摘要：超高層建筑由于其高度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且通常具備多種功能和業(yè)態(tài)，人員及各種設(shè)施較密集，火災(zāi)隱患較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延速度快，人員疏散逃生困難，所以超高層建筑的消防設(shè)計顯得尤為重要，在火災(zāi)發(fā)生時如何快速有序地將樓內(nèi)人員疏散至安全區(qū)域，保障人身安全是超高層建筑消防電氣設(shè)計的重要工作。本文結(jié)合武漢市某超高層項目設(shè)計經(jīng)驗，從消防應(yīng)急燈具、配電、控制等方面探討超高層建筑消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計原則或方法，以供同行參考。
關(guān)鍵詞：超高層建筑;應(yīng)急照明;疏散照明;疏散指示;
0引言
隨著現(xiàn)代社會的經(jīng)濟發(fā)展，很多城市都將超高層建筑視為其經(jīng)濟發(fā)展程度的標(biāo)志。與常規(guī)建筑相比，這類建筑受其高度影響，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且一般具備多種業(yè)態(tài)功能(如辦公、商業(yè)、酒店、地下車庫等)，人員流動性較大、建筑設(shè)備繁多，一旦發(fā)生火災(zāi)，基于“煙囪效應(yīng)”，火災(zāi)煙氣向上蔓延速度快，撲救難度大、人員疏散困難，將直接威脅樓內(nèi)人員的生命及財產(chǎn)安全，因此如何快速安全地將人員疏散至安全區(qū)域極其重要。對于電氣專業(yè)設(shè)計師來說，通過應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段，設(shè)置合理的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)是關(guān)鍵措施，在火災(zāi)等緊急情況下可為人員的安全疏散和滅火救援行動提供必要的照明條件及正確有序的疏散指示信息，引導(dǎo)火災(zāi)中驚慌失措的人員安全疏散和逃生自救，大限度地降低火災(zāi)帶來的危害。
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)是輔助人員安全疏散的建筑消防系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)由消防應(yīng)急燈具、消防應(yīng)急標(biāo)志燈具、應(yīng)急照明配電箱、應(yīng)急照明集中電源及相關(guān)裝置構(gòu)成，其主要功能是在火災(zāi)等緊急情況下，為人員的安全疏散和滅火救援行動提供必要的照度及正確的疏散指示信息，基于此功能，該系統(tǒng)可分為備用照明及疏散照明。備用照明要設(shè)置在消防狀態(tài)下仍需要值守和繼續(xù)工作的場所，疏散指示標(biāo)志燈和疏散通道照明要設(shè)置在供人員撤離并為消防人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場的場所。本文即結(jié)合筆者參與的武漢市某超高層項目的設(shè)計經(jīng)驗，從消防應(yīng)急燈具、配電、控制等方面探討超高層建筑消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計原則或方法。
該項目地上建筑為一單體建筑(效果圖參見圖1)，包括超高層主樓和裙房。其中超高層主樓地上45層，高度為195.2m，裙房地上5層，高度為28.1m?？偨ㄖ娣e為132361m2，其中地上面積為91859m2，地下建筑面積為40502m2。主樓的功能為辦公、酒店及商務(wù)配套，裙房的功能包括商業(yè)及商務(wù)配套。建筑地下室共4層，主要功能為停車庫、設(shè)備機房等
圖1項目效果圖
1消防應(yīng)急照明燈具選擇
按電源電壓等級分類，消防應(yīng)急燈具可以分為a類燈具及b類燈具，a型消防應(yīng)急燈具是指主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于dc36v的消防應(yīng)急燈具，b型消防應(yīng)急燈具指主電源或蓄電池電源額定電壓大于dc36v或ac36v的消防應(yīng)急燈具。為防止電擊事故，距地面8m及以下的燈具應(yīng)選擇a型燈具。本項目首層大堂及頂層多功能廳為挑空高大空間(空間高度均大于8m)，為滿足地面疏散照度要求，選擇工作電壓及功率較高的b型消防燈具。
