應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及國內(nèi)外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的對比

王本彥

(青島沿海建筑設(shè)計(jì)有限公司，山東 青島 266000)

引言

《Emergency lighting》(CIE S 020/E:2007)[1](以下簡稱CIE標(biāo)準(zhǔn))和《 Lighting applications-Emergency lighting》(EN 1838:2013)[2]是國外應(yīng)急照明領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍的標(biāo)準(zhǔn)。 2022年5月，EN 1838標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布了《 Lighting applications-Emergency lighting》草案版(EN 1838:2022)[3](以下簡稱EN標(biāo)準(zhǔn))，較上一版，進(jìn)行了較大幅度的修訂。

本文將CIE標(biāo)準(zhǔn)、EN標(biāo)準(zhǔn)和我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)(含規(guī)范)中應(yīng)急照明設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對比、分析，對國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中的差異和矛盾，提出了觀點(diǎn)和看法。希望可以引進(jìn)國外標(biāo)準(zhǔn)中的新理念、新技術(shù)和新趨勢，對于符合我國實(shí)際情況并能指導(dǎo)實(shí)踐的加以學(xué)習(xí)和借鑒，以提高應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。

1 系統(tǒng)形式和術(shù)語

EN標(biāo)準(zhǔn)(圖1)、CIE標(biāo)準(zhǔn)(圖2)定義了應(yīng)急照明系統(tǒng)的組成形式，其術(shù)語含義及與我國標(biāo)準(zhǔn)中術(shù)語的關(guān)系如下：

(1)開敞區(qū)域照明：某些國家稱之為防恐慌照明(anti-panic lighting)，為避免人群恐慌并使之安全到達(dá)疏散走道而提供的照明。此術(shù)語對應(yīng)GB 50016—2014第10.3.1條規(guī)定的除樓梯間、疏散走道外應(yīng)設(shè)置疏散照明的場所，如前室、合用前室、人員密集的場所等[4]。

圖1 EN標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)急照明系統(tǒng)的形式Fig.1 Specific forms of emergency lighting in EN standard

(2)高危場所照明：為處于潛在危險之中(危險工序或危險情況)人員的安全提供的照明，使之可以正常完成停止程序(工序)以保障操作人員和建筑內(nèi)其他人員的安全。此術(shù)語對應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)中的安全照明，如生化實(shí)驗(yàn)、核物理實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)(搶救)室、游泳館高臺跳水區(qū)域、工業(yè)圓盤鋸等場所[5，6]。

圖2 CIE標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)急照明系統(tǒng)的形式[1]Fig.2 Specific forms of emergency lighting in CIE standard

國外項(xiàng)目技術(shù)要求中提出，廠房照明中25%的燈具應(yīng)為不間斷電源供電的安全照明，而國內(nèi)廠房設(shè)計(jì)中，易忽略安全照明。正常照明失效而未設(shè)安全照明的情況下，由于某些工藝設(shè)備或流水線的停機(jī)操作需要持續(xù)一段時間或人為完成操作流程，尤其是當(dāng)存在鍛造、切割、熱加工設(shè)備時，易造成安全事故。另外，國家標(biāo)準(zhǔn)要求高危場所安全照明的響應(yīng)時間為0.25 s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對其他場所的要求5 s[7]，從一個側(cè)面證明了高危場所安全照明設(shè)置的重要性。所以，建議從規(guī)范上明確工業(yè)廠房設(shè)置安全照明的細(xì)則。

(3)本地安全照明：非消防情況下主用電源故障時，為場所內(nèi)暫時停留(是否允許在室內(nèi)停留應(yīng)進(jìn)行安全風(fēng)險評估)的人員提供的照明。國家標(biāo)準(zhǔn)中，這種情況我們稱之為正常(非消防)備用照明。

綜上，雖然國標(biāo)同國外標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)急照明系統(tǒng)的組成架構(gòu)及術(shù)語上存在差異，但是就涵蓋的實(shí)質(zhì)內(nèi)容來說，國標(biāo)與國外標(biāo)準(zhǔn)是相同的。

2 照度檢測范圍

本節(jié)僅討論走道及樓梯間應(yīng)急照明照度值的檢測范圍(表1)。

表1 不同標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于疏散走道照明設(shè)計(jì)要求的差異[1,3,7]Table 1 Differences among EN, GB and CIE standard on requirements of escape route lighting

