張林花， 張凱惠

(1.上海原構(gòu)設計咨詢有限公司沈陽分公司，沈陽110015；2. 沈陽市華域建筑設計有限公司，沈陽110015)

0 引言

消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)是火災時輔助人員安全疏散和消防作業(yè)的建筑消防系統(tǒng)。 在火災等緊急情況下，為人員的安全疏散和滅火救援提供必要的照度和正確的疏散指示信息，指引人們在火災或緊急情況下，快速準確地逃離事故現(xiàn)場。 下面就GB 51309-2018《消防應急照明和疏散指標系統(tǒng)技術(shù)標準》(以下簡稱“GB 51309”)規(guī)范內(nèi)容和設計案例兩個層面闡述本系統(tǒng)的設計應用。

1 系統(tǒng)分類

消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)按照控制方式可分為集中控制型系統(tǒng)和非集中控制型系統(tǒng)。 集中控制型系統(tǒng)是在前端設置應急控制器，對整個系統(tǒng)(包括線路和末端的燈具)集中顯示和控制。 非集中控制型系統(tǒng)未設置應急照明控制器，不能集中進行顯示和控制，只能在末端應急照明配電箱處進行分散控制。

2 系統(tǒng)的基本功能

火災狀態(tài)下，應能手動或者自動控制系統(tǒng)的應急啟動。 系統(tǒng)要定時進行應急啟動和持續(xù)應急時間的檢查，系統(tǒng)應能發(fā)出自檢故障報警，以保證各種功能的正常運行。 系統(tǒng)線路和設備應嚴格按照規(guī)范進行線路敷設和設備安裝。 系統(tǒng)應急啟動后，集中控制型系統(tǒng)應能采用手動和自動方式恢復正常工作狀態(tài)，非集中控制型系統(tǒng)應能采用手動方式恢復正常工作狀態(tài)。 以上的各種功能，應在設計說明中明確。

3 系統(tǒng)的基本組成

3.1 系統(tǒng)組成

結(jié)合規(guī)范，應急照明控制系統(tǒng)歸納為控制單元、分配單元和燈具單元三部分。 控制單元指應急照明控制器，一般設置在消防控制中心。 分配單元指應急照明配電箱，又分為集中電源形式和末端電源形式兩種，一般設置在配電間和電井內(nèi)。 燈具單元為應急照明燈具，分為末端電池型和非末端電池型兩種，基本框圖見圖1。 非集中控制型系統(tǒng)由分配單元和燈具單元組成，見圖2。

圖1 應急照明控制系統(tǒng)框圖(集中控制型)

圖2 應急照明控制系統(tǒng)框圖(非集中控制型)

3.2 控制單元

控制單元由應急照明控制器組成，是系統(tǒng)中所有設備、燈具、線路及相關(guān)附件的工作狀態(tài)的控制與顯示裝置。

系統(tǒng)設置多臺應急照明控制器時應設置一臺可實現(xiàn)集中控制功能的應急照明控制器，應和火災自動報警系統(tǒng)進行連接，需要220V 交流電源，由消防電源供電，自帶蓄電池應滿足主電源斷電后工作至少3h。 直接控制燈具的總數(shù)量不應大于3 200個。 區(qū)域應急照明控制器可設置在主要建筑物的首層。

應急照明控制器通過應急配電箱連接燈具，并控制燈具的應急啟動、蓄電池電源的轉(zhuǎn)換。

系統(tǒng)應具有應急啟動功能，能改變需要調(diào)整方向的可變標志燈的指示狀態(tài)、主電源斷電控制、復位等功能，集中控制型應急照明配電箱具有自檢、故障報警等功能。

其中，應注意主電源斷電應急持續(xù)時間，根據(jù)建筑的功能需求、甲方及管理方的意見，在不影響火災應急時間的基礎上按照0 ～30min 配置，如果火災時的應急時間為30min，在非火災停電時，需要燈具持續(xù)點亮15min，則電池要保證45min 的容量；在非火災停電時供電15min，15min 后需要斷開電源，保證火災需要供電的時間。 至于停電時需要點亮的時間長短，需要設計師靈活掌握，由于這不屬于規(guī)范范疇，設計時往往容易忽略。

