浅谈民用建筑应急照明

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Nuangfeng0915
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  摘要:随着我国经济的急速发展,近年来现代建筑的层数越来越高,占地面积越来越大,内部设备越来越完善,由此,应急照明的作用日益突出。本文讨论了各规范和标准对应急照明的解释,对疏散照明、安全照明、备用照明等应急照明的设计要求作了探讨,并进行了归纳总结。对应急照明的供电及火灾时是否切断,提出了自己的看法,并论述了应急照明线路敷设、应急照明灯具应遵循的要求。
  关键词:民用建筑应急照明疏散照明安全照明备用照明
  中途分类号:B845.63 文献标识码:A文章编号:
  
  应急照明的内容:
  国际电工委员会IEC《应急照明灯具》标准将应急照明分为疏散照明和备用照明,国际照明委员会CIE出版物《建筑物内的应急照明指南》以及我国的《照标》将应急照明分为疏散照明、安全照明和备用照明。有关其应急照明的内容是一致的,区别在于是否将安全照明独立对待,IEC标准将安全照明归于备用照明,但在实际使用中,安全照明与备用照明在设置场所及处理方式上有不同,因此,将两者区分开来较适宜。《照标》第4、1、2条制定:“照明种类可分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。应急照明可包括疏散照明、安全照明和备用照明。”
  在各防火规范《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,以下简称《高规》)和《建筑设计防火规范》(GB50016-2006,以下简称《低规》)中,也提到应急照明,此处所指应急照明应理解为只是应急照明的一种形式。由于近年来,火灾的情况不断发生,使设计工程师在观念上,一提到应急照明就认为是火灾状态下的应急照明。实际上,《照标》所指應急照明的外延比火灾应急照明要大,因为正常照明的电源发生故障应包括正常供电停电、或在发生火灾、地震、防空等紧急情况下,正常电源的失能。所以,工程应急照明系统的设计,不仅要满足防火规范要求的火灾应急照明系统的设置,还要满足各个规范或标准对整体应急照明系统的要求。 
  
  疏散照明:
  根据《照标》的解释:疏散照明,作为应急照明的一部分,用以确保安全出口通道能被有效地辨认和应用,使人们安全撤离建筑物。从使用功能角度看,它可分为诱导指示标志照明和疏散一般照明。诱导指示标志灯用于辨认安全出口的方向和安全出口的位置,疏散一般照明用于通道被有效地应用,避免人员碰撞障碍物,并能容易找到沿疏散路线设置的消防报警按钮、消防设备和配电箱等。实际上当人们在撤离某场所时,若当地照度越高时,人们对行动的敏捷就越迅速,也越充满信心,CIE规定疏散照明不得低于0.2lx。考虑实践经验,《照标》规定疏散照明的地面水平照度不宜低于0.5lx,《高规》、《低规》规定:疏散用的应急照明,其地面最低照度不应低于0.5lx。《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008,以下简称《民规》)又有较具体的条款规定,但用词在各规范中都不完全一致。总结各规范及标准的各条款,归纳对疏散照明的设计要求如下表:
  
  
  
  
  
  类别 设计要求 设置场所
  安全出口标志灯 正常时:在30m远处能识别标志,其亮度不应低于15cd/m2,不高于300cd/m2(CIE推荐标准)。 
  应急时:在20m远处能识别标志。 观众厅、多功能厅、候车(机)大厅、医院病房的楼梯口、疏散出口。多层建筑中层面积〉1500m2的展厅、营业厅,面积〉200m2的演播厅。 高层建筑中的展厅、营业厅、避难层和安全出口(二类建筑住宅除外)。 人员密集且面积〉300m2的地下建筑
  疏散指示标志灯 正常时:在20m远处能识别标志,其亮度不应低于15cd/m2,不高于300cd/m2(CIE推荐标准)。
  应急时:在15m远处能识别标志。 医院病房的疏散走道、楼梯间。 高层公共建筑中的疏散走道和长度〉20m的内走道。 防烟楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室
  疏散一般照明 地面水平照度应〉0.5lx(人防工程1lx,观众席通道地面0.2lx) 
