鲍亚锋
陕西恒瑞建筑设计工程有限公司 陕西西安 710004
摘要：简述消防应急只能和疏散指示系统在民用建筑电气设计中的应用，通过对各设计内容的分析，形成一套基本完善的系统架构。
关键词：应急照明；疏散指示；集中控制型；民用建筑
引言：消防应急照明和疏散指示系统是指在发生火灾时，为人员疏散和消防作业提供应急照明和疏散指示的建筑消防系统。系统类型和系统部件的正确选择、系统部件的合理设置和安装、灯具供配电的合理设计及系统有效地维护管理，对保证系统在发生火灾时能有效为建筑物中的人员在疏散路径上提供必要的照度条件、 提供准确的疏散导引信息，从而有效保障人员的安全疏散，有着十分重要的作用和意义。
1 系统设计的内容
1.1 集中控制型系统
集中控制型系统的设计主要包括建筑物疏散单元的划分、各疏散单元疏散指示方案的制定、系统形式的选择、系统灯具的设计、系统配电线路和通信线路的设计、应急照明集中电源或应急照明配电箱的设计、应急照明控制器的设计、系统控制逻辑设计等内容。本文主要讨论集中控制型系统。
1.2 非集中控制型系统
非集中控制型系统的设计主要包括建筑物疏散单元的划分、各疏散单元疏散指示方案的制定、系统形式的选择、系统灯具的设计、系统配电线路的设置、应急照明集中电源或应急照明配电箱的设计等内容。
2 疏散单元的划分
在系统设计前，首先应按一定原则将建筑物划分为若干个疏散单元，疏散单元的合理划分是做好系统设计的前提和基础。根据人员在建筑物中疏散的方式不同，建筑物的疏散单元分为水平疏散单元和竖向疏散单元。
2.1 水平疏散单元
建筑物各平面层的水平区域是人员在建筑物中的主要活动、滞留区域，也是人员安全疏散的起点区域。水平疏散单元的划分应综合考虑建筑物的结构形式、使用功能和管理方式等因素，并结合建筑物的疏散原进行：
1）同一平面层具有多个防火分区的大型展厅、商场等场所，每一防火分区应划分为独立的疏散单元。
2）当一个防火分区包含多个楼层时，应按楼层划分水平疏散单元，即每一个楼层应划分为独立的疏散单元。
2.2竖向疏散单元
建筑物的疏散楼梯是人员向室外疏散的竖向通道，建筑物竖向疏散单元的划分应按照竖向疏散楼梯的结构形式进行：
1）每一个防烟楼梯间、封闭楼梯间应单独划分为一个独立的疏散单元。
2）每个室外楼梯应单独划分为一个独立的疏散单元。
3）对于设有避难层的高层建筑，避难层及与其连接的下行楼梯间应单独划分为一个独立的疏散单元。
3 各疏散单元疏散指示方案的制定
建筑物的疏散单元划分后，应分别制定各疏散单元的疏散指示方案。
3.1疏散路径的确定
疏散路径是建筑物中的人员从任一位置通过疏散出口、安全出口向室外安全地带疏散所需经过的通道，即各疏散单元中任一位置与该单元的疏散出口或安全出口连续连通的、有维护结构的疏散走道及开敞空间内两侧有部分维护结构或无维护结构的疏散通道。
对于展览厅、商场等没有完全维护结构的大型开敞空间，在设计之初应明确疏散通道的位置，并设计相应的应急照明灯具和标志灯具，并要求疏散通道的位置在日后使用过程中不能随意改变或占用，若因经营和展览需求调整内部布局时，应根据柜台、站位的布置情况和主要疏散路径的变更情况重新进行安全疏散的设计。
3.2疏散路径流向的确定
建筑物路径确定后，应根据疏散单元的疏散预案，按照不同的工况条件和相应的安全疏散原则确定各疏散路径的流向。
1）单一疏散预案场所
对于只有一种疏散预案的场所，应根据不同区域安全出口或疏散出口的设置情况，按照最短路径疏散原则确定各疏散路径的流向。
2）需要借用相邻防火分区疏散出口的情况
同一平面层具有多个防火分区的建筑物，按照人员疏散设计的要求，部分防火分区需要借用相邻防火分区进行疏散。
根据被借用防火分区是否发生火灾分为两种工况条件，当被借用防火分区未发生火灾时，该防火分区中借用相邻防火分区疏散的区域，可以利用通向相邻防火分区的甲级防火门作为该区域的疏散出口；当被借用防火分区发生火灾时，该防火分区中借用相邻防火分区疏散的区域，不能再利用相邻防火分区进行疏散，按最短路径疏散原则为该区域重新分配疏散口。
3.3 标志灯具的设置和指示方案的制定
对于只有一种疏散预案的场所，应根据区域中各疏散走道的设置情况及各疏散走道的疏散流向，制定各区域标志灯具的设置和指示方案，即确定各疏散走道上方向标志灯的设置部位和方向箭头的指示方向、出口标志灯、楼层标志灯、复合标志灯的设置部位和标识信息。
