醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房應急照明設計探討

王路波

(天俱時工程科技集團有限公司，河北 石家莊 050035)

引言

同電廠、體育場等很多建筑一樣，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房因建筑功能、布局、照明要求等方面的特殊性[1]，其應急照明系統(tǒng)的設計也表現(xiàn)出不同于其他建筑物的要求和特性，而目前為止我國并沒有專門的針對工業(yè)建筑應急照明設計的比較詳細的規(guī)范和標準。此外，隨著照明控制技術的進展，照明系統(tǒng)的控制也變得更加靈活[2]。所以，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房應急照明系統(tǒng)在設計中如何選擇合理的應急照明方案、控制方式、以及燈具的設置原則對設計人員來說無疑成為一件頗費腦筋的事?，F(xiàn)在筆者就以下幾個方面對醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的應急照明設計進行探討。

1 醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的建筑特點

(1)建筑布局復雜。因醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)工藝復雜，所以建筑內(nèi)功能房間相對較多，尤其是一些大型制劑車間，其內(nèi)部通道更是迂回曲折。

(2)火災隱患較大。醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房經(jīng)常使用各種易燃易爆化學危險物品，且出于廠房特殊需要，經(jīng)常會選擇一些易燃性的復合材料，尤其是其內(nèi)部采用彩鋼板隔墻，其耐火時限為0.5～1h，燃燒后會產(chǎn)生大量有毒氣體。

(3)潔凈區(qū)空間相對比較密閉。出于廠房的潔凈度要求，醫(yī)藥工業(yè)廠房潔凈區(qū)相對比較密閉，其潔凈區(qū)內(nèi)部照明主要靠室內(nèi)燈具。一旦停電，整個潔凈區(qū)便會處于黑暗之中。

2 醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房應急照明設計要求

國家規(guī)范中對于醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的應急照明設計要求設置備用照明和應急照明[3]，但對其設置區(qū)域要求卻較為模糊。

根據(jù)規(guī)范要求，同時結(jié)合潔凈廠房的建筑特點筆者以為一般遵從以下設計原則：

(1)潔凈廠房內(nèi)疏散通道需要設置疏散照明。

(2)潔凈廠房生產(chǎn)區(qū)功能房間需要設置生產(chǎn)和安全需要的備用照明。

(3)潔凈廠房生產(chǎn)區(qū)功能房間內(nèi)從安全角度出發(fā)也要考慮火災時的人員疏散照明。此時，為系統(tǒng)簡單和節(jié)約成本考慮，一般可由備用照明兼顧。這也是設計中容易疏忽的一個問題。

3 醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房火災時的“切非”要求

規(guī)范要求，發(fā)生火災時，消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源[4]，即我們工程設計中常說的“切非”。

在一般的工業(yè)廠房設計中，一般的生產(chǎn)房間所設置備用照明大多被歸類于“非消防負荷”，根據(jù)規(guī)范則應該在火災時“切非”。而如前面提到的，在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房中，潔凈生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的備用照明很多時候兼有一定的疏散照明作用，此時將其定義為“非消防負荷”，進行“切非”操作顯然是不妥的。但是這里的備用照明也僅在火災初期對房間內(nèi)的人員逃生提供照明，人員疏散后，如果備用照明電源端還存在市電持續(xù)供電，那么大面積的備用照明便成為火勢蔓延的一個助催計，同時也為后面進入的消防人員造成了安全隱患。

筆者以為，醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的應急照明在火災時的“切非”措施可采取以下原則：

當出于生產(chǎn)需要而設置的備用照明涉及火災時的人員疏散及安全，可將其看作火災應急照明的一部分，可視情況根據(jù)需要對其電源回路增加消防控制模塊，在火災發(fā)生時通過消防系統(tǒng)編程進行“延時切非”。

4 醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房應急照明系統(tǒng)的設計

根據(jù)前文提到的“設計原則”，并結(jié)合照明設計標準關于應急照明系統(tǒng)供電電源的相關規(guī)定[5]，我們來探討一下醫(yī)藥潔凈廠房的應急照明系統(tǒng)的幾種供電方案。