圖3 EN標(biāo)準(zhǔn)中疏散走道水平照度的要求Fig.3 Horizontal illuminance of escape routes in EN standard

圖4 CIE標(biāo)準(zhǔn)中疏散走道水平照度的要求Fig.4 Horizontal illuminance of escape routes in CIE standard

2.1 檢測寬度小于最小凈寬度的情況

最小凈寬度是火災(zāi)時為保障在場人員安全撤離，疏散路徑上的疏散門、走道、樓梯間等滿足疏散需要的寬度的最小值，火災(zāi)時人員通過此最小寬度來疏散，故此最小凈寬度區(qū)域內(nèi)應(yīng)急照明的照度值等指標(biāo)均應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)，而按照EN、CIE、GB標(biāo)準(zhǔn)(方法A或方法B)確定的應(yīng)急照明最小照度檢測范圍均存在檢測寬度小于最小凈寬度的情況，這種情況是不安全的。

例如，某住宅建筑，疏散樓梯凈寬度為1.16 m，按方法A和方法B照度檢測的寬度分別為0.16 m和0.58 m，但該建筑疏散樓梯最小凈寬度為1.1 m。

此外，由于行進(jìn)中的擺幅和空隙，疏散時每股人流寬度應(yīng)按0.55 m+(0～0.15)m，并不應(yīng)少于2股人流[8]，當(dāng)檢測寬度不能滿足2股人流寬度要求，也是不安全的。

2.2 檢測范圍的合理表述

為避免上述情況， 建議更為合理地表述為，疏散走道上應(yīng)急照明照度的檢測范圍應(yīng)符合以下規(guī)定：

(1)當(dāng)走道凈寬度不大于2 m時，檢測范圍為走道中心線兩側(cè)且寬度不小于走道寬度一半的范圍內(nèi)；(2)當(dāng)走道凈寬度大于2 m時，檢測范圍為除邊緣0.5 m寬的范圍內(nèi)；(3)任何情況下，檢測寬度不應(yīng)小于建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中的該建筑物的最小凈寬度。

2.3 DIAlux計(jì)算不同檢測寬度下的照度

以疏散走道(非人員密集)為例，走道凈寬度d為3.5 m，凈長度60 m，高度3.5 m，頂墻地反射比分別為70%、50%、20%， A型應(yīng)急照明燈(3 W/326 lm)單排居中均布，安裝高度3.5 m。驗(yàn)證步驟：

②將檢測寬度設(shè)置為全寬“d”，即3.5 m，其他條件均不變，再次運(yùn)行計(jì)算。

③得到兩種情況下的照度值(表2)和偽色圖(圖5)，可以看出，兩種情況下的照度值均滿足規(guī)范要求。

表2 不同檢測寬度下應(yīng)急照明照度對比Table 2 Illuminance of emergency lighting at different testing widths

3 照度均勻度與測量

實(shí)際測量照度均勻度時，需要將測量區(qū)域劃分為方形的網(wǎng)格，分別測量每個網(wǎng)格上的照度值，得到均勻度。關(guān)于網(wǎng)格尺寸的取值方法，GB、EN、CIE標(biāo)準(zhǔn)有差別。

3.1 EN標(biāo)準(zhǔn)和CIE標(biāo)準(zhǔn)——計(jì)算法

采用近似正方形的網(wǎng)格，網(wǎng)格單元的長寬比應(yīng)在0.5～2之間， 最大網(wǎng)格尺寸p(m)應(yīng)為：

p=0.2×5lgd且p≤10

(1)

式中，若長比寬<2，則d為測量區(qū)域的長邊；若長比寬≥2，則d為測量區(qū)域的短邊[9]。

如：測量區(qū)域?yàn)? m×12 m，網(wǎng)格尺寸計(jì)算為：

p=0.2×5lgd=1.136m

長邊方向?yàn)?0.56≈11格，短邊方向?yàn)?.04≈7格，網(wǎng)格系統(tǒng)尺寸為1.143 m×1.091 m。

3.2 GB標(biāo)準(zhǔn)——定值法

GB/T 5700—2008也給出了網(wǎng)格尺寸的取值方法，相較CIE標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算法，GB/T 5700—2008給出的網(wǎng)格尺寸均是固定值，即0.5 m×0.5 m、1 m×1 m等[10]。按固定尺寸分割，達(dá)不到固定尺寸邊緣區(qū)域的照度值就無法被檢測，從而造成了應(yīng)測照度值的缺失，而最小照度值往往出現(xiàn)在邊緣，進(jìn)而造成均勻度測量不準(zhǔn)確的情況。

