应急照明供电

浅析应急照明供电摘要：理解应急照明供电电源平时和火灾时的不同要求，分析火灾时应急照明的作用以及需要达到的目的，结合GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》（以下简称《火规》）、国家建筑标准设计14X505-1《（火灾自动报警系统设计规范）图示》（以下简称《图示》）、GB50016-2014《建筑设计防火规范》、JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》（以下简称《民规》）的内容，以及相关的现行国家规范浅析应急照明供电电源的要求。关键词：应急照明；疏散照明；备用照明；供电电源；集中电源；自带蓄电池；～220V；DC24V；0引言火灾时，应急照明为人员疏散提供正确的疏散路径，保证疏散路径上的照度要求，为消防作业场所提供备用照明，其重要性不言而喻。在工程设计中，应急照明的电源如何配置、火灾时电源如何切换既相对简单可靠又满足规范的要求，对设计人员来说是非常重要的。为什么在满足了负荷等级供电要求的情况下还要加蓄电池？平时220V供电火灾时采取强启线强制点亮消防灯具是否满足现行规范的要求？本文针对设计中经常遇到的疑问结合现行的规范阐述作者观点。1应急照明的作用1.1应急照明平时作用应急照明不仅火灾时需要使用，平时也是需要使用的，在平时状态下，消防应急标志灯都是常亮的，用图形和/或文字指示疏散方向；指示安全出口、楼层、避难层（间）、灭火器材、消火栓箱、消防电梯、残疾人楼梯位置；指示禁止入内的通道、场所及危险品存放处等，为人流疏散、特殊人员行走路径及专业人员操作提供醒目的标志。在市电失电、变压器或线路维修时，普通照明断电的情况下，应急照明是保证避免发生踩踏，防止人员恐慌，维持大楼基本运营的保证。由于蓄电池容量的限制，作者认为应急照明不管有没有采用蓄电池做为应急电源，其平时的供电仍需要按照本建筑最高的负荷等级配置。1.2火灾时疏散照明安全电压的重要性应急照明是火灾时人员疏散逃生以及提供消防作业的重要保障。火灾状态下，着火区吊顶极易烧毁，管线断裂，灯具破碎，喷淋动作或者消火栓救援时现场大量的水，目前我国大部分的公共建筑项目应急疏散照明管线大多布置于吊顶内，管线做防火、防水处理很难保证，并且接线盒、金属软管、灯具入口、灯体也做防水防火处理也不现实，如果火灾时应急照明灯具仍然保持AC220V电源供电会造成疏散人员以及消防救援人员的触电危险及二次灾害，因此火灾时疏散通道上疏散照明应该为安全电压DC24V。综上所述火灾时疏散照明需满足三点：1）提供可靠的疏散照度，指示正确的疏散方向；2）供电时间维持规范所规定的时间；3）灯具供电为安全电压避免触电危险。2应急照明供电要求2.1现行规范摘录1）GB50034-2013《建筑照明设计标准》，应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。2）《民规》3.2.3条，应急照明属于消防负荷，按照本建筑最高的负荷等级配置。3）GB50016-2014《建筑设计防火规范》10.1.8条，消防用电设备，应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。条纹解释对于应急照明的最末一级配电箱为这些用电设备所在防火分区的配电箱。4）应急照明应急电源供电转换时间《民规》13.8.5条1)备用照明不应大于5s，金融商业交易场所不应大于1．5s；2)疏散照明不应大于5s。GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》6.3.1.1条系统的应急转换时间不应大于5s；高危险区域使用的系统不应大于0.25s。5）GB50052-2009《供配电系统设计规范》应急电源的种类有：a、独立于正常电源的发电机组。b、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。c、蓄电池。d、干电池。