非集中控制型系統(tǒng)，在集中電源或應急照明控制箱處進行控制。

3.3 分配單元

燈具采用末端電池供電方式時，分配單元為應急照明配電箱；燈具采用集中電池供電方式時，分配單元為集中電源和應急照明配電箱。 應急照明配電箱分為A 型和B 型，A 型為額定輸出電壓不大于DC 36V 的應急照明配電箱，其他電壓等級的應急照明配電箱為B 型，一般多采用AC 220V。

集中電源輸出功率≤5kW，可以設置在配電間內(nèi)，設置在電纜井中的集中電源輸出功率≤1kW。A 型應急配電行輸出回路不應超過8 路，B 型應急照明配電箱輸出回路不應超過12 路。 每個輸出回路供電范圍不宜超過8 層，住宅建筑不宜超過18 層。

采用末端電池的防煙樓梯間應單獨設置應急照明箱。 采用集中電池供電的防煙樓梯間，規(guī)范沒有明確要求需要單獨設置應急照明箱，設計時可不單獨設置。 封閉樓梯間要單獨回路供電。

應急照明箱可以設置在電井或者電間。

3.4 燈具單元

消防應急照明燈具的光源色溫不應低于2 700K， 不應采用蓄光型燈具，設置在8m 以下的燈具應選用A 型燈具，地面的標志燈采用集中電源A型燈具，這條也是設計時容易忽略的，設計時需要注意。 標志燈應選擇持續(xù)型燈具。

3.4.1 燈具設置原則

標志燈應設置在醒目位置，保證人員能夠清晰地辨識疏散路徑、疏散方向、安全出口的位置、所處的樓層位置。

維護結(jié)構(gòu)設計是指兩側(cè)有墻的走廊，這樣的走廊攏煙能力強，蓄積的煙氣極易迅速遮擋上部空間，方向標志燈應設置在距地1.0m 以下的墻面上。標志面與疏散方向垂直時，是指疏散門或安全門在走廊的對面，人在疏散時視線能直接可視，疏散指示燈具的設置間距可≤20m。 標志面與疏散方向平行時，是指疏散門或安全門在走廊的側(cè)面，人在疏散時視線上不能直接可視，這時應在疏散走道上方，在安全出口或疏散門的走廊位置，指向疏散門和安全出口設置吊裝方向指示燈，而走廊上的疏散指示燈間距不應＞10m，詳見圖3。 需要注意的是，疏散標志燈距走廊末端的距離不應＞5m。

圖3 應急照明控制系統(tǒng)框圖(集中控制型)

3.4.2 燈具回路設計

樓梯間是建筑物內(nèi)人員疏散的重要區(qū)域，肩負著每一樓層的安全疏散任務，封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯應單獨設置配電回路，以保障安全；每回路配接燈具的數(shù)量不宜超過60 只；每回路的額定功率總和不應大于配電回路額定功率的80%，A 型燈具配電回路的額定電流應≤6A，B 型燈具配電回路的額定電流應≤10A。

二層住宅網(wǎng)點或小商業(yè)內(nèi)的封閉樓梯，地庫至地面一層樓梯間防火門的樓梯間部分，也應設置單獨回路，室外疏散樓梯應單獨設置配電回路。

4 系統(tǒng)配電及線路設計

集中控制型系統(tǒng)，應急照明控制器、集中電源配電箱和應急照明配電箱的主電源由消防電源供電；非集中控制型系統(tǒng)，集中電源配電箱和應急照明配電箱電源由附近或者所屬單元配電箱供電。

系統(tǒng)線路應選擇銅芯導線、銅芯電纜，額定工作電壓在50V 以下時，應選擇電壓等級不低于AC 300/500V 的線纜；額定工作電壓等級為220/380V 時，應選擇電壓等級不低于交流AC 450/750V的線纜；地面上設置的標志燈的配電線路和通信線路應選擇耐腐蝕橡膠線纜。

集中型控制系統(tǒng)除地面設置的燈具外，系統(tǒng)的配電線路應選擇耐火線纜，通信線路應選擇耐火線纜或耐火光纖。

非集中型控制系統(tǒng)除地面設置的燈具外，燈具采用集中電源供電時，系統(tǒng)的配電線路應選擇耐火線纜；燈具采用自帶蓄電池供電時，系統(tǒng)的配電線路應選擇阻燃或耐火線纜，通信線路應選擇耐火線纜或耐火光纖。

