消防應(yīng)急照明系統(tǒng)若干問(wèn)題的思考

鞠永健

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

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消防應(yīng)急照明系統(tǒng)若干問(wèn)題的思考

鞠永健

(同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

應(yīng)急照明是火災(zāi)及其他災(zāi)害發(fā)生時(shí)人員疏散及逃生必備的重要環(huán)節(jié)。筆者對(duì)配電系統(tǒng)和應(yīng)急燈多地控制電路及復(fù)合燈安裝位置對(duì)節(jié)能影響提出了建議，對(duì)做好“間接”防電擊-采用防水型燈具提出了設(shè)計(jì)方案。并就應(yīng)急燈采用220 V電源的安全性進(jìn)行了“人員撤離與疏散時(shí)間、水滅火與220 V電源切斷、滅火現(xiàn)場(chǎng)與消防戰(zhàn)士攜帶燈具”等關(guān)聯(lián)問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了應(yīng)急燈可采用220 V電源的個(gè)人觀點(diǎn)。

應(yīng)急照明；配電系統(tǒng)；節(jié)能；復(fù)合燈；多地控制；燈具防護(hù)等級(jí)

引言

應(yīng)急照明是火災(zāi)及其他災(zāi)害發(fā)生時(shí)人員疏散及逃生必備的重要環(huán)節(jié)，其電源選擇、供電時(shí)間、線路敷設(shè)、燈具選型、控制形式包括智能型應(yīng)急照明控制系統(tǒng)等已有不少的論述和應(yīng)用，但仍存在一些改進(jìn)和補(bǔ)充。下面筆者就目前應(yīng)急照明的配電系統(tǒng)、復(fù)合燈安裝、多地控制的節(jié)能和燈具的防護(hù)等級(jí)及燈具采用220V市電安全性等問(wèn)題，根據(jù)自己多年的觀察和思考，提出一些真知“拙”見(jiàn)。

1 應(yīng)急照明配電系統(tǒng)的節(jié)能

采用LED光源的應(yīng)急照明在節(jié)能上已邁出了一大步，但其配電系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的接觸器形式，與節(jié)能要求相悖。如圖1所示，04D202-3《集中型電源應(yīng)急照明系統(tǒng)》電路中的電源轉(zhuǎn)換存在以下問(wèn)題：

圖1 國(guó)標(biāo)圖集采用接觸器進(jìn)行的雙電源切換電路Fig.1 GB Portfolio with dual supplies switching circuit of contactor

通常，為防止接觸器的機(jī)械故障，提高觸點(diǎn)開(kāi)閉的可靠性，控制電路常采用“得電常閉觸點(diǎn)”替代“失電常閉觸點(diǎn)”。如消火栓泵控制電路中現(xiàn)場(chǎng)按鈕使用“得電常閉觸點(diǎn)”，故其線圈始終處于通電狀態(tài)，與節(jié)能要求不符。除此之外，長(zhǎng)期通電的主電路和控制電路容易出現(xiàn)溫升發(fā)熱、觸點(diǎn)粘結(jié)、線圈燒毀等故障。故筆者推薦采用PC級(jí)雙電源切

換開(kāi)關(guān)代替接觸器的使用(如圖2所示)，其有如下優(yōu)點(diǎn)：

雙電源切換開(kāi)關(guān)采用電機(jī)或電磁機(jī)構(gòu)可靠驅(qū)動(dòng)，開(kāi)關(guān)切換的瞬間有電流通過(guò)，穩(wěn)態(tài)時(shí)無(wú)需提供工作電流，它的定位是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成的，相比長(zhǎng)時(shí)間通電的接觸器節(jié)能顯著。另外，開(kāi)關(guān)帶有機(jī)電聯(lián)鎖裝置，可實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)、位置置零、延時(shí)控制等多種功能。尤其是其“消防零位”的斷電隔離作用，可省略控制電路中的隔離開(kāi)關(guān)。它體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換時(shí)間少。