6）疏散照明备用电源持续供电时间，需满足GB50016-2014《建筑设计防火规范》10.1.5条规定，具体为：a、建筑高度大于100m的民用建筑，不应小于1.5h；b、医疗建筑、老年人建筑、总建筑面积大于10万m2的公共建筑和总建筑面积大于2万m2的地下、半地下建筑，不应少于1.0h；c、其他建筑，不应少于0.5h。7）备用照明为火灾时仍需正常工作的场所，如消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防排烟机房等场所，其备用电源持续供电时间，根据《民规》13.8.6条为3.0h。8）安全照明为用于确保处于潜在危险之中的人员安全的应急照明。对应急电源转换的时间要求最高，通常为毫秒级，备用电源持续供电时间也因场合的不同而不同。2.2规范解析从现行规范可以看出，疏散照明、安全照明、备用照明对应急电源的转换时间要求不同，对备用电源的持续供电时间要求不尽相同，且三者对应急时的照度值要求也不一样。所以对应急照明的配电不能一概而论，不同的应急照明种类对其供电有不同的要求。3疏散照明及消防应急照明和疏散指示系统3.1消防应急照明和疏散指示系统新的GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》对消防应急照明和疏散指示系统提出了联动控制要求，设置了火灾自动报警系统的场所，必须对此系统进行联动控制，这是毋庸置疑的，如同火灾自动报警系统必须联动防排烟系统和消防水系统一样的道理，是火灾自动报警系统的重要组成部分。根据对规范以及图示的解读，消防应急照明和疏散指示系统仅指应急照明中的疏散照明，而不包括安全照明和备用照明根据系统构成形式的不同主要分为4种基本类型：1）自带电源集中控制型；2）集中电源集中控制型；3）自带电源非集中控制型；4）集中电源非集中控制型。3.2自带电源集中控制型系统3.2.1系统的控制要求自带电源集中控制型系统（控制到灯具）如图1所示，（控制到回路）如图2所示，消防应急灯具自带蓄电池，应急照明控制器接收到火灾报警控制器或消防联动控制器的控制指令后，控制应急照明配电箱，将现场灯具切换至安全电压供电状态。3.2.2应急照明配电箱电压输出控制要求应急照明配电箱的电压输出根据生产厂家的不同可为AC220V也可为DC24V，根据《图示》第38页提示6，图1中方案Ⅰ输出回路采用AC220V，要求火灾时切断输出回路，灯具转入应急点亮状态。方案Ⅱ输出回路采用安全电压DC24V供电，火灾时可不切断供电，使灯具在主电状态下点亮，当应急照明配电箱输出回路无电源输出时，连接的灯具转入应急点亮状态。图2控制到回路的方案，要求各回路的灯具持续性一致。有个注意点，因为灯具分持续型和非持续型，在不切断主电或预设逻辑强制点亮的情况下，非持续型灯具是不会点亮的。所以应急照明控制器预设逻辑应该是在普通照明被消防切非即水系统动作后，控制到灯具方案通过地址码对非持续型消防灯具强制启动，控制到回路方案通过回路对非持续型消防灯具强制启动，以满足疏散照度的要求，当应急照明配电箱无电源输出时再转至灯具自带的蓄电池供电。图1图23.3自带电源非集中控制型系统3.3.1系统的控制要求自带电源非集中控制型系统为控制回路系统，如图3所示，消防应急灯具自带蓄电池，应急状态下，消防联动控制器通过输入输出模块联动控制应急照明配电箱，将现场灯具切换至安全电压供电状态。图33.3.2应急照明配电箱电压输出控制要求与自带电源集中控制系统型（控制到回路）类似，此处不再赘述。3.3集中电源集中控制型系统集中电源集中控制型系统（控制到灯具）如图4所示，（控制到回路）如图2所示，消防应急灯具不自带蓄电池，应急状态下，应急照明控制器接收到火灾报警控制器或消防联动控制器的控制指令后，控制集中电源和应急照明分配电装置，将现场灯具切换至安全电压供电状态。集中电源集中控制型系统除了在现场灯具的应急供电环节与自带电源集中控制型系统不同外，构成方式、控制及状态反馈等环节要求基本类似。图43.4集中电源非集中控制型系统集中电源非集中控制型系统（控制到灯具）如图5所示，消防应急灯具不自带蓄电池，应急状态下，消防联动控制器通过输入输出模块联动控制集中电源和应急照明分配电装置，将现场灯具切换至安全电压供电状态。