綜合管廊艙室消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計研究

徐 超, 蔡道萌, 孫 科, 孫曦冉, 劉可凡

(中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院, 北京 100094)

0 引 言

綜合管廊就是在城市地下建造一個隧道空間,將電力、通信,燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體,設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng),實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理,是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”[1]。綜合管廊是城市工程管線的載體,其運營管理對于保障“城市生命線系統(tǒng)”的安全運行起到至關(guān)重要的作用。綜合管廊內(nèi)有發(fā)生火災(zāi)、管線泄漏、供電系統(tǒng)斷電等各種突發(fā)安全事故的可能[2-3]。此外,綜合管廊在地下建設(shè),這無疑為人員逃生增加了難度。因此,為保證廊內(nèi)運維管理人員在發(fā)生突發(fā)事件時安全撤離,綜合管廊艙室內(nèi)需設(shè)置消防應(yīng)急照明系統(tǒng)。綜合管廊工程需要根據(jù)自身工程特點、安全需要設(shè)置合理的消防應(yīng)急照明系統(tǒng),并確保在火災(zāi)情況下與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動開啟。

1 應(yīng)急照明系統(tǒng)組成

綜合管廊應(yīng)急照明系統(tǒng)包括疏散照明系統(tǒng)、備用照明、安全照明。綜合管廊的疏散照明系統(tǒng)是在火災(zāi)等緊急狀態(tài)下,包括普通照明在內(nèi)的三級負荷被切除后仍需繼續(xù)提供照明和逃生疏散指示的系統(tǒng)。進排風機房逃生通道、變配電所、主管廊艙室、支管廊艙室、人員出入口等場所均需要設(shè)置疏散照明系統(tǒng),以保證緊急狀態(tài)下人員疏散。疏散照明照度不低于5 lx[4-7]。備用照明、安全照明可以使用普通照明燈具,但需確保供電的可靠性。當正常照明失效后,這部分照明應(yīng)能繼續(xù)發(fā)揮作用。綜合管廊的變電所機房、具備消防作用的進排風機房、燃氣艙進排風機房、具備消防作用的弱電機房等需要設(shè)置消防備用照明、安全照明。一般通過設(shè)置雙電源切換箱為備用照明燈具、安全照明燈具等二級負荷供電。

在綜合管廊中,消防應(yīng)急燈具為消防作業(yè)和人員疏散提供照明。綜合管廊應(yīng)急照明燈具通常安裝于距地面8 m以下。因此綜合管廊艙室、機房宜采用A型應(yīng)急照明燈具,即工作電壓不大于直流36 V的消防應(yīng)急燈具。在綜合管廊機房內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明A型集中電源統(tǒng)一為消防應(yīng)急燈具供電。DC 36 V線路電壓損失百分數(shù)如表1所示。

表1 DC 36 V線路電壓損失百分數(shù)

2 供電系統(tǒng)方案

綜合管廊應(yīng)急照明燈具供電方式可分為集中電源供電和燈具自帶蓄電池供電。應(yīng)急照明燈具布置于綜合管廊艙室以及機房內(nèi)。艙室內(nèi)的疏散照明燈具以一定間距布置,數(shù)量較多,采用燈具自帶蓄電池的供電方式具有經(jīng)濟性較差、運維不便等特點。綜合管廊工程一般采用集中電源供電的方案,集中電源提供主電源及蓄電池電源。應(yīng)急照明集中電源的供電按照二級負荷的供電方式,即采用雙電源供電?？紤]到供電可靠性,應(yīng)急照明系統(tǒng)供電方案一如圖1所示,可在每個防火區(qū)間機房引入兩路400 V電源。動力照明總配電柜為所有三級負荷供電,從綜合管廊變電所接入一路普通電源。雙電源切換箱為所有二級負荷供電,從綜合管廊變電所接入兩路消防電源[8]。此外,應(yīng)急照明系統(tǒng)供電方案二如圖2所示,二級負荷也可以采用一路消防電源+EPS/UPS的供電方式,但此方案可靠性相對較低。

