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应急照明和疏散指示系统在小型公建的应用研究

2021-01-26 [113]

  摘 要指出无火灾自动报警系统的单、多层公共建筑消防应急应急照明和疏散指示系统几种常见做法的缺陷,提出解决方案:建议采用自带蓄电池的应急照明灯作为日常照明的一部分;采用 24 V输出的小型集中EPS供电;增加强制启动设计,设置消防报警(兼启动) 按钮。

  关键词:小型公共建筑;消防应急照明;疏散指示系统;应急照明灯具;EPS;强制启动;消防报警(兼启动)按钮;24 V输出

  0 引言

  发生火灾时当正常照明的电源失效而需要启动的照明被称为消防应 急照明,主要包括疏散照明和备用照明两部分内容。消防应急照明(下文中 统一简称为“应急照明”)是指火灾时为了确保疏散通道能被识别或消防控制室、配电室、柴油发电机房等重要工作场所继续作业而设置的照明。

  1 规范对公共建筑消防应急照明和疏散指示系统的设计要求

  GB50016-2014 《建筑设计防火规范》10.3.1条规定“除建筑高度小于27m的住宅建筑,外民用建筑、厂房和丙类仓库的下列部位应设置疏散照明……”。

  JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》13.8.3 条规定“公共建筑、居住建筑的下列部位,应设置疏散照明:1 公共建筑的疏散楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散通道、消防电梯间及其前室、合用前室……”。

  相关规范条文中并未对何种公共建筑规模采用哪种设计有具体要求,因此公共建筑无论规模大小, 均应进行相应疏散照明设计。但如何针对小型公共建筑疏散照明系统进行具体设计,特别是如何在火灾情形下确保可靠亮灯,笔者未发现相关设计手册、技术措施和相关文献有较为细致的阐述。

  2 目前常见消防应急照明和疏散指示系统做法缺陷及相关建议

  对于无火灾自动报警系统的小型公共建筑目前设计大多采用自带蓄电池的应急灯具,笔者所见到的主要有两种基本方案:

  a. 方案一: 采用双头灯或带蓄电池的吸顶应急灯作为疏散照明。平时不亮,火灾时断电双头灯亮。

  b. 方案二: 采用双头灯或带蓄电池的吸顶应急灯作为疏散照明。带开关(一般感应延时开关)控制。这种设计很多时候作为平时照明的一部分使用。

  至于对上述两种设计如何使用和维护,设计说明中都很少提及。

  这两种做法都存在以下缺点:

  a. 带蓄电池应急灯具分散安装于墙壁或吸顶安装于走廊天棚上,维护困难。不少此类建筑物的应急灯具管理者基本不维护,到发生事故或火灾时,由于平时缺少正常的充放电维护或蓄电池检测,到需要用的时候不能发挥应有的作用。

  b. 火灾情况下,上述设计往往通过断电才能让应急灯亮起来。试想一下,在火灾应急情况下,需要逃生的人或建筑管理者手忙脚乱,逃生或救火都来不及,谁会想到去断开配电箱电源?甚至很多配电箱安装位置并不便于在发生火灾的时候冒险去断电。 等懂“业务”的消防官兵赶到火场时已过了较佳逃生时机。

  c. 小型公共建筑一般为外部单电源供电,平时设备正常检修停电和事故原因失电时, 不管白天还是晚上,应急灯“不分青红皂白”点亮,到火灾发生时,可能处于“存电” 刚用完“新电”尚未充盈的状态。

  事实上,采用上述应急疏散照明设计,从设计工程师角度而言画图省事,规范不反对, 也能够过图审,很多设计师当然乐于使用;从使用管理者角度来说,他们或许大多并不清楚这种设计的潜在问题,加上维护走过场,因此 “潜在隐患”从设计开始就已经埋藏下来。

  参考文献有“双头灯属于备用照明灯具,有电不亮,停电才亮。 但是,现在很多人错把备用照明灯具用在疏散照明灯具中,造成发生火灾时不切断电源就不亮, 久而久之就把概念混淆了。疏散照明应该是火灾时接通电源强制点亮”的论述,笔者不揣浅陋,妄自揣测: 之所以提出双头灯只能用于备用照明,可能跟目前除“切断电源”外,无其他“强制点亮”便于实施的手段有关。因此,如果能有一种简单易行的方法解决“强制点亮”的问题,是否就能让双头灯只能用于备用照明的观点有所改变呢?

