智能消防应急照明及疏散指示系统的特点与应用

戴天明

上海民防建筑研究设计院有限公司 上海 200032

引言

随着我国社会经济的繁荣发展，人民生活水平的提高，国家综合实力的长足进步，一部分现代建筑体也在朝着大型化、超高化、多样化、复杂化、智能化发展，相对应地对建筑体内消防活动带来了更大的挑战。在这个过程中，人们对于建筑工程中消防系统、设备以及标准的要求也在不断提升。在应急疏散方面，如何能够最快速并且最安全地找到逃生路径撤离危险区域成为消防重中之重。在此背景下，智能消防应急照明及疏散指示系统应运而生。相较于传统消防应急照明及疏散指示系统存在响应速度慢、稳定性差、维修需要高等缺点，智能消防应急照明及疏散指示系统能够有效避免这些问题。

1 智能消防应急照明及疏散指示系统的组成

1.1 监控管理层

在这个系统中，监控管理层属于关键组成部分。监控管理层主要由两部分构成，分别为图像显示系统和应急照明控制器主机系统。控制器主机系统功能包括信息储存、数据处理、应急灯具交互控制等。每个子系统功能均由相对应设备完成。每个子系统设备都应该保证不会受到其他子系统的影响，确保能够采集逐级处理的方式处理采集到的系统服务信息，然后完成向图像传输显示系统中的传输，使信息能够通过图像的方式得到展示，从而使信息监控的直观性得到提升[1]。图像显示系统主要包括存储设备、打印设备以及基础成像设备等。在系统成像显示完成后，可以与实际需求相结合打印其中的画面。应急照明控制器需要有效连接火灾自动报警系统。

1.2 应急照明集中电源及应急照明分配电装置

应急照明集中电源顾名思义即为消防状态在正常电源中断后，集中为应急照明提供安全电压（DC36V及以下）供电的设备，位置应设在消防控制室、低压配电室、配电间内或电气竖井内，其除了为应急照明灯具持续保证安全输出电压功能外，另外的重要功能就是保护功能，如电池过放电、短路、电池过充电以及电源输出过载等。应急照明集中电源与应急照明分配电装置同设或分设均可，分配电装置与应急照明控制器有通信接口，具备灯具管理、联动、通信等功能。每一台设备的地址编码都是独立的，都能够借助通信有效联系控制器主机。利用模块化设计的装置，不但能够为持续可靠运行系统提供保障，还能够为维护和更换提供方便。在火灾模式中，能够完成控制器应急启动指令的接收，从而达到应急点亮灯具的目标；在没有火灾时，当因为各种原因无法正常运行照明电源时，同样能够应急点亮灯具；回路配电通信模块能够满足采集和计算数据的需求，能够完成所带灯具工作状态的巡检工作，并且在其与控制器主机间会有多级COU工作模式形成，从而使系统的命令响应速度和巡检速度得到提升。

1.3 终端层

除了以上两种功能结构外，在整个系统中终端层属于执行单元。终端层在消防应急管理系统中就是存在集中控制和集中电源的消防应急灯具，其中包含疏散指示标志灯和应急照明等，智能应急照明终端供电电压为DC24V或DC36V的安全电压，此电压也是智能消防系统的推荐电压，其能最大限度保证了人身安全，避免消防活动时电击隐患。每个灯具均具备定期巡检、常态常亮、节电模式常亮、事故频闪、休假灭灯、智能变向等功能。在实际设计消防应急管理系统时，相关人员需要与照明照度和高度要求相结合选择适宜的灯具[2]。每个消防应急灯具都存在独立的地址编码从而实现实时检测各灯具在线状态，拥有传感器和存储器，属于高亮LED光源，并且其开关控制由软件完成。

2 智能消防应急照明及疏散指示系统的优势

2.1 实时监测

在应用传统消防应急照明系统时，通过火灾报警系统从采集到接收到数据需要间隔一段时间，致使系统在传输信息方面存在滞后性，并且由于交互能力有限，得到相应的信息、状态具有局限性。相关人员在不断完善建筑技术体系的过程中，在很大程度上提升了建筑对消防系统要求的高度。如果能够使系统状态能够得到及时反馈，更多状态、信息，数据能够交互，能够使救援人员拥有更多的反应时间，对更多信息进行处理和反馈，从而使救援效率得到提升。在智能消防应急照明及疏散指示系统中，子系统结构在系统中都会被设置独立的编码，从而能够满足实时监测各个点位的目标，当照明系统与控制系统之间存在信息交互中断的情况时，系统会将故障警报信息第一时间发出，并且发生故障的实际情况和位置也会显示在显示系统中。