圖1 應(yīng)急照明系統(tǒng)供電方案一

圖2 應(yīng)急照明系統(tǒng)供電方案二

綜合管廊工程中供電單元一般按照防火區(qū)間進行劃分,一個配電機房為一個防火區(qū)間內(nèi)所有設(shè)備供電[9]。這樣設(shè)計供電單元同時也可以保證低壓供電線路的電壓降滿足規(guī)范要求。綜合管廊艙室的防火區(qū)間一般不超過200 m,即一個供電單元包括機房以及200 m左右的艙室。機房及艙室內(nèi)的應(yīng)急疏散照明由應(yīng)急照明集中電源供電,A型應(yīng)急照明燈具可采用功率9 W、電壓36 V的單管熒光燈或筒燈。GB 51309—2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》中規(guī)定,A型燈具配電回路的計算電流不應(yīng)大于6 A。19D702-7《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》中闡明了消防應(yīng)急燈具端子處的電壓偏差允許值為±20%額定電壓[4-7]。當以綜合管廊艙室的一個防火分區(qū)作為應(yīng)急照明的配電單元時,即配電單元長度為200 m左右,應(yīng)急照明回路計算電流、電壓損失可能超過規(guī)范要求。為滿足照度要求,應(yīng)急照明燈具在斷面寬度為3 m左右的艙室內(nèi)為6～10 m的間距布置。一個防火分隔內(nèi)應(yīng)急照明燈具總計算功率為180～300 W,回路計算電流為5.00～8.25 A。綜上所述,參考表1中的線路電壓降數(shù)據(jù),200 m的配電單元內(nèi),應(yīng)急照明回路長度宜為100 m。因此,采用應(yīng)急照明集中電源為左、右兩邊各100 m艙室內(nèi)的應(yīng)急照明燈具供電方案可以保證供電可靠性,設(shè)計人員需在機房兩側(cè)預(yù)留穿線孔洞。綜合管廊艙室應(yīng)急照明系統(tǒng)布線示意圖如圖3所示。

圖3 綜合管廊艙室應(yīng)急照明系統(tǒng)布線示意圖

3 集中控制系統(tǒng)方案

應(yīng)急照明控制系統(tǒng)的作用主要是接收火災(zāi)報警控制器或消防聯(lián)動控制器的信號,通過集中電源控制燈具應(yīng)急啟動。應(yīng)急照明控制器能接收、顯示、保持火災(zāi)報警控制器的火災(zāi)報警輸出信號;并能接收、顯示、保持其配接的燈具、集中電源或應(yīng)急照明配電箱的工作狀態(tài)信息[10]?；馂?zāi)確認后,應(yīng)急照明控制器應(yīng)能按預(yù)設(shè)邏輯手動、自動控制系統(tǒng)的應(yīng)急啟動。綜合管廊工程中一般配備專門的監(jiān)控中心和消防監(jiān)控平臺,設(shè)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等監(jiān)控系統(tǒng),統(tǒng)一監(jiān)控管理廊內(nèi)及機房的監(jiān)控與報警情況。為更有效地監(jiān)控應(yīng)急照明系統(tǒng)的運行情況、保證內(nèi)部環(huán)境安全,多數(shù)綜合管廊工程消防應(yīng)急燈具的控制方式采用集中控制型。應(yīng)急照明集中控制系統(tǒng)主要由控制主機、區(qū)域控制器和集中電源組成[11]。

以某綜合管廊工程為例,綜合管廊應(yīng)急照明集中控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

應(yīng)急照明集中控制系統(tǒng)實現(xiàn)總分架構(gòu),設(shè)備設(shè)置原則為:在監(jiān)控中心內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明集中控制器主機,集中顯示消防應(yīng)急照明系統(tǒng)工作狀態(tài);在部分進排風機房節(jié)點設(shè)置區(qū)域應(yīng)急照明控制器,集中控制該區(qū)域內(nèi)應(yīng)急照明集中電源;在配電單元節(jié)點設(shè)置集中控制A型集中電源為該單元內(nèi)應(yīng)急照明供電。應(yīng)急照明控制器主機與區(qū)域應(yīng)急照明控制器之間通信采用耐火單模四芯光纖。區(qū)域應(yīng)急照明控制器與集中電源、燈具之間采用通信總線NH-RVS,數(shù)據(jù)傳輸距離建議小于500 m。集中電源設(shè)置于綜合管廊的各配電單元內(nèi),通過多個回路的通信線和電源線與各個艙室、節(jié)點內(nèi)的應(yīng)急照明燈具連接。集中電源的供電方式如上所述。區(qū)域應(yīng)急照明控制器服務(wù)范圍需要考慮到所帶燈具監(jiān)控點位的限制以及布線的經(jīng)濟性,可與分變電所的供電范圍一致。

4 結(jié) 語

科學合理的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)是綜合管廊安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。本文對綜合管廊內(nèi)的應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)置原則、供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)方案進行了探討。綜合考慮經(jīng)濟性和合理性,本文提出了采用A型應(yīng)急照明燈具,以及集中電源、集中控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。該方案安全可靠,運維人員可以遠程集中監(jiān)控應(yīng)急照明系統(tǒng)的運行狀況。除了與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動開啟外,運維人員也可以遠程控制應(yīng)急照明系統(tǒng)的開啟。