另外，本項目裙房建筑功能為商業(yè)及商務(wù)配套，按照jgj32－2016《商店建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第5.3.6條:大中型商店建筑、總建筑面積大于500m2的地下和半地下商店應(yīng)在通往安全出口的疏散走道地面上增設(shè)能保持視覺連續(xù)的燈光和蓄光疏散指示標(biāo)志。因此在商業(yè)疏散通道地面設(shè)置的疏散標(biāo)志燈，不應(yīng)采用自帶電源型，因為蓄電池自身存在的一些安全隱患問題，如充放電環(huán)節(jié)中因在封閉空間散熱不良引發(fā)火災(zāi)，或因地面有積水導(dǎo)致燈具外殼發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象、侵蝕燈具內(nèi)蓄電池造成引發(fā)爆炸事故等，故根據(jù)gb51309－2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱“《應(yīng)急疏散》”)第3.2.1條，在地面上設(shè)置的標(biāo)志燈應(yīng)選擇集中電源a型燈具。
一般來說，備用照明燈具設(shè)置于頂棚或墻面上，根據(jù)《應(yīng)急疏散》的要求，備用照明可與正常照明燈具合用一套燈具，發(fā)生火災(zāi)時保持正常照度。疏散照明設(shè)置于頂棚或墻壁，設(shè)置在距地面8m及以下的燈具應(yīng)選擇a型燈具，其疏散照明低照度對于超高層建筑來說要滿足表1的要求。
疏散指示方向標(biāo)志燈設(shè)置于疏散走道、疏散樓梯間兩側(cè)距地面1m以下的墻面、柱面上。疏散出口標(biāo)志燈設(shè)置于樓梯間室出入口上方、直通室外疏散門上方、避難層、避難間入口等安全出口的頂部。方向標(biāo)志燈的標(biāo)志面與疏散方向垂直時，燈具的設(shè)置間距應(yīng)≤20m，方向標(biāo)志燈的標(biāo)志面與疏散方向平行時，燈具的設(shè)置間距應(yīng)≤10m。
特別要注意的是:(1)為便于樓梯間內(nèi)的人員識別所在樓層位置，樓梯間每層要設(shè)置指示該樓層的標(biāo)志燈，樓層指示燈納入消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng);(2)建筑地下與地上部分共用樓梯間時，為防止火災(zāi)發(fā)生時逃生人員誤入地下室，應(yīng)在首層通往地下的樓梯間門上方設(shè)置明顯的火災(zāi)禁入。
本項目在避難層、變配電室、消防控制室、消防水泵房、自備柴油發(fā)電機房等發(fā)生火災(zāi)仍需工作、值守的區(qū)域，同時設(shè)置備用照明、疏散照明和疏散指示標(biāo)志。超高層民用建筑的避難層及屋頂直升機停機坪設(shè)置備用照明。超高層建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明和燈光疏散指示標(biāo)志的備用電源連續(xù)供電時間不小于1.5h，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的集中電源的蓄電池組達到使用壽命周期后標(biāo)稱的剩余容量應(yīng)保證放電時間滿足大于90min的持續(xù)工作時間。本項目以消防控制室示例，消防應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志圖如圖2所示。
2消防應(yīng)急照明供配電系統(tǒng)
2.1消防應(yīng)急照明負荷等級及電源
應(yīng)急燈具的電源由主電源和蓄電池電源組成，超高層建筑屬于一類高層民用建筑，其消防應(yīng)急照明主電源按一級負荷供電，在末端配電箱設(shè)自動切換裝置，蓄電池電源的供電方式分為集中電源供電方式和燈具自帶蓄電池供電方式，者適用于規(guī)模較大、應(yīng)急照明燈具數(shù)量種類較多的建筑物，后者適用于規(guī)模不大、應(yīng)急照明燈具數(shù)量較少的建筑物。本項目采用集中電源供電方式(示意圖如圖3所示)，將集中電源設(shè)置于電氣豎井中，防護等級不應(yīng)低于ip33。蓄電池電源供電方式的缺點比較參見表2。
圖3集中電源消防應(yīng)急疏散及指示系統(tǒng)配電示意圖
蓄電池電源供電方式缺點比較表2
蓄電池電源
供電方式
點
缺點
集中電源
燈具自帶
蓄電池
電源集中，方便維護
檢修及管理,維護成
本較低_
投資高，電池故障損壞對系
統(tǒng)影響較大-
燈具增減方便,咆池
損壞影響面小,主電
蓄電池分散,安裝檢修不
便，持續(xù)應(yīng)急時間受蓄電池
源線路故障無影響_
容量限制,維護成本商.
