客船低位照明的设计

马 莉 刘 芳 曹征宇

（上海外高桥造船有限公司 上海200137）

引 言

1990年4月6号21点45分，“斯堪的维纳亚之星”号25000吨级客货两用渡船，搭载着383名乘客和99名船员从挪威驶向丹麦的腓特烈港。没想到几小时之后，这艘渡轮突然遭遇一场火灾，火势迅速蔓延至全船。机舱也受火情影响，导致主机和辅机都失去动力，中央空调停止运转，浓烈的烟雾弥漫到各个房间和区域，遇难人员中大部分是因无法迅速撤离事故现场，吸入过多的一氧化碳，最后该事故导致这艘渡轮上158名乘客和船员失去了生命［1］。

加强船舶安全的警钟再一次敲响，这次火灾惨剧促进了海上人命公约SOLAS的1992综合文本修正案的颁布实施，其中包括客船的低位照明系统的规范和实施。开展有效的低位照明布置设计和系统设计，为乘客和船员在紧急情况下的应急逃生提供路线指导，对于船上船员和乘客的生命安全保障具有十分重要的意义。

1 客船低位照明的功能介绍

客船的低位照明系统是当船舶发生火灾事故时，烟雾使普通应急照明效果降低，通过沿脱险通道设置电源照明、荧光条、荧光指示器等，以便人员能迅速地撤离事故现场和危险区域，安全到达救生艇和救生筏登乘甲板。

客船低位照明系统可分为荧光低位照明系统和电力低位照明系统。荧光低位照明系统包括低位引导线、方向指示器、逃生通道标志、逃生线路标志。电力照明系统包括光源、电源和控制回路等［1］。

1.1 荧光低位照明系统

荧光低位照明系统一般选用磷光条作为发光体。磷光条的工作原理：当磷光条受到紫外线或可见辐射的激发时，储存能量，该能量作为载体的光源。为了保证在火灾等事故烟雾环境下，低位照明系统便于逃生人员识别，根据IMO Resolution A.752（18）和ISO 15370 : 2010的 要 求［2］，荧 光材料在所有外部照明源移走后，10 min内应提供至少15 mcd/m2的亮度。系统应在60 min内提供＞2 mcd/m2的亮度值［3］。荧光级别应在材料表面鉴定，荧光条的宽度不应＜75 mm，依据IEC 60092-101规定，荧光材料应为阻燃材料。含磷光材料的低位照明系统，通常用于客船的船员起居处所的走廊、楼道区域，或者是对内装要求不高的客滚船和客货船等［4］。

荧光低位照明系统的优点在于形式简单，便于安装，完全排除了由于电路元器件故障造成的低位照明系统故障的可能性，同时设计工作量小、施工工程量小且成本低廉。

图1 荧光低位照明系统

图2 电力低位照明系统图

1.2 电力低位照明系统

电力低位照明系统可由平面光源、点光源或者两者的组合构成。对平面或线性光源，比较常见的为电子发光板、电荧光板和边缘发光的光学纤维。同样为了保证在火灾等事故烟雾环境下，低位照明系统便于逃生人员识别，指示器表面最小照度应为10 cd/m2，线光源的最小宽度应为10 mm。发光强度沿线性光源方向均匀，也就是说同一光源的最大发光强度不能大于最小发光强度的10倍［3］。

电力低位照明系统按照SOLAS要求，一路连接主电源，一路连接应急电源。在正常情况下，由主电源供电；在应急工况下，由应急电源供电。对载客超过36人若独立蓄电池能提供至少60 min的备用电源情况下，电力低位照明系统可由主电源与蓄电池两路供电，而无需连接至应急电源。电力低位照明系统的优点是轻便且控制方式灵活、材料美观。

荧光低位照明系统与电力低位照明系统可组合使用。若甲板或楼梯围栏不是由常闭门或在紧急情况下可遥控关闭的门分隔开的，则每层甲板或梯道围栏可只安装一种系统。如果甲板或楼梯围栏是由常闭的门分隔，门的内外甲板或者梯道围栏都分别需要配置低位照明系统。此外，含磷光材料的标志和方向指示可与电力低位照明系统结合使用。

2 低位照明的设计原则

2.1 客船低位照明系统的规范要求

根据安全返港要求，低位照明系统应在船舶有序疏散或弃船时发挥指引作用，以便大幅减少人员伤亡。MSC.216（82）要求如果一艘船舶主竖区因为火灾无法使用，则低位照明系统应能有效指明逃生通道、救生设备组和登船处，使船上人员安全到达救生艇和救生筏登乘甲板。如果主竖区以外的地方没有损坏，则低位照明系统应至少能够运行3 h；当主竖区损坏时，对低位照明系统运行时长没有要求。

根据SOLAS II-2/13.3.2.5的应急照明要求，应在梯道和出口在内的脱险通道的所有区域（包括拐弯和交叉处），用位于甲板以上不超过300 mm的照明或荧光条指示装置予以标示。［4］此标示必须使乘客能够辨认脱险通道并易于识别脱险出口。如果使用电力照明，应由应急电源供电，并应布置成任何单个灯的故障或一个照明条的切除不会导致标示失效。此外，脱险路线的标志和消防设备位置的标识应采用荧光材料或用照明标示。主管机关应确保该照明或荧光设备的鉴定、测试和使用符合《消防安全系统规则》。

2.2 低位照明的布置原则

低位照明系统的符号应使人员能够易于识别所有脱险通道和出口，但是低位照明系统不能安装在公共处所、舱室、办公室、卫生间、更衣室、美容院和健身房等类似封闭的空间以及露天甲板的逃生路线上。此外，为了避免低位照明条影响逃生人员的通道，照明条不应沿门槛设置或者穿过楼梯平台［5］。