对于需要借用相邻防火分区疏散的情况，当被借用防火分区未发生火灾时，根据原防火分区各疏散走道的设置情况及各疏散走道的疏散流向，确定各疏散走道上方向标志灯的设置部位和方向箭头的指示方向、出口标志灯的设置部位和指示状态（被利用的甲级防火门上方的“出口指示标志”的光源应急点亮）、楼层标志灯、复合标志灯的设置部位和标识信息；当被利用防火分区发生火灾时，原防火分区中需要借用相邻防火分区疏散的区域应重新分配疏散出口和安全出口部位、调整相应疏散走道的疏散流向，因火灾工况导致的不能利用的疏散出口上设置的“出口指示标志”光源应熄灭，“禁止入内”标志的光源应点亮。需要改变疏散流向的箭头指示标志能够按照不同疏散指示方案指向相应疏散方向。
4 系统类型的选择
系统类型的选择应根据建筑物的规模、使用性质及日常管理及维护难易程度等因素确定：
1）设置消防控制室的场所应选择集中控制型系统；
2）设置火灾自动报警系统，但未设置消防控制室的场所宜选择集中控制型系统；
3）其他场所可选择非集中控制型系统。
在同一集中控制型系统中可同时设置应急照明集中电源和应急照明配电箱，分别配接不同场所设置的集中电源集中控制型灯具和自带电源集中控制型灯具。
5 系统灯具的设计
灯具是消防应急照明和疏散指示系统主要的现场不见，灯具的设计尤其是灯具的布置直接决定系统的架构形式。灯具的设计包括照明灯具的设计和标志灯具的设计。
5.1 照明灯具的设计
照明灯具的主要功能是为建筑物内人员的安全疏散、灭火救援活动提供必要的照度条件，因此照明灯具的设计首先要明确灯具的设置部位和照度条件，《建筑设计防火规范》GB50016-2014（以下简称“建规”）第10.3.1条和第10.3.2条分别明确了设计部位和相应场所照度要求，《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018（以下简称“技术标准”）在与《建规》保持一致的前提下，明确了其他设计人员疏散、灭火救援场所的部位和相应照度要求。
5.2照明灯具的选型
1）光源的选择
应选择采用节能光源，优先选择高亮度、低功耗的LED光源，且要求色温不低于2700K。
2）灯具自带蓄电池的选择
灯具的蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池。
3）灯具电压等级的选择
考虑到发生火灾时，自动喷水灭火系统、消火栓系统等水灭火系统产生的水介质很容易导致灯具的外壳发生导电现象，为避免发生电击事故，要求设在距地面8m及以下的灯具采用A型灯具，即灯具电压等级不大于36V。
4）灯具面板或灯罩材质的选择
在顶棚、疏散路径上方设置的灯具面板或灯罩不应采用玻璃材质。
5）灯具及其连接附件防护等级的选择
在室外或地面上设置时，防护等级不应低于IP67；在隧道场所、潮湿场所内设置时，防护等级不应低于IP65；B型灯具的防护等级不应低于IP34。
5.3 标志灯具的设计
标志灯应设在醒目位置，应保证人员在疏散路径的任何位置、在人员密集场所的任何位置都能看到标志灯。
1）出口标志灯
为了便于人员准确识别可用于安全疏散的“出口”位置和“出口”的客用状态，在进入“出口”的部位应设置出口标志灯。出口标志灯的设置位置应符合《技术标准》第3.2.8条。
2）方向标志灯
方向标志灯是用图形和/或文字指示人员疏散方向、与安全出口或疏散出口距离的消防应急疏散指示标志灯。方向标志灯的设置位置应符合《技术标准》第3.2.9条。
3）楼层标志灯
楼层标志灯是用图形和/或文字指示人员所处楼层位置信息的消防应急疏散指示灯具，一般设在楼梯间每层面向梯面的墙上。
6 灯具配电回路的设计
灯具配电回路依据上述疏散单元的划分情况设置，同一配电回路不宜跨越疏散单元。避难走道应单独设置配电回路。
任一配电回路配电的灯具数量不宜超过60只，配接灯具的额定功率总和不应大于该回路额定功率的80%。A型灯具配电回路的额定电流不应大于6A，B型灯具配电回路的额定电流不应大于10A。
7 应急照明集中电源和应急照明配电箱的设计
7.1应急照明集中电源的设计
应急照明集中电源的设计应包括设备的选型、设置、供电和输出等内容。
1）应急照明集中电源的选择
应根据系统的类型及规模、灯具及其配电回路的设置情况、集中电源的设置部位及设备散热能力等因素综合选择适宜电压等级与额定输出功率的集中电源；集中电源的额定输出功率不应大于5KW，设置的电缆井中的集中电源额定输出功率不应大于1KW。