2.2 智能疏散

传统的疏散系统一般是按既定的火灾疏散规划路线引导的，在实际使用当中没有实时应变能力。火情发生时简单粗暴地忽略了火场的实际情况进行静态的就近引导，这样很大概率会将人们引至危险地带，从而无法到达安全区域。然而智能疏散应急照明系统则更有针对性，可利用多种通信接口与火灾报警系统联动。当有消防问题在建筑之中发生时，与火灾报警系统提供的起火点信息相结合，快速准确判断火情位置，并且与现阶段疏散应急灯具所在位置相结合，完成最佳逃生路线的规划[3]。而且根据现场火情的实时变化，动态调整疏散指示。想要使人员的重视程度得到进一步提升，应急灯还可以进行语音提示或频闪提示，使人们能够更加直观地感受到危险。

2.3 定期检测

设置智能消防系统的主要目的就是在发生紧急情况时，将必要的应急避难措施提供给人群，同时在系统日常运行过程中，也应该注意检查和巡查工作，能够使发生火灾险情的概率得到有效降低。但是在实际应用中，为了保证系统的应用始终处于最佳状态，管理人员需要对智能消防系统各部分的运行情况开展定期检查。在正常情况下，相关人员都是设置每三个月一次的检测周期，在实际开展检测工作时可以合理利用放电测试的方法，完成照明系统持续时间的测试，然后合理对比标准要求。如果存在较大的容错率，必须短时间内完成设备更换工作。与传统消防应急照明系统相比，智能消防应急照明系统能够使设备运行的稳定性得到提升。

2.4 安全电压

现代建筑消防灭火的方式主要是以水为主，当火灾发生时，喷淋系统、消火栓系统等都会启动发挥作用，加上消防人员自带的消防用水，消防作业环境内基本上是消防水四溅的。虽然火灾确认后会切断非消防电源，但作为火灾疏散重要保障的疏散应急照明是火灾始末都需要持续工作的，其用电是不会被切断的，传统的疏散应急照明均为采用220V供电，消防水喷溅到灯具或线路里，极易产生漏电情况，从而造成电击事故，消防人员因此受到很大威胁，消防作业中的电击伤害时有发生。智能疏散应急照明系统的应用可以解决这些问题，系统的疏散应急照明灯具均采用A类灯具（供电电压不大于DC36V），此供电电压为安全电压，可以有效消除应急照明电击隐患，另外系统可实时监测灯具及线路漏电状态，提高安全性。

2.5 节约成本

现在大部分工程分区集中电源型智能消防疏散应急照明系统，在这种情况下应急照明应急电源按楼层、功能区域或防火分区分别设置集中EPS电源。与常规消防应急照明系统自带电源的消防应急灯相比，这种消防应急灯发生故障的概率更小，使用寿命更长，不但能够降低因为开展维修工作所产生的成本，还能够使维修工作的难度降低[4]。同时，系统能够完成电池状态的自动监测，并且能够使充放电管理自动完成，能够使使用电池的周期得到提升，从而使相关成本降低。

3 智能消防应急照明和疏散指示系统的应用实例

以某大型住宅小区大型地下车库项目为例。本项目地下车库总建筑面积为77956m2，共分为21个防火分区，其中7个防火分区设置人防工程，人防工程共设12个人防单元。本工程属于一类地下车库，消防相关负荷按一级负荷供电。本工程采用分区集中电源集中控制型消防应急照明及疏散指示系统，在该系统中主要设置的消防应急疏散标志灯具、消防应急照明灯具、分区集中电源及分配电装置以及集中控制型应急照明控制器。图1所示为本工程智能消防应急照明与疏散指示系统示意图，图2所示为本工程分区集中电源及分配电装置系统示意图。

图1 智能消防应急照明与疏散指示系统示意图

图2 分区集中电源及分配电装置系统示意图

3.1 应急照明控制器

在该小区项目会所物业楼1层的消防控制室内设置应急照明控制器，控制器挂墙安装，离门轴距离大于0.5m，控制器主显示屏保持1.8m以内且1.5m以上的高度，设备正面留有1.2m以上的操作距离。由消防控制室内的双电源切换箱将电源提供给应急照明控制器，并且切换需要在末端完成，保证用电可靠性，控制器自带蓄电池电源，保证控制器运行时间不小于180min。应急照明控制器应该与事先设计的逻辑关系相结合，能够完成与系统相连设备的手动和自动控制，然后与火灾发生的位置相结合，在第一时间内完成最优疏散逃生路线规划，还能够完成疏散指示灯方向的合理调整，从而对人员疏散起到有效的引导作用，并且相关情况能够动态显示在应急照明控制器上。电源供电都是通过相应分区应急照明配电箱完成。

