建筑電氣智能應急照明系統(tǒng)設計和應用

張 旭

(蘭州有色冶金設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

無論是在何種建筑施工中，應急照明系統(tǒng)都是建筑電氣設計的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的設計與應用不僅為施工現(xiàn)場的安全性提供基礎保障，還解決斷電事件發(fā)生時的緊急照明問題。受經(jīng)濟及技術發(fā)展的影響，建筑工程施工的智能化水平逐步提高，且電氣應急照明系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)了智能化轉型目標。不同于傳統(tǒng)的應急照明系統(tǒng)，智能化系統(tǒng)反應更加靈敏，且應急照明效率更高，效果更好。為此，各建筑企業(yè)應該重視智能應急照明系統(tǒng)的設計與應用。

1 建筑電氣智能應急照明系統(tǒng)相關概述

1.1 組成及原理

智能應急照明系統(tǒng)的組成較為復雜，具體包括蓄電池應急照明配電箱或應急照明集中電源(集中控制型系統(tǒng)用)、疏散指示燈具、控制主機應急照明控制器、智能消防應急照明燈具以及通信設備等，系統(tǒng)的設計應用具有快速分析火災情況以及發(fā)展趨勢的作用。在建筑施工中，該系統(tǒng)的應用有助于疏散線路的優(yōu)化，有助于指引人員快速疏散。

其系統(tǒng)工作原理為：當有火災發(fā)生時，消防控制室會收到火災信號，待信號確認之后，智能應急照明系統(tǒng)會自動啟用，建筑室內(nèi)所有需要疏散空間的應急照明指示燈都會自動亮起，此時的疏散指示燈會以光流的形式指引人員精準找到安全疏散通道及出口進行快速撤離。

系統(tǒng)逃生邏輯：①在避開火災區(qū)域的情況下就近選擇疏散安全出口；②指引人員遠離火災區(qū)域；③引導人員快速找到正確安全逃生出口，以此縮短逃生時間。

1.2 應用特點

1.2.1 安全性

建筑施工或是竣工使用階段，受諸多因素影響，火災事故的發(fā)生在所難免，此時集中電源集中控制型消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，由消防聯(lián)動控制器聯(lián)動消防應急照明配電箱實現(xiàn)。當確認火災后，由發(fā)生火災的報警區(qū)域開始，順序啟動全樓疏散通道的消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，系統(tǒng)全部投入應急狀態(tài)的啟動時間應≤5 s[1]。確認火災發(fā)生時，切斷火災區(qū)域及相關區(qū)域的非消防電源的功能，當需要切斷正常照明時，宜在自動噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)動作前切斷。打開疏散通道上由門禁系統(tǒng)控制的門和庭院電動大門的功能，可以在遵循就近原則的基礎上精準指導人員進行疏散，避免疏散秩序混亂，延誤人員撤離時間。如若火災較大，且蔓延速度較快，智能應急照明系統(tǒng)設計應用的精準性可以指導人員在最佳撤離時間內(nèi)遠離火災現(xiàn)場，以此盡可能降低人員傷亡，減少不必要的經(jīng)濟損失。另外，安全性是智能應急照明系統(tǒng)設計應用的基礎特點，其主機具有精準規(guī)劃疏散路線的功能，可以在最短時間內(nèi)依據(jù)火災情況規(guī)劃出最佳逃生路線，以此有助于提高人員生命安全。另外，該系統(tǒng)的安全原理是指引人員避開危險區(qū)域，就近選擇逃生出口，并利用疏散指示燈引導人員順利逃離事故現(xiàn)場[2]。

1.2.2 智能化

智能應急照明系統(tǒng)的最大特點是智能化，即系統(tǒng)的設計應用較為靈活，且具有較強的適應性，能夠依據(jù)安全事故實際情況做出最佳逃生指示，以此保證人員生命安全。同時，該系統(tǒng)具有自行設定運行情況的功能，可以依據(jù)用戶需求適時調整部分系統(tǒng)功能設定，以此滿足用戶的不同需求。例如在商用建筑工程中，該系統(tǒng)會在晚間自動轉變成為夜間工作模式，在無人區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)的自動探測功能會將該區(qū)域相關照明設施進行關閉，以免產(chǎn)生無用的電力消耗。同時，該系統(tǒng)還可以根據(jù)各區(qū)域人員分布情況以及照明需求等合理調整區(qū)域燈光亮度，也可以根據(jù)自然光強度適時調整燈光亮度。另外，該系統(tǒng)不易發(fā)生運行故障，且日常維修較為便利，管理人員需要定期進行系統(tǒng)優(yōu)化與升級即可。

2 建筑電氣智能應急照明系統(tǒng)應用分析

2.1 傳統(tǒng)系統(tǒng)