  此外,采用切断电源应急启动照明的办法,与现行相关规范要求也不协调。如,GB 50016 - 2014 10.1.6条规定“消防用电设备应采用的供电回路,当建筑内的生产、生活用电被切断时,应能保证消防用电。” 疏散照明为消防用电,采用切断主电源的方式让其点亮,无论从什么角度都不是很合理。

  但由于各种原因,疏散照明设计采用双头灯或类似双头灯功能的吸顶应急灯,目前由于经济型、 便利性仍具有非常广泛的市场,在无新的规范出台之前,要杜绝此类设计还不现实,下面笔者给出一些意见和建议:

  a. 如上述两种设计方案两者取其一建议采用二种设计,即应急灯作为正常照明的一部分。优点在于平时能相对关注应急灯是否能正常运行。电池的效能在电源正常的情况下无法判断,至少可知道光源和内部控制转换元器件是否正常。

  b. 配电箱的设计应设置在便于操作的位置,设计说明中应增加使用说明 “当火灾应急情况下,切断应急配电箱电源开关” 的说明。值得提示的是,作为设计工程师不要以为管理者知道如何使用维护就不交代清楚,很多时候他们可能真不知。

  c. 增加“应急蓄电池定期进行蓄电池充放电检测, 如不能满足半小时带负荷放电时间, 应及时更换”。 通过这条,可以明确使用者的责任。

  但无论如何,简单采用上述这种应急疏散照明设计方案不是一种精细化、 人性化的设计, 没过多考虑使用、 维护中遇到的具体问题。 当然增加强制启动的“改良”设计可以在一定程度上改变这种不利局面。

  3 如何优化小型公共建筑消防应急照明和疏散指示系统设计

  3. 1 应急电源的选择

  对于小型单、层公共建筑而言,针对使用应急灯具自带蓄电池存在的维护不便等诸多弊端,建议采用集中式应急EPS电源。即采用小型EPS,24V输出供电。现在由于智能疏散照明的快速发展,这种小型EPS的功率序列从0.2 kW、0.5 kW、1 kW、2 kW、3 kW 等各种功率序列齐全,非常适合于小型公共建筑使用。 目前,小容量EPS或各种分配电装置生产厂家众多,产品价格相对低廉,便于设计使用。小型公共建筑作为疏散甚至兼作平时使用的照明功率都很小, 一般采用单相的小功率EPS配电装置就能满足要求,而且这种单相小型EPS 占用空间不大。 具体优点在于:

  a. 价格较为低廉。集约化的EPS只要功率选择合理,其费用应和分散性的自带电池应急照明灯具有可比性, 甚至会更便宜些。

  b. 采用EPS集中供电后,一个集中在EPS箱体中的蓄电池的管理与检测显然比杂散分, 吸顶安装在吊顶上或高挂于墙壁上方的应急灯方便得多,更容易得到维护。

  c. 24 V输出减小了火灾喷水灭火情况下对消防人员的危险性。

  3. 2 消防应急照明和疏散指示系统的控制思路

  消防应急照明和疏散指示系统的控制一般两种思路:

  a. 消防应急照明和疏散指示系统平常正常运行。应急灯具作为正常照明的一部分使用, 规范有“除节假日,夜间无人工作而仅由值班或警卫人员负责管理外,疏散照明平时宜处于点亮状态” 的条款,这种情况下由于疏散照明平时处于点亮状态,当应急时既不存在需要断电亮灯的“难堪”要求,也能满足疏散基本照度的需求。但这种方式会带来电费的浪费, 有一定弊端。

  b. 火灾应急强启思路。应急照明灯平时作为正常照明的一部分,不采用“常亮”方式, 而是在疏散通道上采用延时感应开关控制(光感 + 红外感应)或单联双控开关根据具体情况灵活控制,当火灾应急情况下,由值班室或楼层显要位置处设的报警(兼做启动)按钮强制启动(报警按钮可采用早已产品化的火灾报警按钮,并启动值班室的报警蜂鸣器,可起到 “一石二鸟”的效果)。