圖2中(a)圖為兩回路市電供電，(b)圖為兩回路市電加EPS電源的三回路供電。燈1為平時(shí)可控應(yīng)急時(shí)點(diǎn)亮，燈2為平時(shí)不亮應(yīng)急時(shí)點(diǎn)亮，燈3為平時(shí)應(yīng)急時(shí)都亮。

圖2 采用PC級(jí)雙電源切換開(kāi)關(guān)代替接觸器的配電系統(tǒng)Fig.2 Power system using PC-class dual power switch instead of the contact distribution system

2 應(yīng)急照明標(biāo)志復(fù)合燈的節(jié)能

目前，將應(yīng)急照明燈與疏散指示燈合二為一組成應(yīng)急標(biāo)志復(fù)合燈具已不是新鮮事，有不少專利產(chǎn)品。筆者也提出如圖3所示的燈具方案。GB 17945—2010《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》第6.3.1.5條規(guī)定，此燈具只要符合普通應(yīng)急燈具的表面亮度和應(yīng)急時(shí)光通量的要求，就可用于工程設(shè)計(jì)中[1]。復(fù)合燈的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約材料和減少敷管數(shù)量，施工周期縮短，安裝和維護(hù)費(fèi)用低。文獻(xiàn)[2]顯示此類低位應(yīng)急照明技術(shù)應(yīng)用范圍已很廣泛。低位應(yīng)急照明是指在地面附近安裝疏散應(yīng)急照明燈。由于安裝在1 m以下的標(biāo)志復(fù)合燈具距地面近，相比吸頂安裝燈具的功率可減小許多，故節(jié)約電能。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，走廊的煙霧密度上方會(huì)大于下方，將遮擋吸頂燈具的光線，而低位的標(biāo)志復(fù)合燈將能很好地發(fā)揮其光效。在煙霧飄到高處集中時(shí)，疏散人員為了避開(kāi)這些煙霧，需要低下身體匍匐前進(jìn)。這時(shí)低位應(yīng)急照明可以成功地為疏散人員提供正確的指示信息，而高位應(yīng)急照明就很難做到了。美國(guó)航空工業(yè)最先認(rèn)識(shí)到疏散走道內(nèi)安裝低位導(dǎo)向應(yīng)急照明的益處。美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室UL曾制定低位安裝的導(dǎo)向走道標(biāo)志系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲國(guó)家也制訂了消防低位應(yīng)急照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并將低位應(yīng)急照明安裝技術(shù)與高位應(yīng)急照明技術(shù)綜合運(yùn)用在各個(gè)公共建筑設(shè)計(jì)中，而且十分普遍，可在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還寥寥無(wú)幾，但節(jié)能節(jié)材是《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378—2014)的重要內(nèi)容，故應(yīng)大力宣傳推廣。

圖3 LED應(yīng)急和疏散照明燈示意圖Fig.3 LED emergency lighting and evacuation schematic

3 應(yīng)急照明燈的多地控制

圖4為國(guó)標(biāo)圖集04D202-3《集中型電源應(yīng)急照明系統(tǒng)》燈具接線方案圖，其正常市電與備用電源通過(guò)雙控單聯(lián)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)可控型應(yīng)急疏散燈在災(zāi)害時(shí)強(qiáng)制點(diǎn)亮，它的優(yōu)點(diǎn)是平時(shí)燈若處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，

備用電源將從雙控開(kāi)關(guān)的關(guān)閉一端接通，平時(shí)備用電源是不供電的。但這一電路的問(wèn)題是平時(shí)不能實(shí)現(xiàn)異地或多地控制，如：較長(zhǎng)的走廊、樓梯間的休息平臺(tái)等處不能按需開(kāi)啟或關(guān)閉燈具實(shí)現(xiàn)節(jié)能。筆者提出以下改進(jìn)，如圖5所示。

圖4 可按型燈具接線方案圖Fig.4 Controllable lighting scheme wiring

圖5中K1開(kāi)關(guān)采用一位多控三控86型照明開(kāi)關(guān)，利用其具有雙路換向開(kāi)關(guān)有兩個(gè)接入點(diǎn)的特點(diǎn)，分別引入平時(shí)和備用電源。K2～K(n-1)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)同K1，Kn為控制末端安裝的一位86型雙控照明開(kāi)關(guān)。電路特點(diǎn)如下：

