范中以下要求(详见表6)，确定每套集中电源系统容量上限。

集中电源系统容量相关要求 表6

图10 典型车站应急照明系统示意图

综上，满负载情况，地铁车站每套集中电源配接灯具额定容量S灯具上限为：S灯具≤S总回路×80%，即S灯具≤Ue×I每回路×最大回路数×80%=36×8×6×0.8，即S灯具≤1.38kW。

每套集中电源的额定输出容量S电源上限建议为：S电源≤ 1.38×1.3=1.79kW，即S电源≤ 1.79kW。

所以，根据各防火分区实际所接灯具情况，综合性价比因素，每套集中电源容量建议在1～1.79kW选择，所连接的应急照明负荷建议在0.7～1.38kW之间选择。

(3)配电回路要求

1)疏散灯具应按防火分区、站厅、站台、隧道区间等为基本单位设置配电回路。2)疏散照明灯和疏散标志灯不应在同一回路上出线。3)防烟楼梯间前室及合用前室内疏散灯具应由前室所在的防火分区或楼层配电。4)系统设备房及疏散通道的疏散照明应单独设置配电回路。5)封闭楼梯间、防烟楼梯间、室外疏散楼梯应单独设置配电回路。6)敞开楼梯间内设置的灯具应由灯具所在楼层或就近楼层的配电回路供电。7)疏散标志灯每个回路配接灯具不宜超过60套。

(4)线路选型及敷设要求

1)系统馈出线缆选用电压等级不低于300/500V的低烟无卤型耐火电线。地面标志灯配电线路和通信线路选择耐腐蚀橡胶线缆。2)应急照明系统馈出线缆暗敷时，采用穿钢管敷设，并暗敷在不燃烧体结构内，保护层厚度应≥30mm；当线缆明敷时，穿钢管或封闭式金属线槽敷设，并涂刷防火涂料。3)集中控制型系统中线路选用耐火线缆、耐火光纤。4)具有IP防护等级要求的系统部件，其线路中接线盒、管线接头等均应达到与系统部件相同的IP防护等级要求。

4 结束语