地鐵車站消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

蔡 恒

(華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210000)

0 引 言

隨著近年來城市的人口規(guī)模逐年加大，而地鐵作為出行的交通工具之一，地鐵車站客流也保持著逐年增長的趨勢，因此類似地鐵這種封閉空間內(nèi)如何設(shè)計(jì)好消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)是動力照明設(shè)計(jì)重中之重。

1 消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)架構(gòu)

地鐵車站消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)通常采用集中控制型系統(tǒng)(參考GB 51309條款3.1.2)，其系統(tǒng)由應(yīng)急照明控制器，應(yīng)急照明集中電源以及消防應(yīng)急燈或疏散指示標(biāo)志組成。

位于架構(gòu)頂層的應(yīng)急照明控制器設(shè)置于車站控制室內(nèi)，電源取自該區(qū)域的消防配電箱(參考GB 51309條款3.3.7)，并與FAS/BAS/通信專業(yè)預(yù)留相關(guān)接口，通過通信干線與各區(qū)域內(nèi)的集中電源聯(lián)系，對系統(tǒng)實(shí)施組織、協(xié)調(diào)、管理的任務(wù)，并可按照預(yù)設(shè)的邏輯和時序控制來指示應(yīng)急燈及疏散指示的工作狀態(tài)；位于架構(gòu)中層的集中電源箱通常設(shè)置于內(nèi)有氣滅房間(如照明配電室或環(huán)控電控室)，電源取自該區(qū)域的消防配電箱，此外通常還有正常照明配電箱的饋線回路作為市電檢測信號與集中電源相連，當(dāng)發(fā)生緊急情況下，400 V切斷正常照明配電箱后集中電源會檢測到信號掉電，從而開啟集中電源點(diǎn)亮應(yīng)急燈具及疏散指示。集中電源系統(tǒng)位于架構(gòu)底層的消防應(yīng)急燈及疏散指示燈通常采用A型直流36 V燈具，設(shè)置在設(shè)備區(qū)車控室，弱電通信機(jī)房，照明配電室，環(huán)控電控室，環(huán)控機(jī)房，風(fēng)道，樓梯間，公共區(qū)等區(qū)域。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 根據(jù)不同位置確定燈具選型及布置

照度要求：地鐵應(yīng)急照明的照度要求目前有以下5本規(guī)范涉及(GB 50016/GB 51298/GB 16275/GB 51309/GB 51348)，綜合對比后其本質(zhì)并無較大差別，通常建議參考51309執(zhí)行相關(guān)照度要求。具體照度對比值詳見表1。

表1 各規(guī)范照度對比值 單位：Lx

燈具選型：根據(jù)地鐵土建條件，吊頂安裝高度等因素，應(yīng)急燈具照明安裝高度一般在小于3 m，除特殊房間如消防泵房，污水泵房，廢水泵房采用三防型燈具外，其余房間采用5 w或10 w壁裝/吸頂安裝；疏散指示按照轉(zhuǎn)角不大于1 m，直線不大于10 m設(shè)計(jì)。以上選型是基于滿足房間照度要求后，考慮日后維護(hù)成本，一次造價后通常選用的選型方案。

燈具布置：燈具及疏散指示應(yīng)分別在滿足疏散照度和最短路徑疏散布置，值得注意的是，借用防火分區(qū)疏散，在借用區(qū)域設(shè)雙向疏散指示，按最短路徑和避險(xiǎn)原則疏散，即有防火分區(qū)間隔區(qū)域的門體上方需要設(shè)置采用帶“出口指示/禁止入內(nèi)”功能，即任意一個防火分區(qū)發(fā)生緊急情況，視情況允許/禁止借用相鄰防火分區(qū)進(jìn)行疏散，如圖1所示。

圖1 防火分區(qū)間隔區(qū)域疏散指示布置圖

在走廊的消防疏散樓梯口應(yīng)懸掛垂直與疏散口方向垂直的應(yīng)急標(biāo)志燈。

疏散樓梯內(nèi)應(yīng)布置樓梯樓層指示標(biāo)志燈(參考GB 51309條款3.2.10)，如圖2所示。

圖2 疏散樓梯應(yīng)急照明及疏散指示布置圖

風(fēng)道內(nèi)應(yīng)順著疏散方向在路過的每道門體上方均應(yīng)布置疏散指示及應(yīng)急照明燈等，這幾處地方往往容易在設(shè)計(jì)中疏漏。