綜上，就網(wǎng)格尺寸的取值方法來說，EN和CIE標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)謹(jǐn)。

4 失能眩光的限制措施

對于應(yīng)急疏散走道照明，燈具和環(huán)境的亮度(明暗)反差可產(chǎn)生失能眩光，它使人目眩，降低可見度，妨礙障礙物和標(biāo)識的正常觀察，應(yīng)采取限制措施。

EN和CIE標(biāo)準(zhǔn)的眩光限制措施為限制圖示陰影區(qū)域1的燈具發(fā)光強(qiáng)度(圖6、圖7、表3)。

圖6 地面是水平面的應(yīng)急疏散走道[3]Fig.6 Horizontal level escape routes

圖7 其他應(yīng)急疏散走道和區(qū)域(非水平面)[3]Fig.7 Other escape routes and areas

表3 失能眩光限值[3]Table 3 Disability glare limits

GB標(biāo)準(zhǔn)目前未對應(yīng)急燈具的發(fā)光強(qiáng)度做出限制，而是規(guī)定，應(yīng)急燈安裝在走道側(cè)墻時應(yīng)符合：①高度不應(yīng)在距地面1～2 m；②距地1 m以下時，光線應(yīng)照射在燈具水平線以下[7]。

限制眩光的本質(zhì)和關(guān)鍵在于限制燈具發(fā)光強(qiáng)度，控制安裝高度和照射角可以有效限制眩光，但不能從根源上解決問題。所以，建議從標(biāo)準(zhǔn)層面限制燈具發(fā)光強(qiáng)度。

5 重點(diǎn)部位和特殊場所

5.1 重點(diǎn)部位

5.1.1 有高度變化的部位

EN標(biāo)準(zhǔn)中，樓梯、坡道、臺階、自動扶梯等部位，應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明[3]。

工程設(shè)計(jì)中，臺階易被忽略，其上方應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明燈具(圖8)。對于自動扶梯，扶梯上的人員需要安全撤離，不在扶梯上的人員應(yīng)避開它，每級踏步照度值均應(yīng)≥1 lx。

5.1.2 消防設(shè)施附近

EN標(biāo)準(zhǔn)中，消防設(shè)備附近為重點(diǎn)部位，應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明和自發(fā)光型標(biāo)志，表面垂直照度應(yīng)≥5 lx(圖8)[3]。

圖8 應(yīng)急照明設(shè)置的重點(diǎn)部位Fig.8 Example of points of emphasis

國內(nèi)項(xiàng)目中很少如此設(shè)置，相反，消火栓箱與裝飾材料同色或?qū)⑾潴w隱藏在飾面內(nèi)的情況很多，應(yīng)予以重視，并可借鑒EN標(biāo)準(zhǔn)中的做法。

5.2 特殊場所

5.2.1 衛(wèi)生間和更衣室

EN標(biāo)準(zhǔn)中以下場所應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明：(1)總建筑面積大于8 m2或小于8 m2且無自然采光的衛(wèi)生間；(2)無障礙衛(wèi)生間、衛(wèi)生間內(nèi)的淋浴間及更衣間、帶有嬰兒換衣臺的衛(wèi)生間[3]。GB標(biāo)準(zhǔn)中未有要求，從對殘疾人和兒童關(guān)愛角度出發(fā)，這些場所內(nèi)應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明。

5.2.2 游泳池

EN標(biāo)準(zhǔn)中，泳池下列部位應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明：(1)水面；(2)泳池周圍人員交通流線范圍內(nèi)的地面；(3)通往跳水板或水槽的走道[3]。

我國規(guī)范JGJ 354—2014規(guī)定，體育建筑中觀眾席和比賽場地應(yīng)設(shè)置安全照明，水平照度不低于20 lx，兼具保障人身安全、利于人員疏散和防止恐慌的功能。但非體育建筑中的泳池常常被忽視，如別墅、會所、健身房等場所的泳池，當(dāng)正常照明失效時，易發(fā)生恐慌危及人身安全，這種情況下有必要設(shè)應(yīng)急照明。