傳統(tǒng)應急照明系統(tǒng)對于各系統(tǒng)的控制較為獨立，在建筑電氣管理工作中系統(tǒng)的應用缺少統(tǒng)一性，即針對于各燈具以及相關電氣設備的控制缺乏集中性，一旦發(fā)生火災安全事故，系統(tǒng)運行速率較慢的同時，還可能無法再在最短時間內(nèi)為人員提供安全疏散指示。①從傳統(tǒng)系統(tǒng)的燈具角度進行分析，系統(tǒng)設計缺少報警信號的傳輸環(huán)節(jié)，當有火災發(fā)生時，系統(tǒng)可能無法快速及精準的發(fā)出預警提示，此種預警延遲的現(xiàn)象會縮短人員最佳疏散時間，增加疏散危險性；②根據(jù)《民用建筑電氣設計標準》GB 51348-2019中13.6消防應急照明系統(tǒng)設計13.6.1條文說明-關于安裝高度距地面8 m及以下的疏散照明燈具采用直流24 V或36 V電源，既可以規(guī)避觸電風險，又可以保證疏散照明供電正常；③從系統(tǒng)燈具電池的角度進行分析，燈具電池獨立于燈具之外，需要實時更換與維修，其可能會增加維護成本[3]。

2.2 智能系統(tǒng)

不同于傳統(tǒng)系統(tǒng)，智能系統(tǒng)屬于升級版，其設計應用優(yōu)勢有：①精準性，系統(tǒng)設計應用的集中化水平較高，且統(tǒng)一管控能力較強，可以精準預判火災發(fā)生以及分析火災情況等；②安全性，在未發(fā)生安全事故時，智能系統(tǒng)是建筑電氣應用安全性的基礎保證，而在發(fā)生安全事故時，智能系統(tǒng)可以提高人員疏散的安全性，并可以有效防止其他安全事故的發(fā)生；③高效性，當火災發(fā)生時，人員的逃生欲望較為強烈，火災現(xiàn)場在人員較為恐慌以及焦躁不安的情況下，快速完成人員的疏散工作存在較大難度，此時智能應急照明系統(tǒng)啟用，人員的第一反應是按照燈光指示進行疏散，不僅可以減少人員疏散的盲目性，還可以提升人員疏散效率，加之系統(tǒng)智能語音的提醒，可以極大的提高人員疏散效率，保證人員疏散的安全性[4]。

3 建筑電氣智能應急照明系統(tǒng)設計應用

3.1 整體結構

3.1.1 設計

系統(tǒng)結構的設計需要注重智能化技術的應用，同時還需要互聯(lián)網(wǎng)技術的支持。該系統(tǒng)的結構設計分為兩部分，一部分是通信結構設計，另一部分是回路結構設計。前者，通信結構設計可以為智能應急照明系統(tǒng)運行的高效性提供保證，有助于強化系統(tǒng)內(nèi)各聯(lián)動性系統(tǒng)之間的關聯(lián)性，以便于在火災發(fā)生時，各系統(tǒng)能夠協(xié)調合作，確保智能應急照明系統(tǒng)迅速反應迅速的同時，及時發(fā)出火災預警信號，提醒人員盡快撤離[5]。當有火災發(fā)生時，各系統(tǒng)會自動接收火災信號，并將信號統(tǒng)一傳輸至中央控制器，由其對火災及人員疏散進行監(jiān)控。后者回路結構設計，設計人員需要重點依據(jù)智能系統(tǒng)整體特點進行設計，并設置獨立的電力供應裝置，以便于為智能應急照明系統(tǒng)的長時間運行提供持久電力支持。同時，回路結構設計需要設計專用回路。

3.1.2 應用

依據(jù)國家相關規(guī)定，建筑工程施工中需要安裝智能應急照明系統(tǒng)，系統(tǒng)的主機設備需要設置在消防管控控制室內(nèi)，而在建筑各層走廊以及樓梯位置等需要安裝兼具照明以及語音提示功能的智能照明指示燈，以便于及時應對各種安全事故。若火災事故發(fā)生，該系統(tǒng)指示燈可能會出現(xiàn)頻繁閃爍現(xiàn)象，而語音助手會進行語音播報，以此提醒工作人員做好防護的同時，抓緊時間進行撤離。針對于大型商場類建筑，其室內(nèi)主干道區(qū)域還需要設計地面指示燈，以便于為安全事故發(fā)生時人員的快速撤離提供有效指示[6]。此外，針對于系統(tǒng)中通信結構的應用，不僅可以高效傳遞火災信號，還可以觸發(fā)報警系統(tǒng)，并依據(jù)信號傳輸情況對各應急照明指示燈進行科學控制。