  这种方式的优点在于能满足节能的主观要求,而且比较具有可操作性。当然这种控制方式同样适用于采用自带蓄电池的应急灯,即可实现“传统”方式的“改良”。

  下面将就火灾应急情况下的强制启动问题提出具体解决方案。

  4 无火灾自动报警系统情形下的强制启动控制电路设计

  4.1 设计要点

  a. 值班室(一般小型公共建筑都有冤)和楼层明显位置设置强启按钮。

  b. 应急按钮应具有形象化的标识,便于识别。

  c. 应急按钮具有强制启动与应急报警的双重作用。报警应有音响警示,便于值班人员快速采取措施。

  针对以上思路,笔者针对某一小型公共建筑做了下面的电路设计。

  4.2 应急照明接线设计 (如图 1 ~ 图 3 所示)

  电路中 SF1、SF2、SF3分别安装于警卫值班室、一层及二层明显位置处,建议采用消防报警按钮。蜂鸣器安装在警卫值班房(一般小型公共建筑都有)。

图 1 自带蓄电池应急灯接线图

图 2 集中蓄电池供电应急灯接线图

图 3 应急照明控制电路设计

  5 安科瑞智能消防应急疏散系统的选型

  5.1 安科瑞的智能疏散系统

  安科瑞的智能疏散系统由三层网络结构。一层:智能疏散主机;二层:区域应急照明配电箱;三层:疏散指示标志灯具,其具体结构形式如图4所示。

图4 智能消防应急疏散系统图

  智能疏散系统主机:主机由交互式操作软件支持,实时解析底层设备的工作状态,接收来自消防报警系统的火警联动信号。在日常维护过程中声光报警显示各种设备故障信息,具备日志的查询、记录、打印功能;在火灾发生时,根据火灾联动信号选择相应的应急预案,启动各类应急疏散指示灯。

  区域应急照明配电箱作为系统内为灯具供电的供配电装置,同时具备接受主机的巡检控制、供电回路的电气隔离、回路智能控制、回路信号汇集,主机对底层灯具的巡检速度,降低信号干扰,通信质量等功能。

  疏散指示标志灯具,集中电源集中控制型疏散指示灯为人员疏散逃生指引方向。其安装方式有壁挂式、吊挂式、地埋式三种,主要设置于防火分区的安全出口等处。集中电源集中控制型应急照明灯具,其主要为人员疏散逃生提供照明,安装方式有壁挂式、吸顶式、嵌顶式三种。

  5.2 产品选型表

  控制器和集中电源选型表

  控制器

  名称型号图片输入电源输出电源

  应急照明控制器A-C-A100 AC220V(85%-110%)/50Hz

  应急照明控制器A-C-A100/B3 AC220V(85%-110%)/50Hz

  集中电源

  应急照明集中电源A-D-0.5KVA-A200

 

  AC220V(85%-110%)/50HzDC36V,0.5KVA

  应急照明集中电源A-D-0.3KVA-A200FP

 

  AC220V(85%-110%)/50HzDC36V,0.3KVA

  应急照明集中电源A-D-0.5KVA-A200FPAC220V(85%-110%)/50HzDC36V,0.5KVA

  应急照明集中电源A-D-0.65KVA-A200FPAC220V(85%-110%)/50HzDC36V,0.65KVA

  分配电装置

  应急照明分配电装置A-FP-A300  DC36VDC36V,0.5KVA

  应急照明分配电装置A-FP-A310(0.2/36)AC220VDC36V,200W

  应急照明分配电装置A-FP-A310(0.6/36)AC220VDC36V,500W

  应急照明分配电装置A-FP-A310(36)DC36VDC36V,500W

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  a. 目前针对无火灾自动报警系统的小型公共建筑的消防应急照明和疏散指示系统设计大多偏于草率,或语焉不详,或设计不细,难于在关键时刻发挥应有作用。

  b. 设计如果采用自带蓄电池的应急照明灯建议使其作为日常照明的一部分,并在设计时做必要的使用维护说明,方便使用者使用和维护。

  c. 建议对小型公共建筑采用24V输出的小型集中EPS供电。

  d. 无论采用24V集中EPS供电还是采用分散的自带蓄电池应急照明灯,在消防应急照明和疏散指示系统控制上均应增加强制启动设计,建议在值班室(或警卫室)、楼层显要位置设置消防报警(兼启动)按钮,既可发出报警音响,同时也能应急启动疏散照明,具有较强的可操作性。