5 具體案例設計

是否需要設置應急照明，要根據(jù)GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》(2018 版)8.4 條各項規(guī)定執(zhí)行，設置火災自動報警系統(tǒng)的建筑物且園區(qū)有消防控制室或消防控制中心的場所，采用集中控制型系統(tǒng)；無火災自動報警系統(tǒng)，可采用非集中控制型系統(tǒng)。

下面以一個住宅小區(qū)為例，地上15 棟一類高層，地庫面積為8 萬多m2，配套商業(yè)和配套附屬設施。 根據(jù)GB 50016 需要設置應急照明及疏散指示系統(tǒng)。 園區(qū)設有消防控制中心，根據(jù)GB 51309 應急照明及疏散指示系統(tǒng)需采用集中控制型系統(tǒng)。 先對整個園區(qū)應急照明燈的個數(shù)進行預估，約為2 900個，可在消防控制中心設置一個應急照明控制器，應急照明控制器和園區(qū)所有應急照明控制箱要進行通訊連接。 燈具采用末端電池A 型燈具。

5.1 一類高層住宅應急照明設計

下面以32 層一類住宅，來探討其應急照明設計，圖4 為32 層住宅標準平面圖。

圖4 一類高層應急照明平面圖

根據(jù)《建筑照明設計標準》應急照明電壓損失要控制在10%以內(nèi)，根據(jù)GB 51309 規(guī)定，應急照明每個回路6A，按照80%容量計算，用電設備負荷容量約為170W，線路敷設長度可達47m，如果每回路控制在130W 以內(nèi)，線路敷設長度可達62m，容量少，敷設的距離就可以長些。

采用A 型燈具，住宅應急照明燈具和平時用燈具可采用同一套燈具，末端電池供電；如果采用集中電池，消防應急電源互投箱換成集中電源，其他相同，采用集中控制方式。 消防應急電源互投箱或集中電源可以設置在底層。

防煙樓梯間要單獨設置應急照明箱，指示燈按照0.5W 計，應急燈按12W 計(兼做平時照明)，每層燈具容量13W。 在中間15 層電井內(nèi)設置一個防煙樓梯間應急照明配電箱；前室每層38W 計(每個燈的具體容量同上)，32 層住宅設置兩個應急照明配電箱，分別在8 層和23 層豎井內(nèi)設置前室應急照明配電箱，采用集中控制方式。 供電和控制框圖見圖5。 前室及走廊應急照明箱系統(tǒng)圖見圖6。 防煙樓梯間應急照明箱系統(tǒng)圖見圖7。

圖5 應急照明供電和控制框圖

圖6 前室及走廊應急照明箱系統(tǒng)圖

圖7 防煙樓梯間應急照明箱系統(tǒng)圖

5.2 地庫應急照明設計

地庫內(nèi)有人值守的消防設備房間需要設置備用照明、疏散照明和疏散指示，無人值守的消防設備用房需要設置備用照明，地庫通道需要設置疏散照明和疏散指示。

地庫的應急照明采用A 型燈具，應急照明燈具和普通燈具分開設置，每個防火分區(qū)可以單獨設置220V 消防電源互投箱，也可以由本防火分區(qū)風機房等消防設備互投電源箱供電，建議采用由就近的消防設備電源箱供電，節(jié)約成本，滿足規(guī)范。

應急照明設置可有兩種方案，方案一(示意圖參見圖8):疏散照明和疏散指示設置在柱子上，疏散指示距地0.5m，疏散照明距地2.3m，疏散指示間距＜10m。 配電回路容量要求和敷設距離參見上述住宅案例中的要求。

圖8 通道應急照明

方案二(示意圖參見圖9):疏散照明和疏散額指示頂棚吊裝，距地2.3m，疏散指示間距不超過20m。 因為地庫是大空間場所，上部聚集煙氣能力差，疏散指示燈安裝在高處更能有效發(fā)揮其作用。