图3为某客船的低位照明布置示意图。

图3 某客船住舱区域低位照明系统布置示意图

2.2.1 走廊处的布置要点

（1）在乘客、船员起居的走廊、楼道区域多用磷光条，安装在踢脚板侧面的槽内。至少应在走廊的一侧安装低位照明系统。超过宽2 m的走廊，低位照明系统应安装于两侧。图4以欧洲某设计公司的客船为例详解了这一设计要点。

图4 某客船宽度大于2 m的走廊低位照明布置

走廊沿线上长不足2 m或者是总长度小于走廊长度50%的个别小的单独凹进处，在计算走廊宽度时不应包括在内。在所有走廊的低位照明系统的视觉效果应连续，以便提供一条脱险通道的可见轮廓。遇到局部凸出或凹进去时，低位照明条允许的最大间隔不能超过2 m。

（2）低位照明系统应安装于距甲板300 mm范围内的舱壁或距舱壁150 mm范围内的甲板上。在舱壁有凹进部位，或者在脱险通道穿过露天场所、公共处所，休息室或者楼梯平台超出4 m等处，低位照明应安装在距舱壁超过150 mm处。

（3）在闭端走廊，低位照明系统应包括有相隔不超过1 m的箭头或等效指示方式，指出走出闭端走廊的方向。

2.2.2 门附近的布置要点

（1）作为脱险通道一部分的门楼梯上，走廊主竖区边界的门或者通向露天甲板的门，应按照标准标记低位照明。沿脱险通道上的门如果是在关闭时没有固定措施的双向开门，则不必标记。用于主要的或者次要的逃生方式的双向开的门（如主竖区边界的门），应在两侧都有标记。为了防止混淆，只能在出口处的门上标记低位照明，图5所示。

图5 某客船脱险通道上出口门上的低位照明标识

（2）低位照明应安装在门框或者门扇上至出口门把手高度，甚至可根据实际情况，将低位照明系统分布于出口门把手相对的走廊一侧。

2.2.3 楼道处的布置要点

在脱险通道的所有楼梯内，安装在舱壁或者垂直面上的低位照明，距每级跳板前的高度应不超过300 mm。如果楼梯宽度为2 m或者大于2 m，低位照明应安装在楼梯的两侧，并且不在中心扶手上。每一段楼梯的顶部和底部都应有标志标明阶梯到此为止。在楼梯围栏内，当需要沿舱壁标记最直接路线时，除非进门与梯级之间或任何续贯设置的楼梯之间距离超过2 m，否则只需要标记楼梯，参见图6所示某客船不同宽度楼梯低位照明布置［6］。

图6 某客船不同宽度楼梯（宽度大于和小于2 m）低位照明的布置

2.3 电力低位照明系统供电线路设计原则

为了保证在紧急情况下，电力低位照明系统可保持有效，在进行电力低位照明系统供电系统设计时要采用冗余设计，保证线路在单点故障的状态下不会导致某一区域完全失电［7］。

传统设计中灯带采用线性设计，每个灯带有2路电源供电，即来自2个分电箱，如图7所示。当单点发生故障时，例如转换开关箱1发生故障，灯带1熄灭，灯带8仍保持亮度，即不会导致某个区域完全失电。但是这样的设置导致线路复杂，设备成本较高。

图7 传统客船低位照明系统框架图

对此，对设计进行了优化改进，用灯点的环路设计取代了线性设计。LED灯24 V供电电源并联在一起形成一个环路，当任一单点发生故障时，都不会影响另一路电源供电，即不会导致任何一个区域发生失电的安全隐患。

框架图如下页图8所示：在没有内置电池的情况下，每个灯带由两路分开的电源供电。其中，一路来自主电源AC 230 V 60 Hz，另一路来自不间断电源AC 230 V 60 Hz。任何一路电源及线路所在的处所发生事故时，当任意充电装置、供电的分电箱、主电源和电缆发生故障时，都不会影响另外一路电源发挥作用，即该电力低位照明系统可保持有效。

图8 低位照明系统的框架图

同时，客船电力低位照明系统在主竖区间的供电线路相互独立，每个主竖区内的电力低位照明系统的电源分别来自区域内的UPS和小功率分电箱。

2.4 电力低位照明系统控制方式的设计原则

电力低位照明系统的控制方式可以分为手动控制和自动控制两种控制方式。

2.4.1 手动控制设计

手动控制可以从应急切断系统开关控制面板激活全船低位照明系统，也可以从安全控制系统软件控制开关激活全船低位照明系统或者单独激活每个主竖区的低位照明系统。

应急切断系统从每个供电单元的分电箱获取故障报警信息并激活低位照明系统。每个供电单元有接口单元连接到应急切断系统，负责激活低位照明系统和收集故障报警信息。应急切断系统常闭触点断开激活低位照明系统。当通过手动控制方式激活低位照明系统后，常闭触点断开，得到反馈，低位照明系统执行手动控制指令［8］。

2.4.2 自动控制设计

当模式转换开关转到“自动控制”档位时，以下几种情况可触发低位照明系统：

（1）在通用报警系统中，有一个干触点连接应急切断系统，当发生通用报警时，应急切断系统自动激活低位照明系统。

（2）相关主竖区的火警探测报警在延时没人应答的状况下可通过应急切断系统激活本区域内的低位照明。

（3）在应急切断系统故障、应急切断系统电缆断线、电源供电单元分电箱故障的状况下都可以激活发生故障区域的低位照明。

3 结 语

目前，国内大型客船的设计和建造工作才刚刚起步，低位照明系统设计是客船安全设计的重要组成部分。低位照明系统的选型配置、布置将会对逃生效率、成本产生一定的影响。本文对客船低位照明系统的分类、供电线路和布置进行研究，可为客船安全设计的开展提供支撑。