智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

鄭光照

（福建中聯(lián)集團(tuán)，福建 福州 350001）

集中電源控制柜（EPS）、安全出口標(biāo)志燈、疏散指示標(biāo)志燈三者組成的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)在我國建筑領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛，由自帶蓄電池的疏散指示標(biāo)志燈與安全出口標(biāo)志燈、消防應(yīng)急照明配電箱組成的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)同樣廣泛應(yīng)用于民用建筑電氣設(shè)計(jì)。結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的應(yīng)急啟動直接受到電池充放電工作正常性影響，而由于相關(guān)產(chǎn)品問題往往無法得到及時發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)在應(yīng)用中往往會因故障造成逃生疏散指示盲區(qū)，為避免這類問題的出現(xiàn)，正是本文圍繞智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用開展具體研究的原因所在。

1 民用建筑電氣設(shè)計(jì)中智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的基本應(yīng)用

1.1 傳統(tǒng)系統(tǒng)不足分析

圍繞兩種常用的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，兩種系統(tǒng)蓄電池大多僅能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)不超過30min 的供電，且其在建筑樓宇內(nèi)以單體的應(yīng)急照明燈作為存在形式，這就使得火災(zāi)現(xiàn)場的變化無法通過系統(tǒng)得以響應(yīng)，逃生方向指示也無法基于火災(zāi)動態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時調(diào)整，現(xiàn)場逃生需要因此在很多時候無法得到較好滿足。日常檢修和維護(hù)應(yīng)急燈存在的滯后現(xiàn)象也需要得到重視，發(fā)生火災(zāi)時應(yīng)急標(biāo)志燈的應(yīng)急啟動屬于其主要功能之一，但如果產(chǎn)品電池等方面出現(xiàn)問題，部分應(yīng)急燈無法正常啟動的情況很容易出現(xiàn)，應(yīng)急疏散指示燈失靈很容易引發(fā)嚴(yán)重事故，由此深入了解傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)存在的不足[1]。

1.2 智能系統(tǒng)應(yīng)用路徑

相較于傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)可有效避免維護(hù)檢修應(yīng)急照明燈環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，且能夠?qū)缶到y(tǒng)與應(yīng)急照明燈進(jìn)行聯(lián)動，提供火災(zāi)發(fā)生時的動態(tài)逃生方向指引。一般來說，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)由光流子母燈、可調(diào)向疏散指示標(biāo)志燈、安全出口燈、區(qū)域匯集器、集中控制應(yīng)急燈主機(jī)、火災(zāi)探測器組成，火災(zāi)報警系統(tǒng)與智能應(yīng)急照明系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，在確認(rèn)火災(zāi)信號后，消防控制室可及時自動點(diǎn)亮應(yīng)急照明燈具，并通過編程控制每個現(xiàn)場的疏散指示燈和應(yīng)急照明燈，實(shí)現(xiàn)以光流形式的疏散指示，逃生路徑的動態(tài)指示可由此實(shí)現(xiàn)，逃生人員在火災(zāi)發(fā)生后的煙霧環(huán)境下可及時、準(zhǔn)確、清洗的判斷逃生方向。一般采用PC 機(jī)作為智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的主控機(jī)，采用單片機(jī)智能控制終端的應(yīng)急燈具，為實(shí)現(xiàn)一隊(duì)多通信控制巡檢功能，系統(tǒng)需采用總線設(shè)計(jì)，并保證不同類型的燈具終端能夠通過同一總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)掛接，虛擬分區(qū)內(nèi)的應(yīng)急照明燈熄滅與電量通過編程控制，且系統(tǒng)同時具備功能和應(yīng)急測試功能。為保證智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的實(shí)用性，需保證建筑物內(nèi)的樓宇管理系統(tǒng)能夠與智能應(yīng)急照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好兼容，日常管理工作的便利化程度將大幅提升，應(yīng)急照明的可靠性也能夠得到更好保證[2]。

在智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，需遵循一定逃生邏輯，即①需遠(yuǎn)離著火點(diǎn)設(shè)置指示方向；②著火點(diǎn)以上樓層的疏散應(yīng)避免選擇著火層火災(zāi)發(fā)生的臨近出口；③應(yīng)通過燈光閃爍及聲音提示提醒逃生人員到達(dá)或接近安全出口，以此保證正確的疏散導(dǎo)向指示能夠第一時間傳遞給現(xiàn)場疏散人員，避免延誤逃生時機(jī)、錯過安全出口等問題出現(xiàn)。

