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淺談應急照明設計與應用
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淺談應急照明設計與應用
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應急照明是指正常照明系統因電源失效而啟用的照明,用來供人員疏散、保障安全和繼續工作之用。如果應急照明系統設計得合理,對故障發生時人員的安全、快速疏散將起到相當積極的作用,但如果設計得不合理,就會影響人員疏散和諸如滅火等的進程,嚴重時甚至會發生人員傷亡及造成財產的重大損失。所以,在電氣照明設計領域中,應急照明系統,是與人民群眾生命安全有密切關系的。
  淺談應急照明設計與應用的詳細資料:

安科瑞 鮑靜君

  【摘要】應急照明是因正常照明的電源失效而啟用的照明。應急照明作為工業及民用建筑照明設施的一個部分,同人身安全和建筑物、設備安全息息相關。本文對應急照明設計的主要內容進行了介紹,主要內容包括:應急照明的分類及含義,應急照明電源的分類、選擇及切斷,應急照明轉換時間、持續照明時間的確定應急照明的控制,并論述了設計中值得注意的一些問題。

  【關鍵詞】應急照明;電源;轉換時間;持續時間;控制

  1  引言:

  在做照明設計的時候,我們希望有些光源在某些時候是常明的,但這僅靠正常電源是不行的。因為當故障發生時,或某些可能的災害如火災、爆炸等發生時,正常電源往往發生故障被斷開,正常照明全部熄滅。為了保障人員疏散、消防救援工作,并對進行著的生產、工作及時操作和處理,有效地制止災害或事故的蔓延,這時應隨即投入應急照明。因此,在做設計時,項目都對應急照明提出了很高的要求和制定了詳細的規定。

  應急照明是指正常照明系統因電源失效而啟用的照明,用來供人員疏散、保障安全和繼續工作之用。如果應急照明系統設計得合理,對故障發生時人員的安全、快速疏散將起到相當積極的作用,但如果設計得不合理,就會影響人員疏散和諸如滅火等的進程,嚴重時甚至會發生人員傷亡及造成財產的重大損失。所以,在電氣照明設計領域中,應急照明系統,是與人民群眾生命安全有密切關系的,因此,設計一套合理的應急照明系統,是值得共同探討和研究的。

  2  應急照明的分類及含義

  在做工程的應急照明設計前,弄清應急照明的分類及含義,這樣才能符合設計要求。

圖1應急照明分類圖

 ?。╝)GB50034分類;(b)GB50016分類;(c)CIE分類

  本文按GB50034-2013《建筑照明設計標準》的規定,應急照明分為三類,即疏散照明、安全照明、備用照明。

  疏散照明:在正常照明電源發生故障時,為使人員能容易而準確無誤地找到建筑物出口而設的應急照明部分。它由疏散照明燈和疏散標志燈組成。疏散標志燈一般應選用燈具,但有些設計往往沒有正確選用光源的容量以及燈具外型尺寸,有的甚至只在圖例中寫上“出口燈”、“誘導燈”字樣了事。要知道在火災狀態下,為保證標志燈在煙霧下的可見度、清晰度,與燈具選型密切相關。我們有時會看到,一個偌大的建筑物卻配置了很小尺寸的誘導燈、出口燈,這必然會影響誘導的效果。所以我們應結合工程予以采用合適的疏散標志燈。

  安全照明:在正常照明電源發生故障時,為確保處于潛在危險中人員的安全而設的應急照明部分。

  備用照明:在正常照明電源發生故障時,為確保正?;顒永^續進行而設的應急照明部分。

  3  應急照明連續供電時間及轉換時間

  3.1應急照明的轉換時間

  應急照明的轉換時間應根據實際工程及有關的規范確定。

 ?。?)備用照明的轉換時間不應大于5s;對于有爆炸危險的生產場所等,應視工藝生產特點,按需要確定更短時間;對于商場的收款臺之類場所,為防止搶竊,不宜大于1.5s;

 ?。?)疏散照明的轉換時間不應大于15s;這是考慮了適應應急發電機自起動條件,如果使用的是其它的應急電源,應爭取更短;

 ?。?)安全照明的轉換時間不應大于0.5s;因涉及到人身安全,所以要求比較高,因此應急電源只能使用電網線路自動轉換或蓄電池。

  應急照明轉換時間的確定主要從必要的操作、處理及可能造成的事故、經濟損失考慮,某些場所要求更短的轉換時間,對于有嚴重危險的生產場所,應按其生產實際需要確定。對于疏散照明和備用照明只采用自動轉換是容易實現的,即使使用柴油發電機組做為應急電源,采用自動啟動、自動轉換也是可以實現的。對于安全照明,因轉換時間為0.5s,極短,所以不能采用柴油發電機組為應急電源,也不能用熒光燈做為光源,用瞬時點燃的白熾燈作為光源且須自動轉換。