圖9 通道應急照明

GB 51309 規(guī)范3.8.1 條:避難間(層)及配電室、消防控制室、自備發(fā)電機房等發(fā)生火災時仍需工作、值守的區(qū)域應同時設置備用照明、疏散照明和疏散指示標志。 這一條規(guī)定在設計時分歧比較大。 規(guī)范中規(guī)定火災時仍需工作及值守的場所，要同時設置備用照明、疏散照明和疏散指示標志。 消防控制室、消防水泵房要求設置直接對外出口，消防控制室要求有人值守，所以這些部位必須設置，這也符合應急照明是供火災時人員疏散使用的目的。 其他消防設備機房(如風機房等)面積比價小，沒有直接對外出口，也不要求一直有人值守，即使有人，也是專業(yè)人員到這些房間暫時檢查，這些部位只設置備用照明即可。

5.3 商業(yè)應急照明設計

本項目設置火災自動報警系統(tǒng)有兩種方案。

方案一:采用集中控制，在電井或電間內(nèi)設置一個商業(yè)應急照明控制箱，電源引自本樓消防電源，采用A 類燈具。 每計量單元的封閉樓梯間單獨一個回路，其他部位的應照明和疏散指示，根據(jù)容量劃分回路，不用每個計量單元為一個照明回路，平面布置見圖10。 這個方案的優(yōu)點是應急照明配電箱少，缺點是應急照明燈后期的維護和電能計量歸屬不清，需在設計初期與甲方溝通好。

圖10 商業(yè)應急照明

方案二:采用A 類燈具，每戶設置一個應急照明控制箱，電源引自每戶電源箱，控制線要接至應急照明控制箱，優(yōu)點是后期的維護和電費歸屬清晰，缺點是初投資多。 為了計量和維護清晰，筆者所在單位采用方案二進行設計。 平面見圖11～12。

圖11 商業(yè)一層應急照明

5.4 公共建筑應急照明設計

人員密集的建筑物，應急照明箱按照防火分區(qū)進行設計。 非人員密集的建筑物，根據(jù)容量和回路情況，兩個或三防火分區(qū)可共用一個消防應急照明箱。

6 設計時需要注意的幾點

在實際設計中，有幾點容易忽略的地方需要注意。

圖12 商業(yè)二層應急照明

第一，樓梯間和前室部分照明回路要以樓梯間圍墻為界，有的設計師會把前室進入樓梯疏散門上的疏散標志燈連到樓梯間回路，這是需要注意的細節(jié)。

第二，兩個單元之間的消防疏散連廊連接處兩端，要設置應急照明燈具，要在連廊門的外側(cè)安裝壁燈，連廊的疏散為雙向開啟門，門的兩側(cè)都需要設置疏散指示燈，雙向疏散。

第三，安全出口外面及附近區(qū)域要設置應急照明燈，安全出口是一層通向室外的門，在門外要設置應急照明燈，這點極容易被忽視。

第四，室外樓梯間要單獨回路，有的小規(guī)模的建筑物會采用開敞室外樓梯作為疏散，這樣的樓梯也要設置疏散照明和疏散指示，并且要單獨回路。

7 結(jié)束語

建、構(gòu)筑物人員安全疏散設計的根本目標就是要保證建、構(gòu)筑物內(nèi)人員在火災發(fā)展到威脅人員安全之前疏散到安全區(qū)域，發(fā)生火災時，整個建、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)和消防設施應該能夠為建、構(gòu)筑物中所有人員提供足夠的時間疏散到安全地點，且在整個疏散過程中不應受到火災的危害。 建、構(gòu)筑物的安全疏散和避難設施主要包括疏散門、疏散走道、疏散出口、安全出口、疏散樓梯(包括室外樓梯)、避難走道、避難間或避難層等，同時，還包括消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，火災警報和消防應急廣播系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等輔助安全疏散設施。

發(fā)生火災后，消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)按照預設的邏輯應急啟動，為人員的安全疏散提供必要的照度條件和疏散導引指示信息，是人員避免災難保證安全的重要措施。 GB 51309 將應急照明和疏散指示部分的設計，進行了系統(tǒng)性的升級，其先進程度達到了世界前列，真正體現(xiàn)了以人為本的設計宗旨，保證了火災時人員可順利疏散。