圖5 應(yīng)急照明燈的多地控制電路Fig.5 Multi-controlled emergency lighting circuit

1)在圖示控制電路中任何一個(gè)開(kāi)關(guān)都能打開(kāi)和關(guān)閉照明燈。

2)火災(zāi)時(shí)，消防電源自動(dòng)接入，若照明燈處于關(guān)閉狀態(tài)，也能自動(dòng)點(diǎn)亮電路中的照明燈。

3)從圖示電路中可觀察到，開(kāi)關(guān)之間的導(dǎo)線根數(shù)沒(méi)有增加，卻能滿足消防規(guī)范自動(dòng)點(diǎn)亮的要求。

4)除電路首末開(kāi)關(guān)外，中間可根據(jù)平面圖中操作需要增加開(kāi)關(guān)，數(shù)量不限。

為方便分析，設(shè)n=3,開(kāi)關(guān)設(shè)在3處，平時(shí)市電1供電，工作原理如下：

1)平時(shí)正常供電。

①當(dāng)開(kāi)關(guān)K1、K2、K3動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)在上樁頭或下樁頭合上時(shí)，電源電流將通過(guò)3個(gè)開(kāi)關(guān)接通照明燈。反之，燈將熄滅。

②若照明燈亮著需要關(guān)閉時(shí)，假設(shè)3個(gè)開(kāi)關(guān)K1、K2、K3動(dòng)觸點(diǎn)均連在上樁頭，需要關(guān)閉照明燈處的K2開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)移至下樁頭，將斷開(kāi)電路。原因是，這時(shí)上面一副動(dòng)觸點(diǎn)與K3開(kāi)關(guān)下樁頭連通，但K3開(kāi)關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)合在上樁頭，此時(shí)電路是斷開(kāi)的，下面一副動(dòng)觸點(diǎn)與K3開(kāi)關(guān)上樁頭連通，但無(wú)市電不起作用。

③若照明燈暗著需要點(diǎn)亮?xí)r，假設(shè)K2、K3開(kāi)關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)均與上樁頭連通，K1開(kāi)關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)與下樁頭連通時(shí)。若K1開(kāi)關(guān)處要開(kāi)啟照明燈時(shí)，K1開(kāi)關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)移至上樁頭即可。若K2開(kāi)關(guān)處要開(kāi)啟照明燈時(shí)，K2開(kāi)關(guān)動(dòng)觸點(diǎn)移至下樁頭，此時(shí)市電1將通過(guò)K1開(kāi)關(guān)下樁頭與K2開(kāi)關(guān)下面一副動(dòng)觸點(diǎn)與K3開(kāi)關(guān)上樁頭連通，構(gòu)成通電回路而亮燈。

2)消防時(shí)供電。此時(shí)，市電已切除由EPS供電，K1開(kāi)關(guān)上下兩副動(dòng)觸點(diǎn)無(wú)論接通上樁頭還是下樁頭，均供電至K2開(kāi)關(guān)。同理K2開(kāi)關(guān)均供電至K3開(kāi)關(guān)，整個(gè)回路均通電，照明燈亮。

由此可見(jiàn)，上述控制電路平時(shí)可按需開(kāi)啟照明燈節(jié)約電能。

4 應(yīng)急照明燈具防護(hù)等級(jí)與消防滅火安全

應(yīng)急與疏散照明采用市電220 V供電會(huì)危及消防戰(zhàn)士的生命，但采用24 V以下的安全電壓有線路壓降的問(wèn)題，這一矛盾在集中供電電源的智能疏散照明控制系統(tǒng)中尤為突出。目前，解決這一矛盾的方法是：①燈具自帶24 V安全電壓供電，采用集中或非集中控制方式。②集中供電電源但距離較遠(yuǎn)不能滿足電壓降的燈具將在這些燈具附近設(shè)24 V配電盒，采用集中控制方式。以上兩種方式均為平時(shí)220 V供電或充電等，火災(zāi)時(shí)切換為24 V電壓供電，以保證消防戰(zhàn)士的人身安全。筆者在滅火安全問(wèn)題上有一個(gè)斗膽的想法：假設(shè)消防戰(zhàn)士在水滅火之前能有效切斷220 V電源，并且燈具是防水型，這兩個(gè)條件都具備的情況下是否可以采用220 V電源燈具？這里人們會(huì)聯(lián)想到“萬(wàn)一防水失效…，萬(wàn)一漏電…”，那么我們了解一下火災(zāi)時(shí)人們逃生時(shí)允許疏散時(shí)間和消防戰(zhàn)士是如何進(jìn)行水滅火的。

