高层建筑中应急照明设计的思考

　　摘要：通过对高层建筑应急照明的设置依据、电源类型、备用电源设置的概念的论述，引入三种高层建筑中应急照明设计方案，进行对比，以找到最为合理的方案，并进行深入的探讨。
　　关键字：高层建筑应急照明设计
　　
　　引言
　　在高层建筑中消防应急照明和疏散指示标志作为建筑内发生火灾时给现场人员提供疏散照明和指示的重要消防设施，已经被广泛安装使用在各类建筑中，成为建筑消防系统不可缺少的重要组成部分。尤其是高层建筑中得应急照明性能的好坏直接关系到高层建筑中人员的生命安全，国内发生的几起大火，造成死亡人数较多，几乎都涉及到了消防应急照明，如洛阳的东部商厦、吉林的中百商场、上海高层住宅的大火等，在高层建筑中消防应急照明和疏散指示在发生火灾的时候都没有起作用，使高层的人员无法以最快的速度逃离。虽然人们普遍增强了高层消防意识，同时消防应急照明也得到了较快得发展。但是当前在高层建筑电气设计中，对高层住宅建筑公共部分应急照明的设计，尤其是走廊、公共走道、楼梯间应急照明的设计仍旧存在混乱现象，同时设计方案也是五花八门，究竟哪种方案更为合理？笔者对此情况进行深入的思考。
　　
　　一、高层建筑应急照明的设置依据
　　（一）根据《建筑照明设计标准》第2.0.18条，正常照明的电源失效后启用的照明。应急照明包括以下三种照明：疏散照明、安全照明、备用照明。
　　（二）根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-952005版）第9.2.1条，高层建筑防烟楼梯间前室、楼梯间以及合用前室等应设置应急照明；
　　（三）根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-952005版）第9.1.1条，应急照明等的用电，应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052）的规定进行设计，一级负荷由两个独立电源供电，二级负荷由两回路线路供电。一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
　　（四）根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2008）第6.3.1.8条，消防控制室确认火灾后，必须能够及时的切断有关部位的相关非消防电源，并及时操作接通警报装置以及应急照明灯和疏散标志灯。[2]
　　二、应急照明电源的类型
　　一类高层建筑的应急照明用电是一级负荷。因此一类高层建筑的应急照明必须是两个电源供电，这样如出现一个电源故障的时侯，另一个电源便不会在同时受到不必要的损坏。因此应急照明在正常的电源停止供电后，应及时的转换到应急电源进行供电。应急电源供电的转换时间不能够大于5s，同时有规定金融商业等交易场所内的应急电源的供电转换时间更是不能够大于1.5s。所以消防的应急照明电源根据其不同特点大致可分为以下四种类型。
　　（一）专用馈电线路：即供电网络中独立于正常电源的。
　　（二）柴油发电机组：即独立于正常电源的。
　　（三）蓄电池组，又可以根据不同的设置分为以下三种情况：
　　①自带电源型的应急灯，即应急灯内自带蓄电池；
　　②蓄电池组集中设置；
　　③蓄电池组分区集中设置。
　　（四）发电机组与蓄电池组相结合。由于发电机的投入时间在15s以上，不能满足应急电源的转换时间要求，因此将其与蓄电池（组）相结合，既可满足转换时间的要求，又可减少蓄电池的供电时间，在建筑中被广泛使用。
　　三、备用电源的设置
　　目前我国高层建筑，大多是以柴油发电机组作为备用电源进行使用，因此笔者设计高层建筑应急照明时要求机组必须要配套提供应急备用电源的自动切换装置，以保证备用电源在在市电断后的15s内迅速的启动并同步进行供电，同时还需要具有三次启动功能，备用电源的踪迹时间不能大于30s，在市电进行恢复后，需要适当的延时后再自动停机。但目前大多数的高层建筑工程在实际的运行中，为了确保高层见者的供电安全，大多将发电机的起动设定为手动位置；个别工程即便设定在自动位置，如不经常进行检查和维护的话，也不能确保发电机自动起动成功。选用柴油发电机组时一般选用风冷方式机组。需与土建及暖通专业配合解决进出风及排烟通道。在进出风通道难于解决时，可将排风机、散热管与机组主体分开，单独安装在室外，用水管将散热管与主机相连，但对于北方工程而言，并不适用。选型时注意应选择排烟少、耗油量小、需要通风量小的产品。