1.3 具體應(yīng)用路徑

為更直觀展示民用建筑電氣設(shè)計(jì)中智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用，以某商場作為研究對象，該商場由地上三層、地下一層的結(jié)構(gòu)組成，單層建筑面積在3000m2，因此在建筑電氣設(shè)計(jì)中，針對性采用了智能應(yīng)急照明系統(tǒng)，并在消防控制室內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)的主機(jī)，帶有語音、頻閃、變燈功能的安全出口燈被設(shè)置與樓梯口，具備頻閃和改變方向功能的疏散指示標(biāo)志燈被設(shè)置于樓道內(nèi)，平時不工作且具備閃動和改變方向功能的地面光流指示燈設(shè)置于樓道的主干道。如火災(zāi)發(fā)生于商場的二層樓道內(nèi)，火災(zāi)信息會第一時間發(fā)送至消防聯(lián)動該系統(tǒng)，接收信息后，系統(tǒng)將自動進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)，消防應(yīng)急照明系統(tǒng)由此正式啟動。在啟動后，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)將進(jìn)入以下工作狀態(tài)：

（1）在發(fā)生火災(zāi)的商場本層，地面光流指示燈將自動啟動，朝火警點(diǎn)的反方向，地面光流指示燈會不斷閃動，安全出口標(biāo)志燈也將同時自動啟動，并進(jìn)入頻閃狀態(tài)，火警點(diǎn)位置的燈處于關(guān)閉狀態(tài)，同時系統(tǒng)會通過安全出口標(biāo)志燈進(jìn)行語音廣播。疏散指示標(biāo)志燈啟也會同時進(jìn)入啟動狀態(tài)，指示方向?qū)⒒诨鹎楦膭?，進(jìn)入頻閃狀態(tài)，并指向火警點(diǎn)的反方向。

（2）在發(fā)生火災(zāi)的商場上一層，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)會基于具體的火勢、煙霧走勢進(jìn)行控制。在研究案例中，樓道內(nèi)為火警發(fā)生點(diǎn)，煙霧的走向?yàn)橛蚁颍捎跓熿F蔓延區(qū)處于火災(zāi)層上一層的樓梯下面，因此火災(zāi)層右邊的安全出口標(biāo)志燈與地面光流指示燈就近指引，發(fā)生火災(zāi)的商場上一層安全出口標(biāo)志燈關(guān)閉，右邊的地面光流指示燈顯示反向。

（3）對于發(fā)生火災(zāi)的商場地下層及火災(zāi)層的下一層，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)按照默認(rèn)方式啟動地面光流指示燈、安全出口標(biāo)志燈、疏散指示標(biāo)志燈，就近指引，語音功能也會同時啟動[3]。

2 智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

為提升研究的實(shí)踐價值，本節(jié)將結(jié)合實(shí)例簡單介紹智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，研究的系統(tǒng)與上文提及的系統(tǒng)存在一定不同，由智能操縱主機(jī)、電池、中央控制主站、電源和監(jiān)控形式的照明燈組成，具體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖 1 智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

基于圖1 進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的智能中央監(jiān)控主站采用八根通信線的方式，共連接設(shè)備256 臺，系統(tǒng)控制、外部通信、消防聯(lián)動可由此實(shí)現(xiàn)；智能中央電池主站針對性設(shè)置有地址碼，電源方式的確定可基于中央監(jiān)控主機(jī)的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，采用380V 的三相四線直流輸入電源，直流216V 或交流220V 的輸出電壓；智能控制器分機(jī)采用混合型分機(jī)，設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注細(xì)節(jié)性問題；電源和監(jiān)控形式的照明燈同樣采用上文提及的地面光流指示燈、安全出口標(biāo)志燈、疏散指示標(biāo)志燈。

設(shè)計(jì)還采用了ZigBee 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，其能夠?qū)崿F(xiàn)重新分析和匯總智能應(yīng)急照明燈的數(shù)據(jù)，配合網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)確定燈具位置，即可實(shí)時了解火災(zāi)情況，這一設(shè)計(jì)如圖2 所示。

圖 2 智能應(yīng)急照明系統(tǒng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

圖 3 智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件模塊可細(xì)分為三部分，包括智能應(yīng)急照明系統(tǒng)監(jiān)控級、智能應(yīng)急照明系統(tǒng)現(xiàn)場控制級、協(xié)調(diào)器，分別采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（研華610）、Zigbee 模塊（YL-5168D）、ZigBee芯片（CC2430）。在智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器設(shè)計(jì)中，采用圖3 所示設(shè)計(jì)，控制器節(jié)點(diǎn)程序流程圖如圖4 所示。為實(shí)現(xiàn)智能疏散功能，智能應(yīng)急照明系統(tǒng)在監(jiān)控端設(shè)計(jì)中采用蟻群算法，配合智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)測試和丟包率測試，可確定該系統(tǒng)能夠滿足民用建筑需要。

圖 4 控制器節(jié)點(diǎn)程序流程圖

3 結(jié)語

綜上所述，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的智能系統(tǒng)應(yīng)用路徑、具體應(yīng)用路徑、智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)等內(nèi)容，則直觀展示了智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)路徑。為更好滿足民用建筑電氣設(shè)計(jì)需要，針對性的軟件設(shè)計(jì)也需要得到重視，由此即可更好發(fā)揮智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢。