智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

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【摘要】現(xiàn)代建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜，建筑功能增多，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，將給人員疏散逃生帶來(lái)較大難度，因此電氣系統(tǒng)應(yīng)配備完善的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)，提高火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力。本文對(duì)此分析建筑電氣智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和具體運(yùn)用，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，用以構(gòu)建完善的智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論體系，供相關(guān)人員借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】消防應(yīng)急照明系統(tǒng)；智能化；建筑安全

引言

傳統(tǒng)消防照明系統(tǒng)雖然能夠發(fā)揮一定的應(yīng)急、指引功能，但其自動(dòng)化、智能化水平不高，無(wú)法對(duì)建筑火災(zāi)發(fā)生位置做精確定位，且后期檢修難度大，無(wú)法滿足建筑安全的需求。智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)消防照明系統(tǒng)不足，能夠與其他消防應(yīng)急模塊相配合，最大限度發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)照明、引導(dǎo)功能。為促使該系統(tǒng)進(jìn)一步普及，需要對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)作總結(jié)分析。

1智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1整體架構(gòu)

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)架構(gòu)分三個(gè)層級(jí)，分別為控制層、配電層和終端層?？刂茖又饕布榘惭b在建筑消防控制室內(nèi)的應(yīng)急照明控制器，負(fù)責(zé)對(duì)電源、配電裝置、應(yīng)急照明燈具等進(jìn)行集中或個(gè)別調(diào)控。配電層的設(shè)計(jì)首先是建筑智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的供電線路需求，然后進(jìn)行電源的集中設(shè)計(jì)。終端層指的是各類(lèi)應(yīng)急照明燈具，依照相關(guān)規(guī)范要求，建筑內(nèi)部各安全出口、疏散通道、封閉樓梯間、防煙樓梯間及其前室、人員密集場(chǎng)所等處均應(yīng)安裝相應(yīng)的應(yīng)急照明燈具。例如，疏散照明燈吸頂安裝或裝設(shè)在距地面2.5m左右高的墻面上；在安全出口處，安全出口標(biāo)志燈一般安裝在門(mén)頭上10cm左右；在疏散通道中，疏散指示標(biāo)志燈具則安裝在距地面0.2～1m左右高的墻面上。

1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.2.1系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)智能化設(shè)計(jì)是智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其各項(xiàng)先進(jìn)功能能否實(shí)現(xiàn)均與智能化設(shè)計(jì)有關(guān)。智能化設(shè)計(jì)將應(yīng)急照明系統(tǒng)與建筑電氣消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一為整體，融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感設(shè)備、溫度控制芯片等，建立應(yīng)急照明系統(tǒng)控制中心，能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)做實(shí)時(shí)監(jiān)管和智能化調(diào)控。

1.2.2供電線路設(shè)計(jì)供電線路則保證了智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)突發(fā)后，供電線路依然能為應(yīng)急照明系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電能功能，使照明系統(tǒng)順利發(fā)揮自身作用，指引建筑內(nèi)部人員安全撤離。在設(shè)計(jì)過(guò)程中電線電纜的選擇非常關(guān)鍵，根據(jù)《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309—2018）第3.5.4條規(guī)定，集中控制型系統(tǒng)中，除地面設(shè)置的燈具外，系統(tǒng)的配電線路應(yīng)選擇耐火線纜，系統(tǒng)的通信線路應(yīng)選擇耐火線纜或耐火光纖。應(yīng)急照明系統(tǒng)的配電線路暗敷時(shí)，應(yīng)穿管并應(yīng)敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)且保護(hù)層厚度不少于30mm；明敷時(shí)（包括敷設(shè)在吊頂內(nèi)），應(yīng)穿金屬導(dǎo)管或采用封閉式金屬槽盒保護(hù)，金屬導(dǎo)管或封閉式金屬槽盒應(yīng)采取防火保護(hù)措施。