　　高层建筑中楼梯间内的应急照明，建议应急电源使用专用的回路，并采用树干式供电。根据工程具体情况设置应急照明配电箱，一般来讲位置最好是居于建筑物的中间位置，方便并利于配电。同时要注意的是备用照明及疏散照明，不应该使用一样的分支回路供电，同时要严格要求严禁在应急照明的电源输出回路中进行连接插座。
　　四、高层住宅公共照明设计方案
　　现笔者根据以上所述设计依据以及高层建筑应急电源类型、备用电源设置，同时《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第10.8.1条“住宅的公共走道、走廊、楼梯间应设人工照明，除高层住宅的电梯厅和火灾应急照明外，均应安装节能型自熄开关或带指示灯的双控延时开关”。现阶段的高层建筑公共应急照明的设计方案主要有以下三种（以下三种方案中使用的应急照明灯全部采用进而自带蓄电池的应急灯具进行设计）。
　　（一）高层住宅公共照明设计的三种方案
　　方案一：
　　走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具，灯具为普通的稀土三基色节能灯，在平时正常的情况下灯具均处于外电供电同时给应急灯具处于自带蓄电池的充电状态，同时电源由总低压配电室使用专用的回路从就近的双电源切换箱进行引入，因此，使灯具的启、灭只通过一组双控开关进行控制，从而实现就地控制以及远距离在消控室内进行控制，如出现火灾等紧急情况时通过消控室迅速启用应急照明。
　　方案二：
　　走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具，应急电源的灯具为普通的稀土三基色节能灯，电源由总低压配电室的专用回路至就近的双电源切换箱分回路供电。应急灯在正常情况下处于外电供电并给自带蓄电池充电状态，正常照明灯具的启、灭使用节能型得自熄开关或者是带专用指示灯类型的双控延时开关；应急照明灯具的启、灭则是使用单联开关在远距离如消控室进行专门的控制，如出现火灾等紧急情况时通过消控室迅速启用应急照明。
　　方案三：
　　走廊、公共走道、楼梯间的正常照明与应急照明需要分别各自使用一套灯具，灯具为普通的稀土三基色节能灯，电源通过就近的普通配电箱进行线路的引入，而应急灯具在日常的正常情况下将应急灯具处于外电供电的同时将自带蓄电池处于充电状态，在日常正常的照明时应急灯具启、灭全部使用节能型的自熄开关或者是带专用指示灯类型的双控延时开关；如出现火灾等紧急情况时需要迅速的切除外电，避免出现不必要的损失，而应急照明的灯具由本身自带的蓄电池供电进行相应的工作。
　　（二）三种设计方案的优缺点
　　方案一：节省灯具，但在正常情况下使用时不节电，尤其是在楼梯间，容易出现长明灯现象，这就要求有较好的物业管理。方案二：应急照明灯具仅为火灾时准备，一次性投入的经济性差，正常情况下使用时节约用电。方案三：节省灯具，正常情况下使用时节约用电，对蓄电池的可靠性要求较高，要定期检查；不能实现由消控室直接启动应急照明。
　　五、结论与建议
　　方案一、方案二更适合于集中电源型消防应急灯具，其主要由集中应急电源和消防应急灯具组成，且不自带蓄电池，根据国家标准《消防应急灯具》（GB17945-2000），对集中电源型消防应急灯具性能有明确要求，其主要有：
　　（一）必须具有试验按钮以及试验开关；
　　（二）必须具有工作状态专用指示灯；
　　（三）用荧光灯作为光源时不能同时将启辉器接进应急回路；
　　（四）灯泡以及灯管在出现异常情况时灯泡以及灯管的内部元件的表面温度最高不允许超过90℃；
　　（五）灯具外壳必须要选用不燃或者是难燃材料进行制造，同时应急照明灯具内部的连线最好可以使用耐温不小于105℃的专用导线，以防自身出现起火情况。
　　在实际的高层建筑工程中，应急照明灯多数是使用自带蓄电池应急灯具，因此方案一与方案二就有设计过为繁复的情况出现，直接造成了不必要的材料浪费。同时自带蓄电池应急灯具，不仅具有外部的交流供电线路外，还具有专用的内部独立备用应急电源，因此完全可以达到一级负荷所要求的供电线路要求，正常情况下外部交流线路供电并给自带蓄电池充电，火灾时使外电，转为自带的蓄电池供电，连续供电时间保持不小于30分钟，已能充分满足安全疏散需求。因此方案三既满足高层建筑对于应急照明要求的同时又节能，因此建议在高层住宅建筑走廊、公共走道、楼梯间的应急照明采用方案三的设计为好。
　　
　　参考文献：
　　[1]GB50045—95，高层民用建筑设计防火规范[S].
　　[2]JGJ16—2008，民用建筑电气设计规范[S].
　　[3]GB50016—2006，建筑设计防火规范[S].
　　[4]GB50034—2004，建筑照明设计标准[S].