  地面水平照度宜为5lx以上(详说明2) 高层公共建筑中的疏散走道和长 度〉20m的内走道 地面水平照度应〉0.5lx(人防工程1lx,观众席通道地面0.2lx) 
  地面水平照度宜为5lx以上(详说明2) 高层公共建筑中的疏散走道和长 度〉20m的内走道。 
  防烟楼梯间及其前室,消防电梯间及其前室
  说明:
  疏散照明可采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应少于20min,高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min,避难层的供电时间不应小于1.00h。
  一般避免碰上障碍物,看清道路的最低照度值为0.2lx,但应考虑到火灾情况下,烟雾对疏散照明照度的影响,曾经有试验证明,疏散走道照明的地面照度值为5lx时,在烟雾浓度较浓的情况下,地面还有1.8~2.0lx的照度值,此时辨别方位比较困难,但还可以疏散出去,照度值再低,则无法辨别方位,无法疏散。
  《民规》第13、8、2规定:“公共建筑的下列部位应设置备用照明:”
  消防控制室、自备电源室、配电室、消防水泵房、防烟及排烟机房、电话总机房以及在火灾时仍需要坚持工作的其他场所;
  通信机房、大中型电子计算机房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技术用房;
  建筑高度超过100m的高层民用建筑的避难层及屋顶直升机停机坪。
  安全照明:
  《照标》对安全照明的解释是:作为应急照明的一部分,用以确保处于潜在危险之中的人员安全。并规定有:工作场所内安全照明的照度不宜低于该场所一般照明照度的5%。这也是CIE的标准,另外,CIE还规定特别危险作业的为10%。对于安全照明的设置场所,《照标》没有进行列举,防火规范的《高规》和《低规》中有提到“应急照明”和“疏散用应急照明”,但没有细分或者提及“安全照明”这词,《地下建筑照明设计标准》(CECS45-92)的第5.3.3指出:“手术室、急救室等房间应设置安全照明”。
  备用照明:
  《照标》对备用照明的解释是:作为应急照明的一部分,用以确保正常活动继续进行,并规定备用照明(不包括消防控制室、消防水泵房、配电室和自备发电机房等场所)的照度不宜低于一般照明照度的10%。这与CIE规定标准相同。而对消防控制室、消防水泵房、配电室和自备发电机房等需继续工作的场所及其它重要房间,按防火设计规范《高规》及《低规》规定,其备用照明应保持正常照明照度。
  《地下建筑照明设计标准》中第5.3.2的(2)中要求:“消防控制室、变配电室、柴油电站、消防水泵房、排烟机房等工作部位的备用照明应保持正常照明的照度,其它场所不应低于正常照明的1/10,但最低不应小于5Lx。”笔者认为,在实际工程中,备用照明的照度做得越高,当然是越好,但能够满足国家标准《照标》的要求,就应该说是达到了标准。在某些场所(如:收银处,商场贵重物品售货处等),若能适当提高备用照明的照度,这也是合理及必要的。
  应急照明的供电:
  应急照明系统的供电方式主要有两种:一种是分散式供电,即每个应急灯自带备用电源,正常电源切断时,备用电源自动投入,启动应急照明; 另一种是集中供电式系统,应急灯本身不带电源,正常照明电源故障时,由专用集中应急电源供电。该系统需设置独立的供电线路和配电设备。专用集中应急电源供电又分为两种类型,一种为集中或分区设置蓄电池组,另一种为后备交流应急电源,可由(1)电网引来有效的独立电源,(2)柴油发电机组供电。
  随着EPS在建筑工程中的日益普及,原来的分散式供电方式逐渐被以EPS作为集中供电电源的方式取代。EPS电源又称EPS、EPS应急电源、消防应急电源,全称Emergency Power Supply(紧急电力供给)。可是,目前大多数EPS应急照明控制方式只能实现火灾应急照明,而在停电情况下不能实现应急照明。
  因为受应急照明电源转换时间和供电时间的影响,在设计中采用以上两种或三种电源的组合供电方式,会显得更加合理、可靠。分析如下:
  只采用分散供电式系统时,所有的应急灯都要自带备用电源,其优点是供电可靠性高,转换迅速,增减也方便,线路故障无影响,电池损坏影响面小,缺点是投资大,运行管理及维护要求高,供电容量受到制约。 