集中电源非集中控制型系统除了在现场灯具的应急供电环节与自带电源非集中控制型系统不同外，构成方式、控制及状态反馈等环节要求基本类似。图53.5疏散照明供电3.5.1从疏散照明几种类型的控制要求看出，对于疏散照明，在火灾时均需要切换至安全电压供电，从图示可看出均需要采用蓄电池，或灯具自带蓄电池，或采用集中电源，疏散照明由于设备容量小，采用蓄电池作为应急电源能保证其可靠性。自备发电机组由于启动时间较长，必须与蓄电池组合使用作为其应急电源。从《图示》所给的系统参考中，应急照明配电箱、应急照明分配电装置均采用单电源市电供电+蓄电池的方式，作者认为考虑应急照明平时使用的重要性，要求平时供电需与本建筑其他消防设备一致，即一级负荷采用双电源供电，二级负荷采用双回路供电，三级负荷采用单回路供电，在此基础上另加蓄电池。平时供电时为了平时使用功能，蓄电池则为火灾时或市电失电时使用。对于未设置火灾自动报警系统的情况下，火灾时手动切断市电，电源转换至蓄电池供电强制点亮。3.5.2疏散照明控制归纳见下表：分类集中电源自带电源集中控制型非集中控制型特征有应急照明集中电源，由应急照明分配电装置供电灯具自带蓄电池，由应急照明配电箱供电有应急照明控制器，可控制灯具或回路无应急照明控制器，通过I/O模块控制控制到灯具灯具带地址码，同一回路灯具持续性无要求控制到灯具无此功能控制到回路灯具可不带地址码，同一回路灯具持续性一致控制到回路灯具可不带地址码，同一回路灯具持续性一致3.5.3疏散照明供电归纳见下表：负荷分类一级负荷二级负荷三级负荷供电形式双电源+蓄电池双回路+蓄电池单电源+蓄电池平时双电源末端自切双回路末端自切单电源火灾时主电输出AC220V切断主电，切换至蓄电池DC24V供电主电输出DC24V可不切断主电，所有灯具在主电状态下点亮，主电失去时切换至蓄电池DC24V供电3.5.4疏散灯具现场是否可控对于持续型灯具，常开常亮，断电后由蓄电池强制点亮，现场无需控制；对于非持续型灯具现场是否可控（如普通面板开关、延时开关、声光感应开关），不同的系统类型是不一样的。主电输出为AC220V时，且灯具自带蓄电池的情况下，现场灯具是可控的，火灾时切换至蓄电池供电强制点亮。其他情况，现场是否可控，不同的设备生产厂家是不一样的，应根据厂家的控制方式及接线形式而定。无论选择哪种系统采用什么样的接线形式，发生火灾时水系统动作后所有的灯具转换至安全电压且强制点亮的原则是不变的。即使火灾时强制点亮，不是在安全电压下点亮也是不合规范要求的。4备用照明供电消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的消防设备房应设置备用照明，其作业面的最低照度不应低于正常照明的照度。《图示》43页，备用照明可不设置蓄电池。GB50034-2013《建筑照明设计标准》7.2.2及条文解释，备用照明由于设备用电量比较大，且对电源转换时间要求不高（作者认为《民规》对备用照明应急电源转换时间为5s不够准确），通常采用接自电力网的独立的第二电源或自备发电机组作为应急电源；对于消防备用照明，其供电电源可取自该场所内消防用电设施的供电装置的电源侧（作者认为即双切箱的负荷侧）。需要设置备用照明的场所对于电气设备房间，一般采用气体灭火或灭火器灭火，其他设备房间火灾时现场有水的可能性不大，如果这些场所的喷淋动作就表示已经不具备现场操作的条件了。许多地方审图老师均要求备用照明设置蓄电池，且满足3小时持续放电时间，而备用照明不应低于正常照明的照度容量较大，势必造成蓄电池特别大，现实工程真正能做到实施的很少。综上所述，作者认为备用照明采用正常供电即可，可不设置蓄电池，电源可取自所在设备机房的消防电源配电箱，也可取自所在防火分区的应急照明配电箱。备用照明的管线最好暗埋在结构内。5安全照明供电安全照明对应急电源转换时间最高，应采用两个独立电源同时供电的方式，即正常照明熄灭并不影响安全照明的状态；当不具备两个独立电源条件时，应采用蓄电池或干电池组，其可靠性高，转换快，但持续时间较短。6结语《火规》和《建筑设计防火规范》新老规范交替，本文根据新规范的内容，结合《图示》和相关规范，结合规范参编老师的宣贯