1)火災(zāi)時(shí)所有人員必須馬上撤離危險(xiǎn)區(qū)域，他們的逃生的時(shí)間就是允許疏散的時(shí)間[3]，這些時(shí)間是有限的。處于危險(xiǎn)區(qū)域的人員安全撤離火場(chǎng)并抵達(dá)安全區(qū)域所需的時(shí)間，一般只有幾min，對(duì)高層民用建筑允許疏散時(shí)間通常只有5～7 min；對(duì)一、二級(jí)耐火等級(jí)的公共建筑，允許疏散時(shí)間6 min；對(duì)三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑，允許疏散時(shí)間2～4 min。影響人員疏散時(shí)間的主要因素是火災(zāi)的轟燃、高溫?zé)煔饧叭毖鯇?duì)人的威脅。此外，建筑構(gòu)件的倒塌破壞。根據(jù)火場(chǎng)傷亡的統(tǒng)計(jì)，傷亡的主因是煙氣中毒、高溫或缺氧造成的。而出現(xiàn)上述情況，由于種種條件的不同而有早、有晚，少則5～6 min，多則10～20 min，這是影響安全疏散、決定允許疏散時(shí)間的重要因素，即這段時(shí)間內(nèi)應(yīng)急照明是應(yīng)該保證供電的。

2)消防戰(zhàn)士到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)后，在水滅火之前必定切斷所有市電。公安部2009年5月26日頒布的《公安消防部隊(duì)執(zhí)勤戰(zhàn)斗條令》第三章第三節(jié)火災(zāi)撲救中第七十條指揮員到達(dá)火場(chǎng)后，應(yīng)當(dāng)立即組織火情偵察，……應(yīng)當(dāng)查明下列情況：消防控制中心和內(nèi)部消防設(shè)施啟動(dòng)及運(yùn)行情況，現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)帶電設(shè)備，是否需要切斷電源。第七十九條火災(zāi)撲救中，應(yīng)當(dāng)按照下列基本要求，做好參戰(zhàn)人員的安全防護(hù)，嚴(yán)防人員傷亡：……對(duì)火場(chǎng)內(nèi)帶電線路和設(shè)備應(yīng)當(dāng)視情采取切斷電源或者預(yù)防觸電的措施[4]。事實(shí)上，消防戰(zhàn)士在每次水滅火之前一定會(huì)切斷220 V電源的。因?yàn)榛饒?chǎng)照明是靠消防戰(zhàn)士個(gè)人的照明燈具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些個(gè)人燈具有佩戴式或手提式的，前者有頭戴式和腰掛式，其技術(shù)參數(shù)符合《消防員照明燈具》(GB 30734—2014)，如表1所示。表中燈具的光通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)標(biāo)應(yīng)急燈50 lm，時(shí)間大于國(guó)標(biāo)應(yīng)急燈90 min，國(guó)外有些手提式照明燈(采用6顆高性能LED)強(qiáng)光狀態(tài)可輸出615 lm 8 h，弱光 330 lm 18 h[5]。最重要的是個(gè)人燈具是可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的滅火需要進(jìn)行移動(dòng)，而固定在建筑物上的應(yīng)急燈是無(wú)法做到的，況且高位的應(yīng)急燈往往被煙霧遮