  只采用集中或分区设置蓄电池组供电方式时,其优点是供电可靠性高、转换迅速,与自带蓄电池方式相比投资较少,管理及维护较方便,缺点是需要专门房间,电池故障影响面较大,且线路要考虑防火问题,供电容量受到制约。
  由电网独立电源供电时,要求由外部引来两路独立电源供电,确保一路故障时,另一路仍能继续工作,此种方式供电容量和供电时间不受限制,转换时间易满足要求,但在重大灾害时,其供电可靠性可能受到破坏,失去应急照明供电的作用。 
  由柴油发电机组供电时,要求发电机具有自启动功能,起动及投入运行时间小于15s,应急照明配电系统自成体系。柴油发电机组供电的优点是供电容量和供电时间基本不受限制。缺点是转换时间较长,不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高场所的备用照明。
  在防火设计规范《高规》和《低规》中有规定:①应急照明和疏散指示标志,可采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不应少于20min,高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。②避难层应急照明供电时间不应少于1.00h。应该指出,这是所指的应急照明只是指火灾时的应急照明,我们应按前面的所述,应急照明的设计不仅应能满足火灾时的要求,还要满足所有情况的要求,而正常电源故障的持续时间是个不确定因素,因此,应急照明持续时间也是不确定的,这对只采用分散供电方式和集中或分区设置蓄电池组供电方式的系统来说,蓄电池的容量就受到制约,无法或很难提供(30~60min以上)长时间的应急照明。
  所以笔者认为:应急照明灯数不多,规模小的建筑物可采用分散供电式系统,其余建筑,特别是高层建筑宜采用自启动柴油发电机组作为应急照明的主要供电方式或后备供电方式(起动及投入运行时间小于15s),只对诱导指示照明,安全照明及金融商业交易场所等对转换时间要求较高场所的备用照明,采用分散供电式的应急照明灯具作为过渡照明,以满足转换时间的要求。
  应急照明的线路敷设:
  火灾应急照明的配电线路必须满足火灾时连续供电的需要,由于“高规”、“低规”在线缆的选型与敷设方式的配合上没有具体规定,只强调“防火保护措施”。笔者认为穿管暗敷确实是一种既经济又可靠的敷设方式,当采用暗敷设时,应敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不宜小于3cm。但是由于火灾应急照明的灯具布置常随装修而变动,暗敷的方式往往难以适应,所以穿管或穿线槽的敷设还是较常用的方式。要保证线路的供电可靠性,靠金属管或封闭金属线槽的防火保护措施(即外刷防火涂料)在现实中很难凑效,主要是涂刷工艺复杂,需反复多道进行,又受管线场地以及天气、人为因素等影响,质量很难保证,而且二、三年后还需重刷,根本无法落实,所以大多流于形式,自欺欺人,根本达不到耐火的效果,应尽量避免这种方式。所以笔者以为应侧重解决线缆本身的耐火及阻燃性能,穿金属管明敷时应采用耐火电线,穿金属线槽、金属桥架明敷时,应采用阻燃耐火线缆。
  对于自带蓄电池灯具,从理论上讲灯具自身带了备用电源,似乎与外部供电线路无关,但是应考虑到火灾时若外部电源可靠,仍应以外电源为主,因为内部蓄电池电源的可靠性与平时管理水平密切相关,若平时没有经常检查、维护、一旦失去外电源,就难保能点亮或亮度不足,所以外电源线路的可靠性仍不能忽视。
  对于仅由EPS做为应急电源的工程中,由于没有设置自带蓄电池的灯具,EPS的引入及配出线路,如同应急照明的生命线,其选型及敷设方式更应万无一失。
  应急照明的灯具:
  应急照明特别是疏散照明的光源必须具备瞬时点启的特性,如白炽灯,快速启动的荧光灯、高頻荧光灯、小功率卤钨灯等。笔者曾在一厂房设计中将普通照明中的部分金属卤化灯作为应急照明的光源,后在审图老师的审图意见中说明金属卤化灯不能用于应急照明光源,一开始笔者并不理解,后经过查询资料及样本,知道金属卤化灯属于高强度气体放电灯,当其突然熄灭时并不能马上启动求点亮,不能满足疏散照明光源必须具备瞬时点启的要求。
  “应急照明灯和灯光疏散指示标志,应设玻璃或其他不燃烧的材料制作的保护罩”是“强条”的规定。笔者曾碰到过,有的甲方为了美观,要求笔者将部分普通照明的灯具作为应急照明灯具,因为这些普通灯具的保护罩不是不燃烧材料制作的,笔者认为这样就违反了“强条”。