  3.2應急照明的連續供電時間

  從應急照明電源的種類及對應急照明轉換時間的要求,不難看出應急照明持續工作時間也是要受到一定限制的。

 ?。?)疏散照明持續時間不宜小于30分鐘。主要應考慮發生火災或其它災害時,人員疏散、在建筑物內搜尋人員、救援等需要的時間。對于高層建筑、規模大的多層建筑、大型醫院等,宜考慮更長的持續時間,如45、60、90分鐘。

 ?。?)安全照明和備用照明的持續工作時間應視使用場所、生產、工藝特點確定。某些特別重要的場所如公共建筑、通訊中心、廣播臺、電視臺、發電及變配電中心、交通樞紐等,應長時間持續工作。

  對于接自電網或應急發電機組的應急照明系統,其持續工作時間是容易滿足要求的;對于蓄電池供電的應急照明系統,其工作時間受到蓄電池容量大小的限制。對于要求持續工作時間較長的場所不宜單獨使用蓄電池組,應考慮與發電機組配合使用。在這種情況下,蓄電池組供電,僅作為應急照明的過渡,等發電機組自起動后就可以利用發電機組供電了,這樣,蓄電池供電的時間可適當減少。

  4  應急照明電源

  4.1應急照明電源的分類

  應急照明電源是當正常電源不再提供正常照明需要的低亮度時,即正常照明電源電壓降為額定電壓60%以下時,轉換到應急照明電源供電。應急照明電源大致可以分為以下幾種類型:

 ?。?)接自電力網有效地獨立于正常照明電源的線路,特點是容量大、轉換快、持續工作時間長

 ?。?)應急發電機組;

 ?。?)帶有蓄電池組的應急電源,

  應急照明電源的選擇確定,應根據應急照明的種類、轉換時間、持續工作時間、各種電源的特點及實際工程的客觀需要和要求等多種因素綜合考慮進行選擇,應該做到安全可靠、技術先進、經濟合理。

  4.2接自電力網有效地獨立于正常照明電源的線路

  這種電源,具有轉換時間短,持續工作時間長,工作可靠的特點。所以這種電源應用較為普遍。尤其是大中城市、大中型工廠取得這種電源比較容易。對于公共建筑和廠房,由于生產和工作需要,當具有電網備用電源時,應首先利用它做為應急照明電源。如果專門為應急照明設置上述這樣的電源是不經濟的。

  應結合當地電力實際及工程實際情況綜合考慮,統籌安排電力設備的應急電源和應急照明電源。對于要繼續維持生產的備用照明及消防水泵房的備用照明,應與生產電力設備、消防泵使用同一備用電源,一般自電網取得。

  4.3柴油發電機組電源

  對于柴油發電機組,由于電機投入運行需要較長的時間,經常處于后備狀態的機組,停電時自起動時間約需15s,因此只能做為疏散照明和備用照明的應急照明電源,而不能單獨用于安全照明。專門為應急照明設置發電機組是不經濟的,也是不合理的。在某些工業生產廠房也往往是和生產運行的電力設備的需要一起考慮。

  4.4蓄電池電源

  燈內自帶蓄電池即自帶電源型應急燈,這種方式供電可靠性高,轉換迅速,增減方便,線路故障無影響,電池損壞影響面小。缺點是投資大,持續照明時間受容量大小的限制,運行管理及維護要求高。這種方式適用于應急照明燈數不多,裝設較分散,規模不大的建筑物。

  集中或分區集中設置的蓄電池組電源,優點是供電可靠性高、轉換迅速,與自帶蓄電池方式相比投資較少,管理及維護較方便。缺點是需要專門房間,電池故障影響面積大,當供電距離長時,導線截面大,將增加銅耗量,且線路的防火問題也要考慮。這種方式適用于應急照明燈數較多,燈具較集中,規模較大的建筑物。因此在重要的建筑,有時要與其他類型的應急照明電源配合使用,這樣較為經濟合理。

  不間斷電源裝置(UPS)是一種集中或分區集中設置的蓄電池供電方式,其各項性能指標都很高,但價格也高,一般應急照明不宜選用。但像計算機站等建筑內已有UPS,且容量能滿足要求時,利用UPS供給本場所內的應急照明是適宜的。變配電所設有蓄電池直流屏時,也可利用它供給本所內的備用照明。