3.2 集中电源及分配电装置设置

该工程控制系统使用了分区设置的集中电源供电方式，在各个防火分区（或人防单元）中分散设置集中电源，位置设置在配电间及人防防化值班室，房间的设备均比较多，集中电源及分配电装置位置需合理排布。集中电源容量为0.5KVA放电时间不小于90min，与分配电装置合并设置，220V电源均由相应分区应急照明配电箱供给，应急照明配电箱采用双回线路末端自切。每套集中电源及分配电装置设备有地址编码及通信接口，均能接受处理控制器交互信息。每套装置输出回路不大于8回路，每个输出回路电压为DC24V，每回路限制6A以内的额定电流，每回路限制144W安装功率以内，每回路控制60只以内的灯具连接数量。

3.3 消防应急照明灯具

消防应急照明灯的选择如下：灯具为LED光源，其用该拥有80lm/W以上的光效，色温不低于2700K，DC24V的工作电压，应借助合理方式使其拥有防眩光的功能，拥有阻燃功能的灯罩，金属材质的灯壳，应该拥有指示灯，保证相关人员能够通过直接观察其外表完成运行状态的判定。工程为地下车库上部管线校对，故应急照明灯具均避开吸顶由挂墙安装，灯具功率6W，车库范围内及楼梯间按照度不小于5lx配置灯具。灯具火灾应急点亮时间不大于5s。对于在发生火灾后仍然需要继续运行的消防控制室、消防水泵房、配电间等场所应急照明灯具按照度不小于1lx配置，另外，这些场所在发生火灾时仍需保证正常工作的照度要求，需设置备用照明，备用照明独立于智能应急照明及疏散指示系统外，电源引自相应分区应急照明配电箱。

3.4 消防应急标志灯具

在选择疏散指示标志灯方面，考虑到本建筑板底净高在3.3～3.6m，故选择中型标志灯具，灯具采用LED光源，具备巡检、频闪、调向、灭灯等功能。方向指示灯布置方面遵从平行视觉设置间距不大于10m，垂直视觉设置间距不大于20m，人防区域、袋形走带区域设置间距不大于10m。如疏散出口在疏散通道侧边时，在疏散通道上方增设指向安全出口的方向标志灯。方向标志灯在有走道的地方或有柱、墙的地方正安装高度为0.5m，当无墙、柱出可设置在上方，但需考虑地下车库上面设备管线繁多的情况，务必避开遮挡。出口灯通常情况下应该在高于门框0.1m处安装[5]，并总体离地距离不小于2m。每层楼梯间均设置楼层标志灯。

3.5 系统管线敷设

集中电源进线采用无卤低烟阻燃耐火C级WDZCN-BYJ-750-2×2.5+E2.5导线，系统集中电源及分区配电装置出线为电源与信号共线模式，线缆采用无卤低烟阻燃耐火C级屏蔽双绞线WDZCN-RYSP-500-2×2.5，线缆均采用穿钢管暗敷于保护层厚度不小于30mm的不燃性结构内[6]。

4 设计智能消防应急照明及疏散指示系统应该注意的问题

第一，在系统设计过程中，有一种情况我们需要重视，即疏散标志灯指向会否出错，错误将人引导至危险地带。故当选择应急等级变向功能的时候，设计人员必须充分考虑火灾发生的各种情况，根据不同状态下的疏散流线来完成不同路径规划方案，复核不同方案组合，谨慎、合理地选择“变向”功能来进行疏散。

第二，应急照明控制器及系统应选用能够接受火灾报警控制器或消防联动控制器DC24信号或干接点信号的产品。应急照明控制器采用的通信协议与消防联动控制器通信时，应选择与消防联动控制器的通信接口和通信协议的兼容性满足国家标准的产品。

第三，分区集中电源设置的原则需按不大于5kVA，在电缆竖井中不大于1kVA设置。放电时间除了满足各类建筑火灾应急启动的持续供电时间还需增加非火灾断电状态的持续应急点亮时间。

第四，人防区域应考虑非人防区域消控中心战时被毁可能性，如发生人防区域内的应急照明及疏散指示系统需独立运行，故设置于人防分区内的集中电源及分配电装置需具备独立控制功能。人防区域的战时疏散路径及方案与平时保持一致时可统一设置，如不一致的对于仅战时需用的疏散指示灯具必须采取关闭并遮挡措施消除隐患，以免火灾情况时产生错误导向[7]。

5 结束语

综上所述，在现阶段的时代背景下，在建筑物内有效应用智能消防应急照明和疏散指示系统能够发挥非常重要的作用，不但能够在火灾发生时为人员提供必备的照明，还能够为人员规划最安全、最快捷的疏散路线，能够使人员疏散效率得到很大程度的提升，从而使火灾对人员危害减小。在不断发展科学技术的过程中，各种建筑的规范要求也将变得越来越完善，在实际应用该系统时，相关人员应该不断创新，与工程实际情况相结合制定有针对性的设计方案，只有这样才能够不断提升安全保障的智能化水平和实效性。