2.2 根據(jù)集中電源容量確定回路

根據(jù)防火分區(qū)劃分回路：在燈具連線中除了在同一個房間內(nèi)的燈具需在一個回路以及集中電源單根饋線容量不超過6A外，也應(yīng)當(dāng)注意防火分區(qū)的影響，特別是站廳大端風(fēng)道與設(shè)備區(qū)是兩個防火分區(qū)(防火分區(qū)三與防火分區(qū)四)的情況應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電回路；此外，GB 51309中3.3.3.5條款規(guī)定“配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發(fā)電機(jī)房等發(fā)生火災(zāi)時仍需工作的值守的區(qū)域和相關(guān)疏散通道，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電回路?！币矐?yīng)當(dāng)按要求執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。

電纜選型：集中電源饋線較為成熟有兩線制和四線制，四線制系統(tǒng)架構(gòu)是在通信二總線的基礎(chǔ)上增加獨(dú)立的直流電源線；二線制是將直流電流和通信信號合并在一組線纜上，同時進(jìn)行電能和通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，通過一組雙絞線電纜即可實(shí)現(xiàn)線路設(shè)備的正常運(yùn)行及啟動需求。雖然在管線成本及人工成本方面二線制優(yōu)于四線制，但在GB 51309中3.6.3條款規(guī)定“集中電源或應(yīng)急照明配電箱與燈具的通信中斷時，非持續(xù)型燈具的光源應(yīng)應(yīng)急點(diǎn)亮、持續(xù)型燈具的光源應(yīng)山節(jié)電點(diǎn)亮模式轉(zhuǎn)入應(yīng)急點(diǎn)亮模式”。一旦兩線制燈具的通信線斷掉，供電也難以提供，該功能將無法實(shí)現(xiàn)。因而二線制可能無法完備地滿足GB 51309的要求。各地的地鐵主流采用的四線制模式。

四線制電源線采用低煙無鹵阻燃耐火B(yǎng)級軟電線(WDZBN-BYJ-)，通信線采用低煙無鹵信號屏蔽電纜(WDZBN-RYJSP-)，線徑根據(jù)傳輸距離與功率綜合考慮選型，電源線與通信線穿鍍鋅鋼管共管敷設(shè)。

集中電源容量：每個集中電源容量配備有8個回路，每個回路不超過6A，單個回路容量為P=6×36=216 W，單個集中電源額定容量為P額=216×8=1 728 W，考慮到目前的LED燈都是采用恒功率供電方式，端電壓下降，則會自動增大電流，基于此原因要求回路配接燈具的額定功率不大于回路額定功率的80%，此要求也變相明確了回路末端的最大電壓降允許值為20%，因此實(shí)際容量按0.8倍的額定容量考慮為1 382 W。且地鐵車站一般以車站中心為界，從配電箱至燈具末端長度一般不超過300 m，因此在小端燈具不多的情況下，廠家一般會提供0.5 kW及1 kW兩種規(guī)格供選擇，設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮末端燈具用電需求合理的選擇集中電源容量，避免造成浪費(fèi)。

3 消防應(yīng)急設(shè)計(jì)中易出問題的幾點(diǎn)理解

(1)配電室、消防控制室等發(fā)生火災(zāi)仍需工作、值守區(qū)域，未設(shè)置應(yīng)急照明燈或備用照明的問題。

根據(jù)GB 51309第3.2.5及3.8.1條款規(guī)定，配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發(fā)電機(jī)房、消控室等發(fā)生火災(zāi)時仍需工作、值守的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明燈，疏散照明和疏散指示。

重要房間不僅要布置應(yīng)急燈具，在面積較大時應(yīng)在每個出入口布置出口標(biāo)志燈，且在房間過大時可增設(shè)疏散箭頭指示燈。

(2)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51348—2019第13.6.1條:每一回路應(yīng)急照明燈具不宜超過25盞;與《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 51309—2018第3.3.5條60盞沖突的問題。