  4.5組合電源

  由于上述幾種電源的結構、可靠程度不同,所以在實際應用中只選擇某一種應急照明電源有時是很難滿足要求的,也很難做到安全可靠、經濟合理。這時就有必要選擇兩種或兩種以上的應急照明電源。

  當應急照明電源是取自電網的獨立電源時,要求由外部引來兩路獨立電源供電,確保一路故障時,另一路仍繼續工作。應急照明配電系統應自成體系,保證在火災情況下,切除非消防負荷后,系統仍可供電。此種方式供電容量和供電時間不受限制,轉換時間容易滿足要求。但是在重大災害時,其供電可靠性可能遭到破壞。因此,對于規模較大的高層建筑和一些特別重要的建筑僅采用此種方式做應急照明電源是不夠的,這時就有必要配以發電機組或蓄電池作為應急照明電源的必要補充和加強。

  發電機組供電方式的優點是供電容量和供電時間基本不受限制,不足之處是轉換時間較長,不能用于安全照明及某些對轉換時間要求較高場所的備用照明。需要用于這種場所時,應采用由蓄電池組供電的應急照明燈具作為過渡照明。高層建筑及一些特別重要的大型建筑,宜采用這種由發電機組與蓄電池組合作為應急照明電源的供電方式。

  同時設置兩種以至三種應急照明電源,可靠性當然高,但投資更大,一般只在重要的公共建筑、高層建筑中采用。一般說,設置幾種電源是根據該建筑的生產和消防電力設施要求確定的,專為應急照明設置并不太多。

  5  應急照明的控制

  有了可靠的電源、線路、光源、燈具,如果在應急時不能及時點亮,一切都是徒然。應急照明的控制有多種方式,關鍵是設計者有清晰的設計思路。首先應明確各種場所照明的常態,其次是控制點,有的由現場開關面板控制,有的在配電箱集中控制,有消控中心的還應有消控中心強制接通,不能只有消控中心接通而無就地控制點,以防消控失靈,并應將設計意圖用控制接線圖表達并與配電系統回路對應表示。

  對于自帶蓄電池的應急照明燈的控制接線,請參見圖1所示。自帶蓄電池應急燈具的充電線在任何情況下都不應被拉閘,我們知道充電線除了對蓄電池充電(正常時浮充)外,充電線失去電源是應急照明燈由正常照明電源轉換成由內部自帶蓄電池電源供電的信號,一旦被誤操作拉閘,燈具就會耗盡蓄電池的能量,又不能及時再充電,此時若發生災情,燈具就無法點亮,這是不允許的。所以設計應注明哪個是充電線開關,并注明“不得拉閘”。配電箱標志框也應明確標明。

  6  應急照明電源的切斷

  雖然說應急照明是一項綜合安全設施,并不都是用于火災時,但它應能滿足消防的規范,它的供電是屬于消防用電電源?;馂拇_認后,消防控制設備對聯動控制對象應有下列功能:接通應急照明燈;切斷有關部位的非消防電源。我認為:接通應急照明燈是人員疏散的照明;切斷有關部位的非消防電源是為了撲救方便,減少救火人員觸電的可能性。在實際設計中,應急照明常結合正常照明統一布置,利用正常照明燈的部分或全部作為應急照明,當某場所發生火災時,接通應急照明燈,指示人員疏散,同時,切斷有關部位的非消防電源,防止電氣線路短路,但當人們已經疏散撤離完,消防控制也應將該場所應急照明電源切斷,只保留帶蓄電池的應急照明燈并維持必要的持續照明時間,這樣就可以減少救火人員觸電的可能性,更便于撲救。有消防人員證實,在撲救火災時,他們要求有關部位的電源要全部切斷。

  7  應用舉例

  某公司煤化工乙二醇變配電室,照明設計過程中:對于配電室等重要機房,備用照明與正常照明照度相同,利用正常照明的燈具在正常電源故障時,備用電源自動轉換到備用電源供電。本設計照明配電箱電源引自低壓配電室EPS。照明采用節能型LED燈,所有燈具功率因數均不小于0.9;通道設消防應急照明燈、疏散指示燈和出口指示燈。燈具在有吊頂的場所嵌入安裝,無吊頂的場所管吊或吸頂安裝。照度采用利用系數法:

圖2利用系數法計算平均照度的基本公式

  按上述公式計算得出:走廊、樓梯間為50lx,節能指標2.5W/m2;衛生間為75lx,節能指標3.5W/m2;配電室、機柜間、值班室為300lx,節能指標9W/m2。符合國家相關規范要求。

