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浅谈应急照明设计与应用

发布时间:2020-07-28   点击次数:83次

【摘要】应急照明是因正常照明的电源失效而启用的照明。应急照明作为工业及民用建筑照明设施的一个部分,同人身安全和建筑物、设备安全息息相关。本文对应急照明设计的主要内容进行了介绍,主要内容包括:应急照明的分类及含义,应急照明电源的分类、选择及切断,应急照明转换时间、持续照明时间的确定应急照明的控制,并论述了设计中值得注意的一些问题。

【关键词】应急照明;电源;转换时间;持续时间;控制

 

1引言:

在做照明设计的时候,我们希望有些光源在某些时候是常明的,但这仅靠正常电源是不行的。因为当故障发生时,或某些可能的灾害如火灾、爆炸等发生时,正常电源往往发生故障被断开,正常照明全部熄灭。为了保障人员疏散、消防救援工作,并对进行着的生产、工作及时操作和处理,有效地制止灾害或事故的蔓延,这时应随即投入应急照明。因此,在做设计时,项目都对应急照明提出了很高的要求和制定了详细的规定。

应急照明是指正常照明系统因电源失效而启用的照明,用来供人员疏散、保障和继续工作之用。如果应急照明系统设计得合理,对故障发生时人员的安全、快速疏散将起到相当积极的作用,但如果设计得不合理,就会影响人员疏散和诸如灭火等的进程,严重时甚至会发生人员伤亡及造成财产的重大损失。所以,在电气照明设计领域中,应急照明系统,是与人民群众生命有密切关系的,因此,设计一套合理的应急照明系统,是值得共同探讨和研究的。

2应急照明的分类及含义

在做工程的应急照明设计前,弄清应急照明的分类及含义,这样才能符合设计要求。

 

 

图1应急照明分类图

(a)GB50034分类;(b)GB50016分类;(c)CIE分类

本文按GB50034-2013《建筑照明设计标准》的规定,应急照明分为三类,即疏散照明、安全照明、备用照明。

疏散照明:在正常照明电源发生故障时,为使人员能容易而准确无误地找到建筑物出口而设的应急照明部分。它由疏散照明灯和疏散标志灯组成。疏散标志灯一般应选用专用灯具,但有些设计往往没有正确选用光源的容量以及灯具外型尺寸,有的甚至只在图例中写上“出口灯”、“诱导灯”字样了事。要知道在火灾状态下,为保证标志灯在烟雾下的可见度、清晰度,与灯具选型密切相关。我们有时会看到,一个偌大的建筑物却配置了很小尺寸的诱导灯、出口灯,这必然会影响诱导的效果。所以我们应结合工程予以采用合适的疏散标志灯。

安全照明:在正常照明电源发生故障时,为确保处于潜在危险中人员的安全而设的应急照明部分。

备用照明:在正常照明电源发生故障时,为确保正常活动继续进行而设的应急照明部分。

3应急照明连续供电时间及转换时间

3.1应急照明的转换时间

应急照明的转换时间应根据实际工程及有关的规范确定。

  1. 备用照明的转换时间不应大于5s;对于有爆炸危险的生产场所等,应视工艺生产特点,按需要确定更短时间;对于商场的收款台之类场所,为防止抢窃,不宜大于1.5s;
  2. 疏散照明的转换时间不应大于15s;这是考虑了适应应急发电机自起动条件,如果使用的是其它的应急电源,应争取更短;
  3. 安全照明的转换时间不应大于0.5s;因涉及到人身安全,所以要求比较高,因此应急电源只能使用电网线路自动转换或蓄电池。

应急照明转换时间的确定主要从必要的操作、处理及可能造成的事故、经济损失考虑,某些场所要求更短的转换时间,对于有严重危险的生产场所,应按其生产实际需要确定。对于疏散照明和备用照明只采用自动转换是容易实现的,即使使用柴油发电机组做为应急电源,采用自动启动、自动转换也是可以实现的。对于安全照明,因转换时间为0.5s,极短,所以不能采用柴油发电机组为应急电源,也不能用荧光灯做为光源,用瞬时点燃的白炽灯作为光源且须自动转换。

