消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

吳 迪

（呼和浩特市消防救援支隊(duì)，呼和浩特 010010）

1 消防應(yīng)急照明的基本分類

近年來(lái)，隨著各類構(gòu)筑物和建筑物的不斷增多，防火問題也隨之產(chǎn)生。在發(fā)生火情時(shí)，如果沒有正確地使用滅火設(shè)備，或者滅火設(shè)備發(fā)生故障，會(huì)極大影響到救火和疏散效果。火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)比較復(fù)雜，涉及系統(tǒng)控制、配電系統(tǒng)、參數(shù)選擇等多個(gè)環(huán)節(jié)[1]。在設(shè)計(jì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按照國(guó)家的消防標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行。消防應(yīng)急照明是在緊急情況下，用作逃生照明的燈光，以保證人們?cè)谔由鷷r(shí)的人身安全。按照其使用場(chǎng)合及性能特征，其可劃分為如下類型。

1）疏散指示燈。以指示逃生路線及逃生通道為目的，一般選用綠色或白色的 LED，并附有對(duì)應(yīng)的字符或標(biāo)志。

2）應(yīng)急燈光。在發(fā)生斷電或火警等突發(fā)事件時(shí)，為撤離及營(yíng)救工作提供燈光。此類照明設(shè)備一般使用小功率高亮度照明，如發(fā)光二極管或應(yīng)急照明熒光管。

3）緊急燈光供電。為滅火時(shí)的緊急燈光供電，一般使用的是電池或者柴油發(fā)電機(jī)作為后備供電，以確保燈具在斷電或者其他條件下仍能工作。

4）防爆緊急燈。適用于有易燃、易爆等危險(xiǎn)品的場(chǎng)合，為防止由于其自身而引起的火情或爆炸物，需對(duì)其進(jìn)行防爆處理。

2 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的主要類型

2.1 集中控制型和非集中控制型系統(tǒng)

集中控制型系統(tǒng)具有緊急照明控制器，可以實(shí)現(xiàn)模塊的集中控制。隨著我國(guó)構(gòu)筑物和建筑物整體智能程度的不斷提升，集中控制型系統(tǒng)逐步得到推廣。它可以應(yīng)用在高檔小區(qū)、綜合建筑體等領(lǐng)域，對(duì)集中電源、燈具及配電回路的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，從而達(dá)到減少照明能耗，進(jìn)行集中管理的目的。集中控制型系統(tǒng)由于其投資低，管理復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，也受到廣大房地產(chǎn)開發(fā)商和中小型項(xiàng)目的青睞。

2.2 集中電源系統(tǒng)和自動(dòng)蓄電池系統(tǒng)

當(dāng)前，最常見的蓄電池供電方法有兩種：一種是單獨(dú)供電，也就是每個(gè)應(yīng)急照明燈具都有自己的電池；另一種是集中式供電，指的是在發(fā)生火災(zāi)沒有攜帶蓄電池的情況下，使用特殊的集中蓄電池（安裝在應(yīng)急照明配電裝置上）來(lái)進(jìn)行供電。該自備式電池組供電方式的優(yōu)勢(shì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)問題，只會(huì)對(duì)燈具自身造成沖擊，而不會(huì)對(duì)整體造成沖擊；布線簡(jiǎn)便，電線鋪設(shè)不需進(jìn)行消防保護(hù)；在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，使用的是電瓶供電（一般不大于12 V），比較保險(xiǎn)[2]。而集中蓄電池電源具有：維修和管理方便，照明設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。當(dāng)前，伴隨著消防應(yīng)急照明技術(shù)的發(fā)展，這兩種燈光技術(shù)都可以用科技手段來(lái)克服各自的不足。如：智能化地緊急照明系統(tǒng)，可有效解決防火燈自身攜帶的電瓶檢查和維修的難題；利用設(shè)置自帶檢測(cè)功能，集中式蓄電池電源系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)傳送電源信息，在集中蓄電池電源出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，或者將其與計(jì)算機(jī)管理中心進(jìn)行通信，這樣可以有效避免因故障導(dǎo)致的大面積范圍應(yīng)急照明失效問題，從而減少對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的沖擊。也正因?yàn)檫@兩種方法都有其優(yōu)劣之處，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者必須結(jié)合具體的環(huán)境條件，選擇合適的方案，才能確保在遇到火災(zāi)時(shí)的安全。