  結束語

  總之,應急照明設計是一項重要的工作,周密考慮,細致作圖,一個小小的疏忽,在火災時就可能造成嚴重的后果。“火場如戰場,時間就是生命”。應急照明系統可能為逃生者贏得寶貴的時間,相反也可能使之失去獲救的機會。無數慘痛的事實告訴我們,要以高度的責任心去對待每一項設計。

  8  安科瑞消防應急照明和疏散指示系統選型

  8.1系統組成

a.應急照明控制器

  控制器是消防應急照明和疏散指示系統的系統主機??刂破髋cFAS(火災自動報警系統)主機聯動,在火災發生時,智能地控制指示燈的開關??刂破魍ㄟ^總線網絡實時監控各個終端,在險情發生時,自動將信息指令發布到每個終端,終端收到指令之后自動開始工作,如頻閃、變向、開、滅燈等工作,引導人員安全撤離。

  b.應急照明集中電源

  應急照明集中電源是安裝在建筑物內的備用集中式集中電源裝置。集中電源可以為消防標志燈、照明燈供電,保證消防應急照明和疏散指示系統正常工作。

  c.消防應急燈具

  為人員疏散、消防作業提供照明和標志的各類燈具,包括消防應急照明燈具和消防應急標志燈具。

  8.2安裝場所

  a.應急照明控制器

  消防控制室或者有人值班的場所。

  b.應急照明集中電源

  消防控制室、低壓配電室、防火分區內的配電間或豎井內,設置環境應符合相關規范要求。

  c.消防應急標志燈具

  8.3安裝要求:

  出口標標志燈的安裝應符合下列規定:

  a.應安裝在安全出口或疏散門內側上方居中的位置;受安裝條件限制標志燈無法安裝在門框上側時,可安裝在門的兩側,但門完全開啟時不能被遮擋。

  b.室內高度不大于3.5m的場所,標志燈底邊離門框距離不應大于200mm;室內高度大于3.5m的場所,特大型、大型、中型標志燈底邊距地面高度不宜小于3m,且不宜大于6m。

  c.采用吸頂或吊頂式安裝時,標志燈距安全出口或疏散門所在墻面的距離不宜大于50mm。

  方向標志燈的安裝應符合下列規定:

  a.應保證標志燈的箭頭指示方向與疏散指示方案一致。

  b.安裝在疏散走道、通道兩側的墻面或柱面上時,標志燈底邊距地面的高度應小于1m。

  c.安裝在疏散走道、通道上方時:

  (1)室內高度不大于3.5m,標志燈底邊距地面的高度宜為2.3m~2.5m;

  (2)室內高度大于3.5m的場所,特大型、大型、中型標志燈底邊距地面高度不宜小于3m,且不宜大于6m。

  d.當安裝在疏散走道、通道轉角處的上方或兩側時,標志燈與轉角處邊墻的距離不應大于1m;

  e.當安裝出口或疏散門在疏散走道側邊時,在疏散走道增設的方向標志燈應安裝在疏散走道的頂部,且標志燈的標志面應與疏散方向垂直、箭頭應指向安全出口或疏散門;

  f.當安裝在疏散走道、通道的地面上時,應符合下列規定:

  (1)標志燈應安裝在疏散走道、通道的中心位置;

  (2)標志燈的所有金屬構件應采用耐腐蝕構件或做防腐處理,標志燈配電、通信線路的連接應采用密封膠密封;

  (3)標志燈表面應與地面平行,高于地面距離不應大于3mm,標志燈邊緣與地面垂直距離高度不應大于1mm。

  (4)樓層標志燈應安裝在樓梯間內朝向樓梯的正面墻上,標志燈底邊距地面的高度宜為2.2m~2.5m。

  消防應急照明燈具

  a.照明燈宜安裝在頂棚上。

  b.當條件可安裝在走道側面墻上,并應符合下列規定:

  (1)安裝高度不應在距地面1m~2m之間;

  (2)在距地面1m以下側面墻上安裝時,應保證光線照射在燈具的水平線以下。

  c.照明燈不應安裝在地面上。

  8.4設備選型

  9  結束語

  總之,應急照明設計是一項重要的工作,周密考慮,細致作圖,一個小小的疏忽,在火災時就可能造成嚴重的后果。“火場如戰場,時間就是生命”。應急照明系統可能為逃生者贏得寶貴的時間,相反也可能使之失去獲救的機會。無數慘痛的事實告訴我們,要以高度的責任心去對待每一項設計。

產品相關關鍵字: 應急照明 電源 轉換時間 持續時間 控制
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