1.2.3通信模塊設(shè)計(jì)通信模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)與整個(gè)建筑消防系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)?；馂?zāi)發(fā)生后，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)第一時(shí)間將火災(zāi)信息傳輸至消防控制中心，消防控制中心對(duì)建筑消防設(shè)備各模塊的運(yùn)行狀態(tài)做實(shí)時(shí)監(jiān)督和調(diào)整，使各模塊之間能夠相互配合，撲救初期火災(zāi)，并指引現(xiàn)場(chǎng)人員安全、有序撤離。通信模塊的加入使得消防信息的傳輸效率大幅提升，可避免因信息不對(duì)稱而導(dǎo)致的消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)程度不足、部分模塊失效的問(wèn)題，從而確保建筑消防安全。

1.2.4終端照明設(shè)計(jì)依照《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309—2018）的要求，智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)終端照明設(shè)備必須具備瞬時(shí)啟動(dòng)的功能，可通過(guò)控制中心被遠(yuǎn)程調(diào)控，其中高危建筑場(chǎng)所應(yīng)急照明燈具的應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)0.25s，其他建筑則不應(yīng)超過(guò)5s。照明設(shè)備選型時(shí)，多采用節(jié)能光源LED燈，光源的色溫不應(yīng)低于2700K。終端照明設(shè)備的安裝方式包括懸掛式、嵌墻式、地埋式等，其中，嵌墻式和地埋式的照明設(shè)備應(yīng)配備預(yù)埋盒，并具備較強(qiáng)的防水性、耐磨性，其防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54，以確保此類(lèi)燈具在外力作用下維持相對(duì)穩(wěn)定，延長(zhǎng)使用壽命。目前市面上常見(jiàn)應(yīng)急照明燈具的額定電壓多為24V或36V。其中，散照照明燈的功率應(yīng)控制在5～10W，標(biāo)志燈的功率應(yīng)控制在1～3W，以合理降低應(yīng)急照明系統(tǒng)運(yùn)行功耗[2]。

1.3功能實(shí)現(xiàn)

1.3.1應(yīng)急疏散應(yīng)急疏散是電氣智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的最基本功能。在突發(fā)火災(zāi)事故后，建筑電氣消防系統(tǒng)會(huì)對(duì)火災(zāi)源頭、擴(kuò)散區(qū)域做精確測(cè)量，結(jié)合建筑平面圖，盡可能多采集火災(zāi)事故信息，如空氣溫度、粉塵含量、人員密度等。根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)應(yīng)急照明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)做合理調(diào)控，利用照明燈具規(guī)劃、指示最佳的逃生路線，確保建筑內(nèi)部人員能夠及時(shí)、安全撤離。

1.3.2消防聯(lián)動(dòng)現(xiàn)代建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)及建筑功能構(gòu)成非常復(fù)雜，依靠單一的消防應(yīng)急系統(tǒng)很難發(fā)揮足夠的安全保障作用，整個(gè)電氣消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)非常關(guān)鍵。智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)既獨(dú)立存在，又與整個(gè)消防系統(tǒng)之間建立可靠的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，在發(fā)生火災(zāi)后，消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)接收有關(guān)信息，結(jié)合信息分析結(jié)果，規(guī)劃最佳逃生路線，并向各個(gè)消防模塊下達(dá)動(dòng)作指令。智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)手動(dòng)模式，確保系統(tǒng)發(fā)生局部故障后，能夠通過(guò)手動(dòng)方式啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。

1.3.3故障診斷智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)故障診斷功能，若系統(tǒng)中出現(xiàn)短路、線路受損等問(wèn)題，控制中心會(huì)接收到電流異常信號(hào)，借助電路中安裝的自動(dòng)控制器，可完成故障位置判斷和類(lèi)型識(shí)別，指導(dǎo)系統(tǒng)維護(hù)人員及時(shí)找出故障源頭并進(jìn)行處理。