GB 51348中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每一回路燈具數(shù)量，主要是為滿足導(dǎo)線線徑、供電半徑及線路壓降合理要求。在線路壓降要求的前提下，可以根據(jù)所用消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)要求，適當(dāng)增加每一回路燈具數(shù)量。

(3)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2014(2018版)第10.3.6條，在疏散走道和主要疏散路徑的地面上增設(shè)能保持視覺連續(xù)的燈光疏散指示標(biāo)志或蓄光疏散指示標(biāo)志;《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 51309—2018第3.2.1條2款，不應(yīng)采用蓄光型指示標(biāo)志替代消防應(yīng)急標(biāo)志燈具，保持視覺連續(xù)是否不能采用蓄光疏散指示標(biāo)志的問題。

GB 50016與GB 51309均是現(xiàn)行有效的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但在GB 51309第3.2.1條的條文解釋中對不能采用蓄光型標(biāo)志牌替代標(biāo)志燈的原因作了如下解釋：蓄光型標(biāo)志牌是利用儲能物質(zhì)吸收環(huán)境照度發(fā)光的產(chǎn)品，表面亮度較低，且亮度的衰減較快。一般很難保證設(shè)置場所的日常照度始終達(dá)到蓄光型標(biāo)志牌儲能所需的照度條件，從而很容易導(dǎo)致在火災(zāi)條件下其標(biāo)志的亮度根本無法引起疏散人員的視覺反應(yīng)，無法有效發(fā)揮其疏散指示導(dǎo)引的作用，因此不能釆用蓄光型標(biāo)志牌替代標(biāo)志燈。

因此設(shè)計(jì)應(yīng)注意:需在疏散走道和主要疏散路徑的地面上増?jiān)O(shè)能保持視覺連續(xù)的疏散指示標(biāo)志時，該疏散指示標(biāo)志應(yīng)釆用燈光疏散指示標(biāo)志。此外，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 51348—2019第13.2.3條3款規(guī)定，當(dāng)?shù)孛嫔显O(shè)置能保持視覺連續(xù)的疏散指示標(biāo)志時，蓄光疏散標(biāo)志只能作為燈光疏散指示標(biāo)志的補(bǔ)充。

(4)關(guān)于集中電源和應(yīng)急照明配電箱設(shè)置數(shù)量問題

GB 51309第3.3.8條款2中解釋要按防火分區(qū)劃分情況設(shè)置集中電源，在第3.3.7條款2，2)中說明“人員密集場所，每個防火分區(qū)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的應(yīng)急照明配電箱;非人員密集場所，多個相鄰防火分區(qū)可設(shè)置一個共用的應(yīng)急照明配電箱”在地鐵中設(shè)備區(qū)雖然屬于非人員密集區(qū)，但是考慮到應(yīng)急照明配電箱的電源可能是從二級或三級配電箱引過來的，加上自身這一級，對末端設(shè)備來說就是第三級或第四級配電了，此時供電可靠性較低，不建議將多個相鄰防火分區(qū)共用一個應(yīng)急照明配電箱。應(yīng)急照明配電箱的電源為兩路不同電源組成的一級負(fù)荷，則理解可以共用應(yīng)急照明配電箱。同理，由于集中電源配電箱的電源除來自消防負(fù)荷配電箱外，還內(nèi)置了蓄電池，可靠性非常高，對末端設(shè)備來說，可以認(rèn)為是第一級配電，因此在相鄰的幾個防火分區(qū)也可以共用一個集中電源。

4 結(jié) 語

消防應(yīng)急照明設(shè)計(jì)是電氣設(shè)計(jì)過程中極為重要的一環(huán)，不僅關(guān)系著消防驗(yàn)收是否能審核通過，更關(guān)系著緊急情況下人員能否安全疏散，GB 51309自實(shí)施以來，在地鐵電氣設(shè)計(jì)中廣泛的傳播并應(yīng)用到圖紙中，設(shè)計(jì)過程應(yīng)及時注意與各專業(yè)的溝通并充分核算照度與疏散方向，深入理解條文，以確保圖紙合規(guī)，合理的完成。