3.2应急照明的连续供电时间

从应急照明电源的种类及对应急照明转换时间的要求,不难看出应急照明持续工作时间也是要受到一定限制的。

1疏散照明持续时间不宜小于30分钟。主要应考虑发生火灾或其它灾害时,人员疏散、在建筑物内搜寻人员、救援等需要的时间。对于高层建筑、规大的多层建筑、大型医院等,宜考虑更长的持续时间,如45、60、90分钟。

2安全照明和备用照明的持续工作时间应视使用场所、生产、工艺特点确定。某些特别重要的场所如公共建筑、通讯中心、广播台、电视台、发电及变配电、交通枢纽等,应长时间持续工作。

对于接自电网或应急发电机组的应急照明系统,其持续工作时间是容易满足要求的;对于蓄电池供电的应急照明系统,其工作时间受到蓄电池容量大小的限制。对于要求持续工作时间较长的场所不宜单独使用蓄电池组,应考虑与发电机组配合使用。在这种情况下,蓄电池组供电,仅作为应急照明的过渡,等发电机组自起动后就可以利用发电机组供电了,这样,蓄电池供电的时间可适当减少。 

4应急照明电源

4.1应急照明电源的分类

应急照明电源是当正常电源不再提供正常照明需要的低亮度时,即正常照明电源电压降为额定电压60%以下时,转换到应急照明电源供电。应急照明电源大致可以分为以下几种类型:

1接自电力网有效地独立于正常照明电源的线路,特点是容量大、转换快、持续工作时间长

2应急发电机组;

3带有蓄电池组的应急电源,

应急照明电源的选择确定,应根据应急照明的种类、转换时间、持续工作时间、各种电源的特点及实际工程的客观需要和要求等多种因素综合考虑进行选择,应该做到可靠、技术先进、经济合理。 

4.2接自电力网有效地独立于正常照明电源的线路

这种电源,具有转换时间短,持续工作时间长,工作可靠的特点。所以这种电源应用较为普遍。尤其是大中城市、大中型工厂取得这种电源比较容易。对于公共建筑和厂房,由于生产和工作需要,当具有电网备用电源时,应首先利用它做为应急照明电源。如果专门为应急照明设置上述这样的电源是不经济的。

应结合当地电力实际及工程实际情况综合考虑,统筹安排电力设备的应急电源和应急照明电源。对于要继续维持生产的备用照明及消防水泵房的备用照明,应与生产电力设备、消防泵使用同一备用电源,一般自电网取得。 

4.3柴油发电机组电源

对于柴油发电机组,由于电机投入运行需要较长的时间,经常处于后备状态的机组,停电时自起动时间约需15s,因此只能做为疏散照明和备用照明的应急照明电源,而不能单独用于安全照明。专门为应急照明设置发电机组是不经济的,也是不合理的。在某些工业生产厂房也往往是和生产运行的电力设备的需要一起考虑。

4.4蓄电池电源

灯内自带蓄电池即自带电源型应急灯,这种方式供电可靠性高,转换迅速,增减方便,线路故障无影响,电池损坏影响面小。缺点是投资大,持续照明时间受容量大小的限制,运行管理及维护要求高。这种方式适用于应急照明灯数不多,装设较分散,规模不大的建筑物。

集中或分区集中设置的蓄电池组电源,优点是供电可靠性高、转换迅速,与自带蓄电池方式相比投资较少,管理及维护较方便。缺点是需要专门房间,电池故障影响面积大,当供电距离长时,导线截面大,将增加铜耗量,且线路的防火问题也要考虑。这种方式适用于应急照明灯数较多,灯具较集中,规模较大的建筑物。因此在重要的建筑,有时要与其他类型的应急照明电源配合使用,这样较为经济合理。

不间断电源装置(UPS)是一种集中或分区集中设置的蓄电池供电方式,其各项性能指标都很高,但价格也高,一般应急照明不宜选用。但像计算机站等建筑内已有UPS,且容量能满足要求时,利用UPS供给本场所内的应急照明是适宜的。变配电所设有蓄电池直流屏时,也可利用它供给本所内的备用照明。 