2智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)用

2.1系統(tǒng)應(yīng)用原理

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)采用集中控制方式，疏散照明燈和疏散指示標(biāo)志燈覆蓋建筑內(nèi)全部疏散線路及疏散口、安全出口。在日常狀態(tài)下，應(yīng)急照明控制器負(fù)責(zé)調(diào)整疏散照明燈和標(biāo)志燈的運(yùn)行狀態(tài)，并將采集到的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)傳輸至消防控制中心，確保應(yīng)急照明系統(tǒng)始終處于正常可用狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)后，報(bào)警信息第一時(shí)間傳輸至控制器，控制器結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)歷史信息及接收到的火災(zāi)發(fā)生情況信息，規(guī)劃最佳逃生路線，并對(duì)應(yīng)急照明燈具的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后，疏散指示標(biāo)志燈朝向安全逃生出口方向閃爍，指引建筑內(nèi)部人員有序撤離。若在撤離過(guò)程中，建筑內(nèi)火情發(fā)生新的變化，控制器也能及時(shí)做出反應(yīng)，重新調(diào)整最佳逃生路線。

2.2系統(tǒng)應(yīng)用案例

2.2.1項(xiàng)目概況某高層綜合樓建筑面積25223.25m2，地上22層和地下2層，建筑高度90m。1~3層為電信營(yíng)業(yè)廳及商業(yè)營(yíng)業(yè)廳，4~22層為辦公室，該項(xiàng)目竣工后將有大量企業(yè)入駐，人員活動(dòng)密集、流動(dòng)性強(qiáng)，建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，因此配備電氣智能消防系統(tǒng)，本文主要對(duì)其電氣智能應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹。

2.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）燈具設(shè)計(jì)該綜合樓為高層一類(lèi)公共建筑，其層高低于8m，因此應(yīng)急照明燈具使用A型，即額定電壓為24V或36V的應(yīng)急照明燈具[3]。依照相關(guān)規(guī)范的要求，若方向標(biāo)志燈的標(biāo)志面與疏散方向平行，燈具間距不應(yīng)大于10m；若安全出口在疏散走道側(cè)邊時(shí)，則需在疏散走道上方增設(shè)指向安全出口的方向標(biāo)志燈。建筑各樓層樓梯間內(nèi)均安裝應(yīng)急照明燈具，若為封閉式樓梯間或防煙樓梯間，將照明燈具設(shè)計(jì)為單獨(dú)回路，若為敞開(kāi)式，則將燈具就近接入樓層回路。（2）設(shè)備選型該項(xiàng)目中電源選擇上，使用24V的直流集中電源，因此應(yīng)急照明燈具均為24V。集中電源安裝在消防控制室、配電間、電氣豎井等位置；消防控制室內(nèi)集中電源的功率不大于5kW，電氣豎井中集中電源的功率不大于1kW；集中電源的輸出回路不超過(guò)8路，具體接線如圖1所示。在電氣豎井位置，接入同一集中電源的歸屬于不同樓層的應(yīng)急燈具不超過(guò)8個(gè)，使用通信線纜，將集中電源連接到應(yīng)急照明控制器上。

2.2.3設(shè)計(jì)評(píng)估基于以上設(shè)計(jì)，該綜合樓項(xiàng)目智能應(yīng)急照明系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)事故后，應(yīng)急照明燈具與消防控制中心之間形成了消防信號(hào)通信、聯(lián)動(dòng)，由應(yīng)急照明控制器啟動(dòng)照明燈，而標(biāo)志燈則為常亮狀態(tài)。在項(xiàng)目竣工后的多次消防演習(xí)中，智能應(yīng)急照明系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)間、逃生路線規(guī)劃等方面均表現(xiàn)突出，取得良好的演習(xí)效果，能夠在突發(fā)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)后，引導(dǎo)建筑內(nèi)部人員安全撤離。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾次消防演習(xí)中，智能消防應(yīng)急照明燈具的平均點(diǎn)亮用時(shí)僅在1.3s左右，為人員逃生爭(zhēng)取更多時(shí)間。

3結(jié)論

智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)是建筑電氣消防系統(tǒng)的重要構(gòu)成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格依照有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)、供電線路設(shè)計(jì)、通信模塊設(shè)計(jì)、終端照明設(shè)計(jì)等工作，確保智能消防應(yīng)急照明系統(tǒng)供能穩(wěn)定發(fā)揮。

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[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB51309—2018[S].

作者：范葵 單位：昆明恒基建設(shè)工程施工圖審查中心