4.1 采用雙電源供電方式，主電源與應急電源均引自市電，且相互獨立

此方案供電可靠，持續(xù)時間長，所以一般建議當電源條件可以滿足要求時應優(yōu)先采用此供電方式。當然，當潔凈區(qū)面積較小時，應急照明容量較小，或第二電源難以取得時，市電引入第二電源，無疑會過多的增加成本。所以本供電方案適用于面積較大，第二電源易取得的潔凈廠房。本方案的系統(tǒng)示意圖如圖1所示，由消防模塊通過斷路器分勵模塊實現(xiàn)火災時的延時“切非”。當疏散照明與備用照明分別設置配電箱時，分勵模塊應設于備用照明配電箱電源端開關處。

圖1 雙電源供電應急照明系統(tǒng)Fig.1 Two power supply emergency lighting system

另外，需要一提的是，有些地方消防部門要求為了保證疏散照明的供電可靠性，對疏散照明燈具要求必須自帶蓄電池，當采用本方案時，疏散照明供電可靠性相對則更高,此時的供電系統(tǒng)實際為一種組合供電方案，后文會介紹到。

4.2 采用雙電源供電方式，應急電源引自應急發(fā)電機組

這種方法適用于因考慮到消防負荷或重要負荷而已設有應急發(fā)電機組的建筑，缺點是柴油發(fā)電機啟動時需要約15秒左右的時間，即應急照明的啟動需要15s左右的等待時間。此方案在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的設計中較為少見。其供電系統(tǒng)同上。

4.3 采用單電源供電方式，應急電源采用浮充蓄電池或集中蓄電池組(EPS)

但是雖然都是采用蓄電池，但采用浮充蓄電池和采用集中蓄電池組卻各有特點。

4.3.1 應急電源采用浮充蓄電池

這種供電方式的優(yōu)點是使用比較靈活，浮充蓄電池燈之間相對獨立，互不干擾，對上級電源要求較低，設計、施工容易。應用上，一般的做法是疏散照明設置獨立的應急照明箱，采用專線供電；備用照明可就近引自附近普通照明箱，即使普通照明箱電源在火災時被“切非”， 由于蓄電池的存在，也可以保證火災初期潔凈生產(chǎn)房間內(nèi)的人員疏散，另一方面，因市電中斷，蓄電池相互獨立，又不會引起火災蔓延和對消防人員造成安全隱患。正是由于這個優(yōu)點，這種供電方式被廣泛采用，甚至于規(guī)范條文解釋中也說到“應急照明系統(tǒng)一般推薦采用內(nèi)帶蓄電池儲能燈具，……，當突發(fā)停電時，自動轉(zhuǎn)入蓄電池供電狀態(tài)[3]?！?/p>

然而，采用浮充蓄電池缺點也是顯而易見的，主要表現(xiàn)為維修、保養(yǎng)工作量較大，維護成本高，使用壽命相對較短。所以，在選擇本方案時，應進行系統(tǒng)上的一個權衡和比較。

本方案的系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

圖2 “單電源+浮充蓄電池”供電應急照明系統(tǒng)Fig.2 “single power+ battery”supply emergency lighting system

4.3.2 應急電源采用集中蓄電池組

采用集中蓄電池組供電的優(yōu)點是壽命較長，設計、施工容易，電源部分設計靈活。因為箱體為獨立設置，防火問題更易解決，維護工作量小，管理也比較方便。當建筑面積較大時，經(jīng)濟性方面比采用浮充蓄電池燈方式相比投資較少，而且規(guī)模越大該項投資越低。但對于大型的醫(yī)藥潔凈廠房，當備用照明較多時，則相對不夠經(jīng)濟。本方案的系統(tǒng)示意圖如圖3所示，由消防模塊通過斷路器分勵模塊實現(xiàn)火災時的延時“切非”。當疏散照明與備用照明分別設配電箱時，分勵模塊應設于備用照明配電箱電源端開關處。

圖3 “單電源+集中蓄電池組”供電應急照明系統(tǒng)Fig.3 “single power+ central battery”supply emergency lighting system

4.4 供電方案的組合應用

以上幾種系統(tǒng)方案各具優(yōu)缺點，在潔凈廠房應急照明系統(tǒng)的實際設計中可根據(jù)建筑實際情況靈活組合應用，例如對于大面積的潔凈生產(chǎn)區(qū)，一種典型的組合方式是，采用雙電源供電，其中疏散照明回路增設集中蓄電池，這樣既保證了應急照明供電可靠性，又降低了投資成本，管理維護方便。系統(tǒng)示意圖如圖4所示。