2.2消防應(yīng)急照明配電系統(tǒng)
本項目消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)按照如下原則劃分配電回路:(1)配電回路按防火分區(qū)、同--防火分區(qū)的樓層設(shè)置配電回路:(2)防煙樓梯間室及合用室內(nèi)設(shè)置的燈具由室所在樓層的配電回路供電;(3)豎向封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯單獨設(shè)置配電回路:(4)避難層和避難層連接的下行樓梯間單獨設(shè)置配電回路:(5)配電室、消防控制室、消防水泵房、自備發(fā)電機房等發(fā)生火災(zāi)時仍需工作、值守的場所和相關(guān)疏散通道由單獨設(shè)置配電回路口。
3消防應(yīng)急照明控制方式
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)分為集中控制型系統(tǒng)和非集中控制系統(tǒng),設(shè)有消防控制室的場所采用集中控制系統(tǒng)”。本超高層項目消防控制室設(shè)在首層,設(shè)計采用集中控制型系統(tǒng)。下文即以集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)為主探討該系統(tǒng)通信方式及控制方式。
3.1通信方式
集中控制型系統(tǒng)應(yīng)急照明控制器與集中電源的通信方式分為環(huán)形通信方式和樹形通信方式，其控制系統(tǒng)圖如圖4-5所示，這兩種通信方式的缺點見表3。
圖4環(huán)形通信方式集中控制型系統(tǒng)
圖5樹形通信方式集中控制型系統(tǒng)
集中控制
環(huán)形:
樹形
系統(tǒng)形式
可靠性
較高
施工
線路長度較長
方便增減設(shè)備
成本
高
相對較低
適用范囤
適用于規(guī)模較大,對可靠
性要求較高的建筑物
規(guī)模較小,單層
面積小的建筑物
鑒于超高層建筑疏散難度大，對系統(tǒng)可靠性要求高，所以本項目設(shè)計采用環(huán)形通信方式，系統(tǒng)圖如圖6所示。
3.2消防應(yīng)急照明聯(lián)動控制
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)控制分為火災(zāi)狀態(tài)下聯(lián)動控制方式及非火災(zāi)狀態(tài)下聯(lián)動控制方式。
圖6消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)系統(tǒng)圖
當(dāng)確認火災(zāi)發(fā)生時,由火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器(聯(lián)動型)的火災(zāi)報警輸出型號作為系統(tǒng)自動應(yīng)急啟動的觸發(fā)信號。應(yīng)急照明控制器接收到火災(zāi)報警控制器的火災(zāi)報警輸出信號后，控制所有非持續(xù)照明燈的光源應(yīng)急點亮，持續(xù)型燈具的光源由節(jié)點點亮模式轉(zhuǎn)入應(yīng)急點亮模式,控制a型集中電源保持主電源輸出,待接收到其主電源斷電信號后，自動轉(zhuǎn)入蓄電池電源輸出,a型應(yīng)急照明配電箱保持主電源輸出.待接收到其主電源斷電信號后，自動切斷主電源輸出。控制b型集中電源轉(zhuǎn)入蓄電池電源輸出、b型應(yīng)急照明配電箱切斷主電源輸出。
在非火災(zāi)狀態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)主電源斷電后，集中電源或應(yīng)急照明配電箱應(yīng)連鎖應(yīng)急照明燈點亮，點亮?xí)r間不應(yīng)超過0.5h,為了保障在此期間突發(fā)火災(zāi)能夠給系統(tǒng)留有足夠的火災(zāi)應(yīng)急照明時間，當(dāng)應(yīng)急燈點亮超過0.5h后，應(yīng)連鎖光源熄滅;當(dāng)系統(tǒng)主電源恢復(fù)后,應(yīng)急照明燈具連鎖恢復(fù)原工作狀態(tài)。非火災(zāi)狀態(tài)下消防應(yīng)急疏散及指示系統(tǒng)控制流程圖如圖7所示。
注:t:持續(xù)時間
圖7非火災(zāi)狀態(tài)下消防應(yīng)急疏散及指示系統(tǒng)控制流程圖
在火災(zāi)狀態(tài)下，當(dāng)超高層的任意防火分區(qū)或樓層的正常照明斷電后，該防火分區(qū)的集中電源應(yīng)連鎖應(yīng)急照明燈具點亮;當(dāng)該區(qū)域正常照明電源恢復(fù)后,應(yīng)急照明燈具連鎖恢復(fù)原工作狀態(tài)。筆者建議為普通照明配電箱(包括所有照明配電箱)配接消防i/0模塊,當(dāng)某區(qū)域普通照明配電箱斷路器非人為斷開時，該區(qū)域集中電源或應(yīng)急照明配電箱連鎖控制其配接的應(yīng)急燈具轉(zhuǎn)入應(yīng)急點亮模式。火災(zāi)狀態(tài)下消防應(yīng)急疏散及指示系統(tǒng)控制流程圖如圖8所示。
圖8火災(zāi)狀態(tài)下消防應(yīng)急疏散及指示系統(tǒng)控制流程圖
a型集中電源或a型應(yīng)急照明配電箱在主電源斷電情況下由主電源供電轉(zhuǎn)入蓄電池電源供電，即a型燈具供電電源與是否為火災(zāi)狀態(tài)無關(guān);b型集中電源或b型應(yīng)急照明配電箱在火災(zāi)狀態(tài)下由主電源轉(zhuǎn)入蓄電池電源供電,而b型燈具無論供電電源是主電源還是蓄電池電源,輸出電壓都不是安全電壓，水系統(tǒng)滅火時仍然存在安全隱患。
4安科瑞智能照明及疏散系統(tǒng)功能及選型
4.1系統(tǒng)簡介
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)配合火災(zāi)報警控制器的使用，在火災(zāi)時刻，能夠準(zhǔn)確給出好的疏散路徑指示，智能打開消防應(yīng)急標(biāo)志燈的指示方向以及應(yīng)急照明燈，幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線，指引逃生方向，保障群眾的人身安全，為各商家擔(dān)心的安全問題解決了后顧之憂。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于機場、軌道交通、隧道、客運樞紐、醫(yī)院、學(xué)校、體育館、展覽館、酒店、好的商業(yè)樓盤等場所。
