民用建筑应急照明的设计原则与注意事项

[摘要]为了保障建筑物内人员生命安全及财产安全，应急照明是一项十分重要的安全设施。文章就应急照明的概念理解、供电方式、线路选型及敷设、设置场所、灯具要求、控制方式等方面谈一些体会。

[关键词]应急照明；设计原则；供电方式；供电线路；灯具选择；控制方式

[作者简介]陈国添，广西工业设计院工程师，广西　南宁，530022

[中图分类号]TU745.1

[文献标识码]A

[文章编号]1007-7723(2007)08-0160-0004

一、应急照明的概念

提起应急照明，一般人想到的是用于火灾状况，其实不然，这只是其应用领域的一个方面。应急照明按功能分为疏散照明、安全照明和备用照明，火灾应急照明只是《建筑照明设计标准》所指应急照明的一个门类。

1、火灾应急照明与非火灾应急照明的概念区别：在《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95，2005版，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，此处所指只是应急照明的一种形式——火灾应急照明；同时，它也是安全照明的一个范畴。近年来，火灾的情况频发，使设计者在观念上，一提到应急照明就认为是火灾状态下的应急照明。实际上，应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。非火灾应急照明的前提是在正常电源失效的情况下启用，而火灾应急照明则是指特定的发生火灾情况下启用，与正常电源是否失能无必然联系。也就是说火灾时除了为避免电气造成二次火灾和保障扑救人员免予触电而要切断火灾场所中的非消防电源(下面简称“断非”)外，火灾应急照明电源仍然以正常电源(或称市电)为主电源，只有市电失去电源才要转换由备用电源供电。也就是说，火灾时市电不一定会停电，只要“断非”就可以了，消防电源不需也不许切断。

2、疏散照明的理解：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使用。疏散照明是应急照明的重要内容之一，它为人们在事故发生时安全快速撤离建筑物提供一种保证。从使用功能角度看，笔者认为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；一般疏散照明用于疏散通道被正常有效地使用，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、消火栓、手提灭火器等消防设备。

3、“安全照明”是指“正常照明电源发生故障时，为确保处于潜在危险中的人员的安全而设的应急照明的一部分”，如医院的手术室、危重患者抢救室、特别危险的作业场所等有特定需要的场所。“安全照明”虽属于应急照明的一部分，但不应划人火灾应急照明的范围内，它的电源及控制应有别于火灾备用照明与正常备用照明系统，它应与装设场所的设备使用同一备用电源，设计切忌将其纳入一般非消防电源，而不看时机特别是在火灾初期就予以切除，火灾时应视实际情况处理(一般可人工“断非”，设有火灾自动报警时，可设定延时“断非”，延时时间按需确定)，以免造成严重后果。

4、对备用照明定义的区别：备用照明在《照标》定义是“用于确保正常活动正常进行的照明”。《高规》和《低规》中很明确指出，消防控制室、消防水泵房、配电室、自备柴油发电机房、防排烟机房、供消防使用的蓄电池室、中央监控室、电话总机房以及发生火灾时需坚持工作的其他房间的照明，仍应保持正常的照度。这就是火灾应急照明中的备用照明。而广义的备用照明，是指“正常照明电源发生故障时，为确保正常活动继续进行而设的应急照明”。这个活动可以是生产、营业、比赛、演出、会议、办公等等，当然也包含火灾中的疏散、扑救活动。显然两个备用照明的概念有较大的差异，是两个独立的配电体系，对线路、灯具、控制的要求等也不尽相同。例如非火灾的备用照明，应属于非消防负荷。而有的工程设计却将其纳入火灾应急照明供电，必要时就无法实施“断非”，易造成二次火灾和保障扑救人员触电；由于它无需在火灾时坚持点亮，对灯具保护罩及线路的连续供电可靠性，无特殊要求时，就不必视同火灾应急照明设计而提高标准等等；当然，火灾疏散照明可作为正常备用照明的一部分(或过渡照明)，设计是可以这样处理的。

二、应急照明的供电方式

应急照明供电方式的选择确定，应考虑应急照明的种类、转换时间、持续工作时间，各种电源的特点及实际工程的要求等多种因素，做到安全可靠、技术先进、经济合理。

1、由电网独立电源供电。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。这种方式供电的容量与时间余量极大，转换时间易满足要求。但是在重大灾害时，其供电可靠性可能遭到破坏，失去应急照明供电的作用。因此，对于规模较大的高层建筑和一些特别重要的建筑仅采用此种方式作应急照明电源是不够的。一般来说，这种电源不是专门为应急照明设置的，往往是结合当地电网实际情况及工程实际情况(如有大量的一级负荷)综合考虑，统筹安排电力设备的应急电源。

2、由柴油发电机组供电。其特点是供电容量和供电时间基本不受限制，但由于机组投入运行需要较长时间，经常处于后备状态的机组，停电时自启动时间需15s，因此只能作为疏散照明和备用照明，而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。这种电源在高层建筑中常常为满足消防用电要求才设置的，专门为应急照明设置是不经济的。