3 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

3.1 設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)安全出口位置、火災(zāi)出現(xiàn)位置等情況，及時(shí)開啟消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，為疏散人群提供逃生道路和所需照明，從而避免人員傷亡。目前，由于消防應(yīng)急照明技術(shù)的發(fā)展，使各種燈光技術(shù)在保持自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，可以利用對(duì)應(yīng)的燈光技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充[3]。比如，集中控制型系統(tǒng)能解決自備式燈具的維護(hù)和檢測(cè)困難；集中電源型系統(tǒng)可以通過(guò)新增的內(nèi)部檢測(cè)功能來(lái)傳遞電源動(dòng)態(tài)信息，當(dāng)遇到電源、電池問題時(shí)，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行聲光通信與聲光預(yù)警，并將其向中心管理系統(tǒng)反饋，避免因應(yīng)急照明系統(tǒng)故障而造成照明燈具大范圍失效的現(xiàn)象發(fā)生，從而極大地降低應(yīng)急照明系統(tǒng)整體受到的影響。因此，在進(jìn)行消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)防火燈具的具體情況，發(fā)揮其各自優(yōu)勢(shì)，以確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)的人身安全。

3.2 科學(xué)選擇系統(tǒng)控制方法

3.2.1 非集中控制型系統(tǒng)所用的控制方法

當(dāng)燈光由集中電源提供動(dòng)力時(shí)，如遇著火，則須人工操縱中央電源，將集中電源轉(zhuǎn)換為蓄電池輸出方式，并可控制與之相匹配的燈光在緊急情況下照明；在該區(qū)域設(shè)有消防系統(tǒng)，當(dāng)集中供電系統(tǒng)收到消防警報(bào)后，會(huì)將消防系統(tǒng)的工作狀態(tài)切換到電池輸出狀態(tài)，并將所有的應(yīng)急燈光全部打開。當(dāng)一個(gè)燈具由自己攜帶的電池提供電源時(shí)，在出現(xiàn)火情時(shí)，必須進(jìn)行人工操作，關(guān)閉緊急照明配電箱電源，并將與它相連的全部燈具轉(zhuǎn)換為電池狀態(tài)，使其發(fā)光；設(shè)有消防系統(tǒng)的地方，當(dāng)消防系統(tǒng)中的應(yīng)急照明配電箱收到消防系統(tǒng)的信號(hào)時(shí)，會(huì)在第一時(shí)間關(guān)閉主電源，使燈光進(jìn)入到蓄電池狀態(tài)并點(diǎn)亮[4]。所以，在燈具自帶電源的非集中控制型系統(tǒng)中，應(yīng)急照明配電箱必須具有接受聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)的能力，可以在第一時(shí)間切斷供電電源，使照明燈具處于緊急狀況。根據(jù)我國(guó)有關(guān)火災(zāi)和消防的法規(guī)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)急照明系統(tǒng)必須迅速地進(jìn)入應(yīng)急狀況，而應(yīng)急照明配電箱則必須通過(guò)強(qiáng)啟斷電進(jìn)入應(yīng)急狀況。