  应急照明灯具的布置:
  封闭楼梯间、防烟楼梯间或疏散走道常常只设诱导灯、出口灯,而未设置疏散照明灯,虽然可以利用诱导灯、出口标志灯作为疏散照明的一部分,但往往照度达不到要求。疏散照明灯一般设于墙上或顶棚下,位置比较高,主要在火灾初期,疏散人员多的情况下起作用,当火灾发展后,烟气上升弥漫,往往先被遮档,这时靠低位的诱导灯,两者作用时间、效果不完全一样,不能替代,更不能只取其一。《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-98(2001年版))的条文“说明”对此有很好的分析。
  自动扶梯不能作为疏散出口,其出口标志灯及相关诱导灯或商场中引导购物的标志灯,机场、车站等各种功能标志灯都不能纳入疏散照明系统,但可作为正常的备用照明供电对象。
  《低规》中第11.3.4规定:“1 、安全出口和疏散门的正上方应采用“安全出口”作为指示标识;2、 沿疏散走道设置的灯光疏散指示标志,应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0m 以下的墙面上,且灯光疏散指示标志间距不应大于20m;对于袋形走道,不应大于10m;在走道转角区,不应大于1.0m,其指示标识应符合现行国家标准《消防安全标志》GB 13495 的有关规定。” 《民规》中第13.8.5..3规定“首层疏散楼梯的安全出口标志灯,应安装在楼梯口的内侧上方”,这样就可以在发生火灾时,让人们(含消防人员)很快找到逃生出口。
  大型的公共建筑面积大、平面复杂、防火分区多、出口多、防火卷帘多,所以要根据防火分区布置火灾疏散诱导灯。
  疏散通道或前室内的火灾报警按钮、消火栓按钮、消防电话插孔以及其它消防设施的附近,应设置应急照明灯。
  地下车库用于诱导汽车的出口标志灯、诱导灯、应有别于引导人员的图例及选型。汽车的诱导标志灯,不应纳入火灾应急照明系统,但可以纳入备用照明。汽车坡道出口不能作为人员的疏散出口,以防止人车混流。
  应急照明电源的切断
  虽说应急照明是一项综合安全设施,并不都是用于火灾时,但它应满足消防的规范,它的供电是属于消防用电电源。《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)中第6.3.1.8规定:“消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源,并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。”笔者认为:接通火灾应急照明灯和疏散标志灯是人员疏散必备的照明,切断有关部位非消防电源是为了扑救方便,减少救火人员触电的可能性。在实际设计中,应急照明常结合正常照明统一布置,利用正常照明灯的部分或全部作为应急照明,当某场所发生火灾时,接通或保持应急照明灯,指示人员疏散,同时,切断有关部位的消防电源,防止电气线路短路,方便扑救工作,但当人们已经疏散撤离完,消防控制也应将该场所应急照明电源切断,只保留带蓄电池的应急照明灯以维持必要持续时间的照明便可,这样可以完全减少救火人员触电的可能性,更便于扑救。有消防人员证实,在扑救火灾中,他们要求有关部位的电源要全部切断。
  结束语
  “时间就是生命”应急照明系统在火灾或灾难时可以为人们赢得宝贵的时间,它在一定程度上担负着逃生者的生命,所以设计者要以高度的责任心去对待每项设计,它不只是图纸上的一个普通的标志。
  参考资料:
  《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)
  《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
  《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)
  《地下建筑照明设计标准》(CECS45-92)
  《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-98(2001年版))
  《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)
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