蓄电池或蓄电池组应尽量选择安全性高、环保、衰减比率低的蓄电池，比如镍氢电池、锂离子电池等高能蓄电池。
应急照明集中电源设置在电气竖井内时，应选择防护等级不低于IP33的产品。
2）应急照明集中电源的设置
应综合考虑配电线路的供电距离、导线截面、压降损耗等因素，按防火分区的划分情况设置集中电源。当系统规模不大时，可采用集中设置的方案，此时应急照明集中电源可以设置在消防控制室、低压配电室或建筑的配电间。当系统规模较大时，可采用分散设置的方案，此时应急照明集中电源可设置在电气竖井、配电小间内。
设置场所的环境条件：设置场所不应有可燃气体管道、易燃物、腐蚀性气体或蒸汽；酸性电池的设置场所不应存放带有碱性介质的物质；碱性电池的设置场所不应存放带有酸性介质的物质；设置场所宜通风良好，设置场所的环境温度不应超出电池标称的工作温度范围。
3）应急照明集中电源的供电
集中控制型系统中，集中设置的集中电源应由消防电源的专用应急回路供电，分散设置的集中电源应由所在防火分区、同一防火分区的楼层内消防电源配电箱供电。
非集中控制型系统中，集中设置的集中电源应由正常照明线路供电，分散设置的集中电源应由所在防火分区的正常照明配电箱供电。
4）应急照明集中电源的输出回路
集中电源的输出回路不应超过8路，配电回路可同时为多个楼层的灯具供电，沿电气竖井垂直方向为不同楼层的灯具供电时，集中电源的每个输出回路在公共建筑中的供电范围不宜超过8层，在住宅建筑的供电范围不宜超过18层。
7.2应急照明配电箱的设计
应急照明配电箱的设计应包括设备的选型、设置、供电和输出等内容。
1）应急照明配电箱的选型
为防止水介质顺着管路渗入应急照明配电箱内部，应选择进、出线口分开设置在箱体下部的产品，且在潮湿场所应选择防护等级不低于IP65的产品，在电气竖井内应选择防护等级不低于IP33的产品。
2）应急照明配电箱的设置
应急照明配电箱宜设置于值班室、设备机房、配电间或电气竖井内。人员密集场所，每个防火分区应设置独立的应急照明配电箱；非人员密集场所，多个相邻防火分区可设置一个共用的应急照明配电箱。防烟楼梯间应设置独立的应急照明配电箱，封闭楼梯间宜设置独立的应急照明配电箱。
3）应急照明配电箱的供电
集中控制型系统中，应急照明配电箱应由消防电源的专用应急回路或所在防火分区、同一防火分区的楼层内消防电源配电箱供电；非集中控制型系统中，应急照明配电箱应由防火分区、同一防火分区的楼层的正常照明配电箱供电。
4）应急照明配电箱的输出回路
A型应急照明配电箱的输出回路不应超过8路，B型应急照明配电箱的输出回路不应超过12路；沿电气竖井垂直方向为不同楼层的灯具供电时，应急照明配电箱的每个输出回路在公共建筑中的供电范围不宜超过8层，在住宅建筑的供电范围不宜超过18层。
8 系统线路的设计
8.1 线路导体选择
系统线路应选择铜芯导线或电缆。
8.2 线路电压等级选择
额定工作电压等级为50V以下时，应选择电压等级不低于交流300/500V的线缆；额定工作电压等级为220/380V时，应选择电压等级不低于交流450/750V的线缆。
8.3外护套材质选择
除地面上设置的灯具回路总线应选择耐腐蚀橡胶电缆外，其他系统的配电线路应选择耐火线缆，系统的通信线路应选择耐火线缆或耐火光纤。
8.4 线路保护
系统配电线路应穿热镀锌金属管保护敷设在不燃烧体内，在吊顶内敷设的线路应采用耐火导线穿采取防火措施的金属导管保护。
结语
应急照明和疏散指示系统是火灾危险情况下为保证人员安全疏散设置的重要照明，意义重大，本文主要讨论《技术标准》新规在民用建筑中的应用。基于篇幅有限，应急照明控制器的设计和系统控制逻辑设计按规范设计，本文不予赘述。
参考文献
[1] 应急管理部沈阳消防研究所.GB 51309-2018 消防应急照明和疏散指示系统技术标准[S].北京：中国计划出版社，2018
[2] 中国建筑东北设计研究院有限公司.GB 51348-2019 民用建筑电气设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2019
[3] 公安部天津消防研究所.GB 50016-2014 建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2018