3.2.2 集中控制型系統(tǒng)所采用的控制方法

通常情況下，集中控制型系統(tǒng)要利用主電源給燈具供電，在主電源斷電后，集中電源應(yīng)與配接的應(yīng)急照明燈進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，同時(shí)，指示標(biāo)志燈也由節(jié)電模式切換到應(yīng)急點(diǎn)亮模式。緊急情況下，照明設(shè)備的連續(xù)照明不能大于30 min，當(dāng)系統(tǒng)的總供電停止后，照明設(shè)備將重新回到原來(lái)的工作狀態(tài)。消防證實(shí)后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的邏輯，緊急情況下，由人工或自動(dòng)化控制。消防報(bào)警控制器的消防報(bào)警輸出信號(hào)作為系統(tǒng)自動(dòng)緊急啟動(dòng)的觸發(fā)信號(hào)，當(dāng)應(yīng)急照明控制器在收到消防信號(hào)之后，會(huì)對(duì)全部的應(yīng)急照明燈進(jìn)行緊急點(diǎn)亮，從而讓指示標(biāo)志燈從節(jié)電模式過(guò)渡到緊急點(diǎn)亮模式[5]。在正常情況下，集中供電維持主機(jī)的工作狀態(tài)，當(dāng)主機(jī)停電時(shí)，則會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入到蓄電池工作狀態(tài)。另外，在緊急情況下，只需人工操縱，即可進(jìn)行緊急啟動(dòng)。集中電源的供電范圍包括了其所處的樓層以及相同防火分區(qū)的其他樓層，在供電時(shí)，若采取集中供電方式，則很可能會(huì)發(fā)生故障，這時(shí)，就必須由消防電源所在的消防防火區(qū)的內(nèi)部專門應(yīng)急回路配電箱進(jìn)行供電[6]。

3.3 合理選擇燈具并安裝

在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，自動(dòng)噴水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等撲救系統(tǒng)產(chǎn)生的撲救介質(zhì)，可能會(huì)造成燈具外殼導(dǎo)電。因此，為了防止疏散人員及消防隊(duì)員觸摸燈具外殼造成觸電事故，消防燈具不宜使用 AC 220 V的電壓。與目前的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系，對(duì)于離地高度低于8 m的燈具，都使用不超過(guò) DC 36 V的安全電壓。安裝在工作人員頭部的照明設(shè)備，不應(yīng)使用玻璃等脆性材料，以免掉落的殘骸傷及人身。要按照房間的空間高度來(lái)選用起吊的逃生指示燈，這樣在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不僅可以清楚地看到逃生通道，而且還不會(huì)給房間在正常情況下的外觀造成任何影響。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，可以按照如下的方法進(jìn)行選?。菏紫?，在房間內(nèi)的高度不超過(guò)3.5 m或者設(shè)置高度低于1 m的地方，可以選用中小規(guī)模的逃生標(biāo)志燈。其次，在3.5～4.5 m高房間里，選用大、中、小型逃生指示燈；最后，當(dāng)樓層高于5 m時(shí)，應(yīng)選用大型或特大型疏散指示燈。上述房間的高度都是裝飾后的凈高。

3.4 進(jìn)行接線設(shè)計(jì)

由于篇幅有限，以非集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)為案例，對(duì)自帶電源型系統(tǒng)和集中電源型系統(tǒng)的接線設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