安科瑞的智能疏散系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一層：智能疏散主機；二層：區(qū)域應(yīng)急照明配電箱；三層：疏散指示標(biāo)志燈具，其具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
圖1智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)圖
智能疏散系統(tǒng)主機：主機由交互式操作軟件支持，實時解析底層設(shè)備的工作狀態(tài)，接收來自消防報警系統(tǒng)的火警聯(lián)動信號。在日常維護過程中聲光報警顯示各種設(shè)備故障信息，具備日志的查詢、記錄、打印功能；在火災(zāi)發(fā)生時，根據(jù)火災(zāi)聯(lián)動信號選擇相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，啟動各類應(yīng)急疏散指示燈。
區(qū)域應(yīng)急照明配電箱作為系統(tǒng)內(nèi)為燈具供電的供配電裝置，同時具備接受主機的巡檢控制、供電回路的電氣隔離、回路智能控制、回路信號匯集，加快主機對底層燈具的巡檢速度，降低信號干擾，改善通信質(zhì)量等功能。
疏散指示標(biāo)志燈具，集中電源集中控制型疏散指示燈為人員疏散逃生指引方向。其安裝方式有壁掛式、吊掛式、地埋式三種，主要設(shè)置于防火分區(qū)的安全出口等處。集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具，其主要為人員疏散逃生提供照明，安裝方式有壁掛式、吸頂式、嵌頂式三種。
4.2產(chǎn)品選型表
控制器和集中電源選型表
控制器
名稱
型號
圖片
輸入電源
輸出電源
應(yīng)急照明控制器
a-c-a100
ac220v(85%-110%)/50hz
應(yīng)急照明控制器
a-c-a100/b3
ac220v(85%-110%)/50hz
集中電源
應(yīng)急照明集中電源
a-d-0.5kva-a200
ac220v(85%-110%)/50hz
dc36v,0.5kva
應(yīng)急照明集中電源
a-d-0.3kva-a200fp
ac220v(85%-110%)/50hz
dc36v,0.3kva
應(yīng)急照明集中電源
a-d-0.5kva-a200fp
ac220v(85%-110%)/50hz
dc36v,0.5kva
應(yīng)急照明集中電源
a-d-0.65kva-a200fp
ac220v(85%-110%)/50hz
dc36v,0.65kva
分配電裝置
應(yīng)急照明分配電裝置
a-fp-a300
dc36v
dc36v,0.5kva
應(yīng)急照明分配電裝置
a-fp-a310(0.2/36)
ac220v
dc36v,200w
應(yīng)急照明分配電裝置
a-fp-a310(0.6/36)
ac220v
dc36v,500w
應(yīng)急照明分配電裝置
a-fp-a310(36)
dc36v
dc36v,500w
燈具選型表
名稱
型號
內(nèi)容
圖片
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-2lroeⅱ1w-a430
雙面安全出口
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-2lroeⅱ1w-a430
雙面雙向指示
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-2lroeⅱ1w-a430
雙面左向指示
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-1lroeⅱ1w-a431
壁掛安全出口
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-1lroeⅱ1w-a431
壁掛雙向指示
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-1lroeⅱ1w-a431
壁掛右向指示
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-1lroeⅱ1w-a431
壁掛左向指示
材質(zhì)：鋁制
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-lreⅰ1w-a503lr
地埋雙向指示
材質(zhì)：不銹鋼
集中電源集中控制型消防應(yīng)急標(biāo)志燈具
a-bljc-leⅰ1w-a503l
地埋左向指示
材質(zhì)：不銹鋼
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e3w-a630b
壁掛照明燈
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e5w-a630b
壁掛照明燈
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e3w-a631
嵌頂照明燈
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e6w-a631
嵌頂照明燈
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e9w-a631
嵌頂照明燈
集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具
a-zfjc-e3w-a603
吸頂照明燈
5結(jié)束語
超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，人員的疏散是首要任務(wù)，合理的應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)極為重要。但值得注意的是，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)只是保證此類建筑安全的一方面，此類建筑消防安全方面還存在其他問題，如不斷改造裝修施工帶來的消防安全隱患、安全疏散通道被占用、疏于管理消防設(shè)施年久失修、機電各消防系統(tǒng)維護不到位等。因此，在合理設(shè)計的基礎(chǔ)上建立健全完備的消防安全管理措施，才能進一步在建筑使用過程中，大限度地保證超高層建筑的消防安全，防患于未然。
參考文獻
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