6 消防應(yīng)急標(biāo)志燈具

消防應(yīng)急標(biāo)志燈的設(shè)計(jì)，本質(zhì)和核心要求在于滿足可視性，用EN標(biāo)準(zhǔn)中新增的術(shù)語來說就是“identifiability”[3]。它有三層含義，一是看得見，二是看得清，三是看的對?！翱吹靡姟币髽?biāo)志燈足夠醒目、位置合適、尺寸得當(dāng)、顏色(安全色和對比色)和圖案滿足國家規(guī)范，“看得清”要求標(biāo)志燈具有足夠的表面亮度、垂直照度、亮度對比度等，“看的對”要求指示標(biāo)識方向正確、安全出口位置設(shè)置正確。

6.1 需外部照明的標(biāo)志燈具和自發(fā)光標(biāo)志燈具

需外部照明的標(biāo)志燈具(externally illuminated sign)[3]，自身不帶光源，依靠就近的應(yīng)急照明燈來照亮其表面，起到指示標(biāo)志的作用。國標(biāo)中也有這種產(chǎn)品，在GB 15630—1995第6.10.4.1條曾提到過該類型燈具[11]，但國內(nèi)的消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中并不認(rèn)可。

與其對應(yīng)的是自發(fā)光標(biāo)志燈具(internally illuminated sign)[3]，國內(nèi)平時見到的疏散標(biāo)志燈(除了蓄光型標(biāo)識)，均為自發(fā)光型。

6.2 安裝間距

GB標(biāo)準(zhǔn)中，方向標(biāo)志燈的安裝間距取決于兩個因素：(1)標(biāo)志燈的大??；(2)標(biāo)志面與疏散方向的關(guān)系(平行或垂直)。根據(jù)以上兩個因素，給出了安裝間距的限值[7]。

EN標(biāo)準(zhǔn)則根據(jù)標(biāo)志燈的高度計(jì)算出可視距離(僅適用于標(biāo)志面垂直疏散方向的情況)，從而決定安裝間距(圖9)，最大可視距離計(jì)算為：

l=z×h

(2)

式中：l為可視距離(m)；z為常量，當(dāng)為自發(fā)光標(biāo)志燈時取200，當(dāng)為需外部照明的標(biāo)志燈具時取100；h為標(biāo)志燈高度(m)[3]。

圖9 安全標(biāo)志燈的最大可視距離Fig.9 Maximum viewing distance of escape route safety signs

此外，國外在標(biāo)準(zhǔn)中和實(shí)際應(yīng)用中都優(yōu)先使用標(biāo)志面與疏散方向垂直的標(biāo)志燈(以下簡稱垂直型標(biāo)志燈)，即使是側(cè)墻壁裝，對于標(biāo)志面與疏散方向平行的標(biāo)志燈(以下簡稱平行型標(biāo)志燈)也較少使用，而是選用正對觀察方向的壁裝產(chǎn)品附件(圖10)。

圖10 安全標(biāo)志燈的側(cè)墻安裝支架Fig.10 Side wall mounting kit for safety signs

而國內(nèi)，雖然標(biāo)準(zhǔn)中要求標(biāo)志燈的標(biāo)志面宜與疏散方向垂直[7]，但就具體實(shí)施，尤其是疏散走道，平行型標(biāo)志燈的數(shù)量要遠(yuǎn)大于垂直型標(biāo)志燈。

事實(shí)上，垂直型與平行型標(biāo)志燈指示方向的視覺效果差別很大。垂直型標(biāo)志燈更符合觀察習(xí)慣，其醒目程度和辨識度顯著優(yōu)于平行型標(biāo)志燈。

若能從“可視性”角度出發(fā)，優(yōu)先采用垂直型標(biāo)志燈，弱化平行型標(biāo)志燈，非但不會降低疏散指示系統(tǒng)的安全性，反而可以通過減少一定數(shù)量的壁裝平行型標(biāo)志燈來降低工程造價，還可以使走道兩側(cè)更加簡潔。

6.3 安裝高度

EN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)條件允許時，標(biāo)志燈下沿應(yīng)距地2～3 m(高裝)，當(dāng)有儲煙設(shè)施時，標(biāo)志燈應(yīng)在儲煙設(shè)施以下；對于高大空間，標(biāo)志燈的可視性不應(yīng)受障礙物影響，安裝高度應(yīng)在障礙物以上，從最大可視距離處觀察標(biāo)志燈，水平視線偏移角不應(yīng)大于20°(圖11)[3]。