首先，對(duì)自帶電源型系統(tǒng)進(jìn)行分析。當(dāng)有必要切斷電力而又有自己的電源時(shí)，通常用電源線提供電力，所以要把處于關(guān)閉狀態(tài)的接觸器裝在出線回路部分。當(dāng)發(fā)生火情時(shí)，可通過(guò)控制滅火模組，使接觸器開斷動(dòng)作，電路迅速切斷電源。對(duì)于沒有燈具的地方，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)關(guān)掉燈具。當(dāng)要求強(qiáng)制啟動(dòng)并有自己的供電時(shí)，充電電力線路被用作干線電力線路，分布式控制時(shí)，干線電力線路被用作工作電力線路；接觸器處于斷開狀態(tài)，位于輸出環(huán)路位置。當(dāng)發(fā)生火情時(shí)，可以通過(guò)控制滅火模組將接觸器關(guān)斷，使電路迅速恢復(fù)供電。因此，無(wú)論自熄節(jié)能開關(guān)、控制集中開關(guān)、就地控制開關(guān)等開關(guān)的狀況怎樣，都能有效接通照明燈具，強(qiáng)啟消防應(yīng)急燈。裝有強(qiáng)力啟動(dòng)接線柱的自備式光源，在通常條件下，充電樁總保持帶電，蓄電池也在充滿電狀態(tài)下，光源開斷量以開斷量為主；發(fā)生火情時(shí)，不管接線柱處于何種狀況，均能實(shí)現(xiàn)防火連接，使所有燈光強(qiáng)行點(diǎn)亮。通常，以電池作為應(yīng)急照明系統(tǒng)的第三電源，以發(fā)電柴油機(jī)作為應(yīng)急照明系統(tǒng)的第二電源，以保證應(yīng)急電源故障、市電故障等情形仍有電源可，隨后，對(duì)集中電源型系統(tǒng)進(jìn)行分析。在集中式供電方式的情況下，可以采用人工方式控制。

3.5 針對(duì)特低電壓照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)保護(hù)系統(tǒng)

在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置火災(zāi)緊急配電盒及相關(guān)照明，以防止發(fā)生火災(zāi)時(shí)的觸電事故。當(dāng)安裝位置在離地8 m及之下時(shí)，采用a型消防應(yīng)急燈具，蓄電池和主電源的工作電壓不能大于36 W。當(dāng)其安裝地點(diǎn)高于地板8 m時(shí)，可采用B類滅火緊急照明。對(duì)于有防火要求的建筑物，應(yīng)使用集中控制型系統(tǒng)。在大多數(shù)的建筑中，皆會(huì)采用低壓直流供電方式，也就是特低壓供電方式，這樣既可以保證人身安全，又可以避免發(fā)生電擊事故，還可以保證消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)更穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。在對(duì)開關(guān)電源各輸出端進(jìn)行跟蹤保護(hù)及實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)，應(yīng)更加關(guān)注其本身的穩(wěn)定性及安全。當(dāng)特低壓線路發(fā)生短路故障時(shí)，可能會(huì)造成火災(zāi)，因此，要防止發(fā)生火災(zāi)，就必須對(duì)特低壓照明回路進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，并采用專門的保護(hù)電器，持續(xù)地監(jiān)測(cè)燈具的實(shí)際負(fù)載狀況。當(dāng)發(fā)生短路或其他超過(guò)60 W的情況下，能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。當(dāng)主電路中發(fā)生斷路器閉鎖時(shí)，還必須采用自動(dòng)斷電方式。當(dāng)一個(gè)部件在運(yùn)行過(guò)程中失效時(shí)，不會(huì)引起任何安全問題。對(duì)于a型消防應(yīng)急燈具或采用集中電源進(jìn)行供電的回路，一般采用6 A以下的保險(xiǎn)絲或斷路器來(lái)保護(hù)裝置電流。對(duì)于 LED燈具和開關(guān)電源，集中電源采用的是微短路保護(hù)，這也是目前最佳的線路保護(hù)方法之一。即，對(duì)開關(guān)電源的每一條電源輸出線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤保護(hù)，在任何一路工作電流發(fā)生過(guò)載時(shí)，均可根據(jù)具體情況設(shè)定對(duì)應(yīng)的保護(hù)值，保證供電電流的安全。在線路發(fā)生短路或負(fù)荷異常的時(shí)候，可以立即開關(guān)電源，并給出報(bào)警和提示。

4 結(jié)論

總之，有關(guān)部門應(yīng)該對(duì)目前消防照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，并將其應(yīng)用于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、照明強(qiáng)啟設(shè)計(jì)、照明接線設(shè)計(jì)等方面，以各種方法對(duì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)升級(jí)的目的。