4.5组合电源

由于上述几种电源的结构、可靠程度不同,所以在实际应用中只选择某一种应急照明电源有时是很难满足要求的,也很难做到安全可靠、经济合理。这时就有必要选择两种或两种以上的应急照明电源。

当应急照明电源是取自电网的独立电源时,要求由外部引来两路独立电源供电,确保一路故障时,另一路仍继续工作。应急照明配电系统应自成体系,保证在火灾情况下,切除非消防负荷后,系统仍可供电。此种方式供电容量和供电时间不受限制,转换时间容易满足要求。但是在重大灾害时,其供电可靠性可能遭到破坏。因此,对于规模较大的高层建筑和一些特别重要的建筑仅采用此种方式做应急照明电源是不够的,这时就有必要配以发电机组或蓄电池作为应急照明电源的必要补充和加强。

发电机组供电方式的优点是供电容量和供电时间基本不受限制,不足之处是转换时间较长,不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高场所的备用照明。需要用于这种场所时,应采用由蓄电池组供电的应急照明灯具作为过渡照明。高层建筑及一些特别重要的大型建筑,宜采用这种由发电机组与蓄电池组合作为应急照明电源的供电方式。

同时设置两种以至三种应急照明电源,可靠性当然高,但投资更大,一般只在重要的公共建筑、高层建筑中采用。一般说,设置几种电源是根据该建筑的生产和消防电力设施要求确定的,专为应急照明设置并不太多。

5应急照明的控制

有了可靠的电源、线路、光源、灯具,如果在应急时不能及时点亮,一切都是徒然。应急照明的控制有多种方式,关键是设计者有清晰的设计思路。首先应明确各种场所照明的常态,其次是控制点,有的由现场开关面板控制,有的在配电箱集中控制,有消控的还应有消控强制接通,不能只有消控接通而无就地控制点,以防消控失灵,并应将设计意图用控制接线图表达并与配电系统回路对应表示。

对于自带蓄电池的应急照明灯的控制接线,请参见图1所示。自带蓄电池应急灯具的充电线在任何情况下都不应被拉闸,我们知道充电线除了对蓄电池充电(正常时浮充)外,充电线失去电源是应急照明灯由正常照明电源转换成由内部自带蓄电池电源供电的信号,一旦被误操作拉闸,灯具就会耗尽蓄电池的能量,又不能及时再充电,此时若发生灾情,灯具就无法点亮,这是不允许的。所以设计应注明哪个是充电线开关,并注明“不得拉闸”。配电箱标志框也应明确标明。

6应急照明电源的切断

虽然说应急照明是一项综合安全设施,并不都是用于火灾时,但它应能满足消防的规范,它的供电是属于消防用电电源。火灾确认后,消防控制设备对联动控制对象应有下列功能:接通应急照明灯;切断有关部位的非消防电源。我认为:接通应急照明灯是人员疏散的照明;切断有关部位的非消防电源是为了扑救方便,减少救火人员触电的可能性。在实际设计中,应急照明常结合正常照明统一布置,利用正常照明灯的部分或全部作为应急照明,当某场所发生火灾时,接通应急照明灯,指示人员疏散,同时,切断有关部位的非消防电源,防止电气线路短路,但当人们已经疏散撤离完,消防控制也应将该场所应急照明电源切断,只保留带蓄电池的应急照明灯并维持必要的持续照明时间,这样就可以减少救火人员触电的可能性,更便于扑救。有消防人员证实,在扑救火灾时,他们要求有关部位的电源要全部切断。

7应用举例

某公司煤化工乙二醇变配电室,照明设计过程中:对于配电室等重要机房,备用照明与正常照明照度相同,利用正常照明的灯具在正常电源故障时,备用电源自动转换到备用电源供电。本设计照明配电箱电源引自低压配电室EPS。照明采用节能型LED灯,所有灯具功率因数均不小于0.9;通道设消防应急照明灯、疏散指示灯和出口指示灯。灯具在有吊顶的场所嵌入安装,无吊顶的场所管吊或吸顶安装。照度采用利用系数法:

 

2利用系数法计算平均照度的基本公式

按上述公式计算得出:走廊、楼梯间为50lx,节能指标2.5W/m2;卫生间为75lx,节能指标3.5W/m2;配电室、机柜间、值班室为300lx,节能指标9W/m2。符合国家相关规范要求。

结束语

总之,应急照明设计是一项重要的工作,周密考虑,细致作图,一个小小的疏忽,在火灾时就可能造成严重的后果。“火场如战场,时间就是生命”。应急照明系统可能为逃生者赢得宝贵的时间,相反也可能使之失去获救的机会。无数惨痛的事实告诉我们,要以高度的责任心去对待每一项设计。

8安科瑞消防应急照明和疏散指示系统选型

8.1系统组成

a.应急照明控制器

控制器是消防应急照明和疏散指示系统的系统主机。控制器与FAS(火灾自动报警系统)主机联动,在火灾发生时,智能地控制指示灯的开关。控制器通过总线网络实时监控各个终端,在险情发生时,自动将信息指令发布到每个终端,终端收到指令之后自动开始工作,如频闪、变向、开、灭灯等工作,引导人员安全撤离。

b.应急照明集中电源

应急照明集中电源是安装在建筑物内的备用集中式集中电源装置。集中电源可以为消防标志灯、照明灯供电,保证消防应急照明和疏散指示系统正常工作。

c.消防应急灯具

为人员疏散、消防作业提供照明和标志的各类灯具,包括消防应急照明灯具和消防应急标志灯具。

8.2安装场所

a.应急照明控制器

消防控制室或者有人值班的场所。

b.应急照明集中电源

消防控制室、低压配电室、防火分区内的配电间或竖井内,设置环境应符合相关规范要求。

c.消防应急标志灯具

8.3安装要求:

出口标标志灯的安装应符合下列规定:

a.应安装在安全出口或疏散门内侧上方居中的位置;受安装条件限制标志灯无法安装在门框上侧时,可安装在门的两侧,但门完全开启时不能被遮挡。

b.室内高度不大于3.5m的场所,标志灯底边离门框距离不应大于200mm;室内高度大于3.5m的场所,特大型、大型、中型标志灯底边距地面高度不宜小于3m,且不宜大于6m。

c.采用吸顶或吊顶式安装时,标志灯距安全出口或疏散门所在墙面的距离不宜大于50mm。

方向标志灯的安装应符合下列规定:

a.应保证标志灯的箭头指示方向与疏散指示方案一致。

b.安装在疏散走道、通道两侧的墙面或柱面上时,标志灯底边距地面的高度应小于1m。

c.安装在疏散走道、通道上方时:

(1)室内高度不大于3.5m,标志灯底边距地面的高度宜为2.3m~2.5m;

(2)室内高度大于3.5m的场所,特大型、大型、中型标志灯底边距地面高度不宜小于3m,且不宜大于6m。

d.当安装在疏散走道、通道转角处的上方或两侧时,标志灯与转角处边墙的距离不应大于1m;

e.当安装出口或疏散门在疏散走道侧边时,在疏散走道增设的方向标志灯应安装在疏散走道的顶部,且标志灯的标志面应与疏散方向垂直、箭头应指向安全出口或疏散门;

f.当安装在疏散走道、通道的地面上时,应符合下列规定:

(1)标志灯应安装在疏散走道、通道的位置;

(2)标志灯的所有金属构件应采用耐腐蚀构件或做防腐处理,标志灯配电、通信线路的连接应采用密封胶密封;

(3)标志灯表面应与地面平行,高于地面距离不应大于3mm,标志灯边缘与地面垂直距离高度不应大于1mm。

(4)楼层标志灯应安装在楼梯间内朝向楼梯的正面墙上,标志灯底边距地面的高度宜为2.2m~2.5m。 

消防应急照明灯具

a.照明灯宜安装在顶棚上。

b.当条件可安装在走道侧面墙上,并应符合下列规定:

(1)安装高度不应在距地面1m~2m之间;

(2)在距地面1m以下侧面墙上安装时,应保证光线照射在灯具的水平线以下。

c.照明灯不应安装在地面上。

8.4设备选型

类型

名称

型号

供电电源

安装方式

产品尺寸(H*W*D)(mm)

IP等级

应急照明控制器

琴台

A-C-A100

AC220V

落地

1300*550*910

IP30

壁挂

A-C-A100/B3

AC220V

壁挂

400*300*160

IP30

应急照明集中电源

壁挂

A-D-0.3KVA-A200FP

AC220V

壁挂

750*600*280

IP33

壁挂

A-D-0.5KVA-A200FP

AC220V

壁挂

750*600*280

IP33

壁挂

A-D-0.65KVA-A200FP

AC220V

壁挂

750*600*280

IP33

集中电源集中控制型消防应急照明灯具

双面出口

A-BLJC-2LROEⅡ1W-A430

DC36V/DC24V

吊装

160*400*20

IP30

双面左向

A-BLJC-2LROEⅡ1W-A430

DC36V/DC24V

吊装

160*400*20

IP30

双面双向

A-BLJC-2LROEⅡ1W-A430

DC36V/DC24V

吊装

160*400*20

IP30

单面出口

A-BLJC-1LROEⅡ1W-A431

DC36V/DC24V

壁挂

160*400*16

IP30

单面左向

A-BLJC-1LROEⅡ1W-A431

DC36V/DC24V

壁挂

160*400*16

IP30

单面右向

A-BLJC-1LROEⅡ1W-A431

DC36V/DC24V

壁挂

160*400*16

IP30

单面双向

A-BLJC-1LROEⅡ1W-A431

DC36V/DC24V

壁挂

160*400*16

IP30

单面楼层

A-BLJC-1OEⅡ1W-A431F

DC36V/DC24V

壁挂

160*400*16

IP30

单向玻璃

A-BLJC-1LEⅠ1W-A530L

DC36V/DC24V

地埋

φ180*40

IP67

双向玻璃

A-BLJC-1LREⅠ1W-A530LR

DC36V/DC24V

地埋

φ180*40

IP67

单向玻璃

A-BLJC-1LEⅠ1W-A532L

DC36V/DC24V

地埋

φ245*40

IP67

双向玻璃

A-BLJC-1LREⅠ1W-A532LR

DC36V/DC24V

地埋

φ245*40

IP67

单向不锈钢

A-BLJC-1LEⅠ1W-A503L

DC36V

地埋

φ245*40

IP67

双向不锈钢

A-BLJC-1LREⅠ1W-A503LR

DC36V

地埋

φ245*40

IP67

壁挂

A-ZFJC-E3W-A630B

DC36V

壁挂

119*209*75

IP30

壁挂

A-ZFJC-E5W-A630B

DC36V

壁挂

119*209*75

IP30

嵌顶

A-ZFJC-E3W-A631

DC36V

嵌顶

φ114.3*53

IP30

嵌顶

A-ZFJC-E6W-A631

DC36V

嵌顶

φ114.3*53

IP30

嵌顶

A-ZFJC-E9W-A631

DC36V

嵌顶

φ114.3*53

IP30

吸顶

A-ZFJC-E3W-A603

DC36V

吸顶

φ305*85

IP30

 

9结束语

总之,应急照明设计是一项重要的工作,周密考虑,细致作图,一个小小的疏忽,在火灾时就可能造成严重的后果。“火场如战场,时间就是生命”。应急照明系统可能为逃生者赢得宝贵的时间,相反也可能使之失去获救的机会。无数惨痛的事实告诉我们,要以高度的责任心去对待每一项设计。

参考文献:

[1]照明设计手册(第三版).北京照明学会照明设计专业委员会编

[2]强胜.应急照明设计.工程技术与设计.2019.3

[3]安科瑞消防应急照明和疏散指示系统样本.2019.11版

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11

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