3.2 層次化設計應用

3.2.1 設計

建筑施工中，層次化設計主要是指將各電器以及照明系統(tǒng)分為3個層次：①燈具層次設計。設計人員需要依據(jù)設計相關要求以及建筑施工要求等，在建筑安全出口以及疏散通道等位置設計指示燈具，同時還需要設計消防應急照明燈具。在安全出口處，燈具位置的設計需要在門的正上方中間位置，燈具最下端與門框間距需要控制在10 cm左右。如若是高度>54 m的住宅建筑或高層庫房，又或者是甲、乙、丙類單、多層廠房等，燈光疏散指示標志應設置在安全出口和人員密集場所的疏散門的正上方。與此同時，還應設置在疏散走道及其轉角處距地面高度1.0 m以下的墻面或地面上，燈光疏散指示標志的間距應≤20 m，對于袋形走道，應≤10 m，在走道轉角區(qū)，應≤1.0 m，如若建筑樓層的通道較長，則指示燈之間的間距應控制在20 m左右[7]；②配電層次燈具設計。其重點是明確供電支路數(shù)量及位置，合理布設集中性電源；③控制層次設計。如若只有一臺控制器，其需要布設在消防控制室內(nèi)，若有多臺，可以進行分散式布設。

3.2.2 應用

從層次化設計應用的角度進行分析，智能應急照明系統(tǒng)的設計可以更加專業(yè)化以及系統(tǒng)性等，系統(tǒng)應用可以依據(jù)建筑施工特點以及施工要求等合理布設應急照明燈，并注重相關燈具及電力供應設備的日常維修，有助于安全隱患及早發(fā)現(xiàn)的同時，還可以加強系統(tǒng)防護能力，減少事故發(fā)生時的不必要損失[8]。與此同時，層次化設計應用可以為系統(tǒng)運行過程中各層次的高效運行提供基礎保障，有助于提高系統(tǒng)運行效率，有助于智能應急照明系統(tǒng)應用價值的充分發(fā)揮。

3.3 系統(tǒng)疏散功能

3.3.1 設計

智能應急照明系統(tǒng)的設計與應用目的在于，在安全事故中正確指引人員安全撤離事故現(xiàn)場，進而系統(tǒng)設計中還包括疏散功能的設計，為提高人員疏散效率，設計人員需要對系統(tǒng)的疏散功能進行完善。①檢測部分的設計，設計人員需要注重對燈具連接情況以及電源運行情況進行動態(tài)化實時監(jiān)測，重在提升系統(tǒng)運行各安全隱患的檢測水平以及檢測質量等[9]；②在智能化控制方面，智能系統(tǒng)可以根據(jù)安全事故發(fā)生的實際情況自動規(guī)劃疏散路線，隨后通過對應急照明指示燈的科學控制以及遠程語音提示的發(fā)出等引導人員進行緊急撤離。與此同時，依據(jù)事故發(fā)展趨勢，系統(tǒng)可以在電源切斷的情況下自動開啟照明模式，以此避免人員在疏散期間出現(xiàn)磕碰或踩踏事故等；③智能報警方面的設計。報警設計主要是指系統(tǒng)在接收報警信號之后會通過聯(lián)動的形式發(fā)出警報，提醒人員及時疏散的同時，還可以為人員疏散提供相關提示。

3.3.2 應用

針對于系統(tǒng)中疏散功能的設計，需要諸多設備支持，例如主分配電設備、應急照明控制器設備、消防應急燈具設備、集中電源設備以及終端分配電設備等。當有火災發(fā)生時，系統(tǒng)主機部分的照明燈控制器會自動發(fā)送火災信號，隨后信息在系統(tǒng)內(nèi)部經(jīng)過邏輯計算之后會轉化成疏散指示路線，此時人員僅需跟隨照明指示燈箭頭所指方向進行有序撤離即可。在此期間，借助通信結構的設計與應用，主分配電箱可以完成部分信號的傳輸任務，進而可以傳達對語音系統(tǒng)啟用的操作指令。同時，智能系統(tǒng)中主分配供電設備與終端分配設備的運行都需要由總配電箱進行控制，且建筑各樓層都需按使用需求要安裝分配電箱，其不僅具有電力供應的作用，還具有信號傳輸?shù)淖饔?。除此之外，應急照明燈具的電力主要來自于配電箱，配電箱中各線路的科學設計可減少電力故障發(fā)生概率，并且可以為照明指示燈的長時間亮起提供充足、穩(wěn)定電源，以此助力系統(tǒng)疏散功能的發(fā)揮[10]。

4 結 語

智能應急照明系統(tǒng)的設計與應用，是建筑工程向智能化方向發(fā)展的重要表現(xiàn)，也是提高建筑智能化發(fā)展水平的重要途徑，該系統(tǒng)具有安全性以及智能化等特點。當安全事故發(fā)生時，人員的逃生意識較為強烈，此時應急照明系統(tǒng)的設計與安裝可以為人員指引逃生方向，以便于人員能夠在最短時間內(nèi)有序撤離事故現(xiàn)場，減少人員傷亡。此外，智能應急照明系統(tǒng)的設計較為復雜，建筑企業(yè)需要加強人員培訓，以此保證系統(tǒng)設計與應用質量。