表1 消防照明燈技術(shù)參數(shù)[6]Table 1 Firefighters lighting fixtures

擋。由此可見(jiàn)，固定的建筑應(yīng)急燈是提供人員疏散逃生用，而非消防戰(zhàn)士滅火用。

3)防護(hù)等級(jí)IP54以上應(yīng)急疏散照明燈具的設(shè)計(jì)。按《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》要求，目前已有防護(hù)等級(jí)IP65的地坪疏散指示燈。若室內(nèi)按裝的燈具有防護(hù)等級(jí)IP54及以上的產(chǎn)品，這無(wú)疑對(duì)水滅火的消防戰(zhàn)士的安全提高了一個(gè)等級(jí)。另外，體育場(chǎng)內(nèi)出入口等一些室外場(chǎng)所同樣需要IP54的產(chǎn)品。據(jù)悉，國(guó)外此類產(chǎn)品已成系列。筆者借此推薦自己設(shè)計(jì)的防水型應(yīng)急和疏散復(fù)合燈的方案圖，包括此燈安裝時(shí)如何有效防止水進(jìn)入接線盒的措施。

圖6 防水型應(yīng)急和疏散復(fù)合燈的方案圖Fig.6 A composite lamp of waterproof emergency and evacuation

從上述可了解到：①火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員成功地逃生是有時(shí)限的，而這段時(shí)間內(nèi)應(yīng)急照明必須可靠點(diǎn)亮。②消防戰(zhàn)士在滅火時(shí)的工作照明燈是由其個(gè)人隨身攜帶的。③為了解除220V電源對(duì)消防戰(zhàn)士安全的威脅，就必須水滅火前有效切斷電源。英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)[7]《應(yīng)急照明》第1部分：應(yīng)急照明實(shí)施規(guī)范(BS5266-l—2005)、《照明應(yīng)用——應(yīng)急照明》(BSEN 1838—1999)中規(guī)定：如果應(yīng)急照明系統(tǒng)是

由備用電源供電，除非采用安全電壓供電，不然其線路和保護(hù)裝置需要考慮漏電保護(hù)措施。故提高應(yīng)急燈的防護(hù)等級(jí)，采用防水型是有必要的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，筆者對(duì)應(yīng)急照明配電系統(tǒng)、復(fù)合燈安裝、多地控制，這些日常設(shè)計(jì)不太在意的細(xì)節(jié)，提出了可節(jié)能的建議，并可在日常設(shè)計(jì)中加以實(shí)施；并厘清了“人員撤離與疏散時(shí)間、水滅火與220 V電源切斷、滅火現(xiàn)場(chǎng)與消防戰(zhàn)士攜帶燈具、應(yīng)急燈防護(hù)等級(jí)與滅火安全”等關(guān)系，提出了個(gè)人的意見(jiàn)，純?yōu)閽伌u引玉。尤其是應(yīng)急與疏散照明采用市電220 V即可的觀點(diǎn)，與目前燈具采用安全電壓供電的現(xiàn)狀相悖，即使采納也必須得到相關(guān)部門的認(rèn)可。本文不妥處謹(jǐn)請(qǐng)各位讀者指正。

[1] 公安部沈陽(yáng)消防研究所.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng):GB 17945—2010 [S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

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[7] 王素軍．結(jié)合英美標(biāo)準(zhǔn)探討應(yīng)急照明設(shè)計(jì)[J]．建筑電氣，2008，27(12)：43.

Thinking of A Few Questions of the Fire Emergency Lighting System

Jü Yongjian

(TongjiArchitecturalDesign(Group)CO.，LTD.，Shanghai200092,China)

When the fire or other disasters break out, emergency lighting is an important and part of evacuation and escape necessity. The paper proposed some suggestions about the power distribution system, the emergency light control circuit and the composite lamp installation location. It also proposed the scheme for “indirect” shockproof by using waterproof lamps. By analyzing related issues of safety on 220 V emergency lighting such as “The evacuation time”, “Water extinguishing and cutting off the power supply” and “Fire scene and the fireman’s lamps”, and etc, it proposed a personal perspective about that the emergency lighting can use 220 V power supply.

emergency lighting；distribution system；energy saving; composite lamps；many local control；lighting protection level

TM923

A

10.3969j.issn.1004-440X.2016.04.021