圖11 最大可視距離和偏移角Fig.11 Maximum viewing distance and angle of displacement

GB標(biāo)準(zhǔn)與EN標(biāo)準(zhǔn)的對比分析(僅限于疏散走道，不含大空間)：

(1)GB標(biāo)準(zhǔn)以有煙霧的情況作為安裝的基準(zhǔn)條件，故規(guī)定側(cè)墻標(biāo)志燈距地面應(yīng)<1 m(低裝)[7]。主要考慮應(yīng)急管理部消防救援局的相關(guān)自救建議：①有煙霧時，為避免有害煙氣吸入，采用彎腰、蹲姿或匍匐姿勢，低處便于觀察；②煙氣上升易造成高處標(biāo)志燈被遮擋。

EN標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)志燈高裝主要考慮：①多股人流同時疏散時，低裝的平行型標(biāo)志燈易受遮擋；②煙霧形成、擴(kuò)散、充滿儲煙倉直至影響到疏散標(biāo)志的可視性需要一定的時間，而人員疏散發(fā)生在火災(zāi)初期，此時可視性因素相對于煙霧遮擋因素而言更重要。

綜上，關(guān)于標(biāo)志燈安裝高度，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)存在分歧，應(yīng)結(jié)合各國實(shí)際情況綜合決斷。

(2)關(guān)于煙氣對應(yīng)急燈和指示標(biāo)志燈安裝高度的影響，CIE標(biāo)準(zhǔn)中，考慮煙氣影響時，燈具距頂棚安裝高度至少為0.5 m[1]，即考慮了煙層厚度。

GB標(biāo)準(zhǔn)中，結(jié)合 “儲煙倉厚度”的要求，可采取如下措施：①當(dāng)條件允許時，燈具安裝高度宜在儲煙倉以下；②加強(qiáng)燈具表面亮度和發(fā)光強(qiáng)度。

此外，按GB 51309—2018規(guī)定，大型標(biāo)志燈不宜超過6 m[7]， 且GB 50116—2013第12.4.3條，條文說明中解釋了“不宜超過6 m”的原因，即“煙氣在6～7 m處開始出現(xiàn)分層現(xiàn)象”[12]，這也是規(guī)范中考慮煙氣影響的體現(xiàn)。

(3)關(guān)于最大視距和偏移角，GB 15630—1995第6.7條也有規(guī)定，與EN標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別在于最大偏移角為15°[11]，要求相對更保守。

7 自適應(yīng)應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)(AEELS)

該系統(tǒng)在EN 標(biāo)準(zhǔn)中首次提出，是升級版的智能疏散指示系統(tǒng)。燈具采用復(fù)合型燈具(圖12)，可改變疏散指示方向，也可在應(yīng)急情況下調(diào)節(jié)燈具的表面亮度和達(dá)到的照度值。

圖12 消防應(yīng)急照明標(biāo)志復(fù)合燈具Fig.12 Emergency lighting and indicating luminaire

(1)關(guān)于可改變方向的指示標(biāo)志(我國稱之為智能疏散指示系統(tǒng))，GB標(biāo)準(zhǔn)和EN標(biāo)準(zhǔn)對其看法有本質(zhì)區(qū)別。

GB標(biāo)準(zhǔn)并不認(rèn)可此種產(chǎn)品。在國標(biāo)中，可變方向的標(biāo)志燈僅用于兩種情況：①需借用相鄰防火分區(qū)疏散時；②采用不同疏散預(yù)案的隧道、地鐵等場所。其他情況，均設(shè)單方向指示標(biāo)志[7]。

EN標(biāo)準(zhǔn)則認(rèn)為， AEELS系統(tǒng)可增強(qiáng)緊急情況下的有效性，便于滅火和救援。

(2)目前，AEELS系統(tǒng)中亮度和照度可變的應(yīng)急燈僅是概念產(chǎn)品，但是由于其在火災(zāi)情況下，可減輕煙霧影響，值得推廣和普及。

8 結(jié)語

任何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都不能脫離空間和時間的外部條件， 包括國情、文化、科研、認(rèn)知、年代等，以上種種不同造成了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異，要用尊重和包容的態(tài)度對待這種差異，從發(fā)掘和學(xué)習(xí)的視角來審視這種差異，從實(shí)踐和應(yīng)用的角度去利用這種差異。差異中也存在著共性，即認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、思考問題的全面化、細(xì)節(jié)落實(shí)的精細(xì)化和對真理的執(zhí)著追求，這是值得每一位工程技術(shù)人員秉承和堅(jiān)守的正義。