圖4 不同應急照明系統(tǒng)的組合Fig.4 the combination of different emergency lighting system

5 應急照明燈具的選擇

關于照明燈具的選擇，在潔凈廠房的設計中需要注意的有以下兩點：

(1)應急照明特別是疏散照明的光源必須具備瞬時點亮的特性，如白熾燈，快速啟動的熒光燈等，切勿采用氣體放電燈，因為一般氣體放電燈，如金鹵燈，其燈絲從冷態(tài)到全輝度需要4～8分鐘，所以不能滿足瞬時點亮的要求。當然對于車間內(nèi)僅出于生產(chǎn)需要而設置的備用照明，在滿足生產(chǎn)要求的前提下也是可以選用的。

(2)建筑內(nèi)設置的消防疏散標志和消防應急照明燈具，應符合現(xiàn)行國家標準《消防安全標志》GB13495和《消防應急燈具》GB17945的有關規(guī)定[6]。而設計中在選擇應急燈具時，對于一般疏散標志燈，其制造標準已滿足要求。但在選擇應急照明燈具時，設計中有時忽視了本要求，在設計中未加以說明，應急照明燈具采用與正常照明一樣的燈型，如潔凈區(qū)內(nèi)的熒光燈等，而這些燈具一般情況下并不符合《消防應急燈具》的規(guī)定。

6 應急照明導線的選擇與敷設

應急照明的配電線路在敷設時必須滿足火災時連續(xù)供電的需要，為此國家規(guī)范要求其線路在敷設時須采用一定的“防火保護措施”[2]。比較理想的保護措施是穿管暗敷，因此有可能的情況下應盡量采用。但在醫(yī)藥潔凈廠房中，潔凈區(qū)內(nèi)均設有管道夾層，線路敷設一般于夾層中穿管明敷，此時線路敷設時如按規(guī)范中要求，采用金屬管或封閉金屬線槽外刷防火涂料，因為涂刷工藝復雜，受管線場地以及天氣、人為因素等，質(zhì)量很難保證。所以實際設計中可利用線纜本身的耐火及阻燃性能，選用阻燃型、耐火型電線或礦物絕緣電纜。

7 應急照明燈具火災時的強制點亮

根據(jù)規(guī)范要求，消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散標志燈”[4]。即我們平常所說的火災發(fā)生時，應急照明應強制點亮。

關于應急燈具的強制點亮，無論是哪一種供電方案，均可以通過消防控制模塊，在火災時接通其強制輸出電源線來點亮燈具，其強制切換回路接線大致相同，如圖5所示，此時燈具控制開關應為雙控開關。需要說明的是，潔凈廠房內(nèi)的備用照明，雖兼有疏散照明的作用，但是僅作為房間內(nèi)工作人員疏散用，且當房間內(nèi)有人時，自然是點亮的，所以是不需要強制點亮的，當然也就不需采用雙控開關。

此外，隨著無線通信技術在照明控制領域的發(fā)展，應急燈具的控制將變得更加方便[8]。

圖5 應急照明系統(tǒng)接線圖Fig.5 The wiring diagram of emergency lighting system

8 總結(jié)

應急照明設計在醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房的設計中至關重要，要求設計人員有著高度的責任心，設計時立足“安全”角度，考慮問題認真仔細，一方面既要嚴格參考規(guī)范中的要求，另一方面又要對自己所做工程的實際情況仔細考慮，設計嚴格而又不失靈活，力爭做出一個適合自己工程的應急照明系統(tǒng)。

[1] 姚夢明. 國家體育場(鳥巢)體育照明設計[J]. 照明工程學報, 2012，23(1)：88-98.

[2] 方景, 邴赫亮, 肖輝. 照明控制技術的進展[J]. 照明工程學報, 2014，25(2)：10-14.

[3] GB50457—2008《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》.

[4] GB50116—2013《火災自動報警設計規(guī)范》.

[5] GB50034—2013《建筑照明設計標準》.

[6] GB50016—2006《建筑設計防火規(guī)范》.

[7] JGJ 16—2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》.

[8] 朱樹先，高涵文，朱學莉，等. 基于無線通信模式的照明節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)研究[J]. 照明工程學報, 2013，24(5)：126-129.