3、采用蓄电池电源。当采用灯内自带蓄电池即自带电源型应急灯时，其优点是供电可靠性高、转换迅速、增减方便、线路故障无影响、电池损坏影响面小。缺点是投资较大、持续照明时间受容量大小的限制、运行管理及维护要求高，这种方式适用于应急照明灯数不多、装设较分散、规模不大的建筑物；当采用集中或分区集中设置的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，电池故障影响面大，且线路要考虑防火问题。这种方式适用于应急照明种类较多、灯具较集中、规模较大的建筑物。

4、上述几种电源的结构，可靠程度都不同，对系统的要求和应用范围也不同，在实际工程中只选择某一种电源形式是很难满足要求的，也很难做到安全可靠、经济合理。因此供电方式的确定要结合消防动力负荷综合考虑，同时选择两种及两种以上的应急照明电源。应急照明灯数不多、规模

小的建筑物选用自带蓄电池的供电方式；规模较大的高层建筑和一些特殊重要的建筑采用电网独立电源供电，配以发电机组或蓄电池组，或者采用由发电机组与自带蓄电池相结合用的供电方式。

三、应急照明导线的选择与敷设

应急照明的配电线路必须满足火灾时连续供电的需要，应选择铜芯电缆或导线。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，比较强调“防火保护措施”。笔者认为“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”确实是一种既经济又可靠的敷设方式，在可能的情况下应尽量采用。但是由于应急照明的灯具布置常随装修而变动，穿管暗敷的方式往往难以适应，所以有很多场所采用穿金属管或穿金属线槽的敷设方式。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)在现实中很难奏效，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，而且三五年后还需重刷，所以大多流于形式，无法落实。达不到耐火的效果。笔者以为应侧重线缆本身的耐火及阻燃性能，提倡采用阻燃型电线和电缆，有条件时可采用耐火型电线和电缆；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，应采用耐火电缆；最好是使用矿物绝缘类不燃电缆。

对于没有设置自带蓄电池的灯具，其配电线路，如同应急照明的生命线，其选型及敷设方式更应万无一失。

对于自带蓄电池灯具，是否可以不考虑线路的可靠性?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，但是若外部电源可靠，仍应以外部电源为主，因为外部电源供电持续时间长。而内部蓄电池电源的可靠性与平时管理水平密切相关。若平时检查、维护工作做得不好，容易发生电池充电不足或根本就充不了电，一旦失去外电源，就难保能点亮或点燃时间、亮度不足。特别是外电长时间停电后刚恢复供电阶段，自带蓄电池灯具充电不足，此时，万一又发生火灾，应急照明只能靠外电维持，所以外电源线路的可靠性仍不能忽视。

应急照明的配电线路应按防火分区划分，不得跨越防火分区。

四、应急照明灯具的选择

1、《照标》规定，应急照明应选用能快速点燃的光源。它要求应急照明的光源必须能瞬时起动，如白炽灯、快速启动的荧光灯、高频荧光灯、小功率卤钨灯等。一些高大空间的场所如体育场馆、礼堂、码头等为了节约投资，将应急照明灯作为正常照明的一部分而选择金属卤化物灯为光源，这是错误的。因为金卤灯属高强气体放电灯，其灯丝从冷态到全辉度需要4～8分钟，而突然停电则需4～5分钟冷却后才能再次起动。设计者切勿选用。

2、疏散标志灯一般应选用专用灯具。在火灾状态下，为保证标志灯在烟雾下的可见度、清晰度，灯具必须保证适当尺寸。若尺寸太小，这必然会影响诱导的效果。《民用建筑电气设计规范》附录e.3.11及c.3.13表提供了方便选择的方案，应在工程设计中严格执行。

3、“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”是强制性规定。疏散标志灯选用专用灯具，其制造标准已满足要求。但当疏散照明灯作为正常照明的一部分时，为了达到装修效果，常选用与正常照明一样的灯型，如筒灯、吸顶灯、格栅荧光灯、线槽灯等，这些灯具的保护罩材质往往不是不燃材料，设计未加说明，只是图面中的图形或灯旁文字与正常灯具不同，实质没有区别，违反了强制性规定。

4、灯具的容量、数量选择应满足应急照明的照度要求。消防水泵房、配电房、柴油发电机房等火灾时仍需坚持工作的房间，《高规》和《低规》均要求“应保证正常的照度”；《全国民用建筑工程设计技术措施——电气》(2003版)附录c.3.12规定为“不应比正常照明照度低10％”。这就要求设计不能随意挂上1～2盏双头应急灯或随便布置几盏灯了事，应经过计算来确定，满足照度要求和节能标准。

五、应急照明灯具的布置

应急照明灯具设置的场所、位置、装高，在《高规》、《低规》及各相关规范中都有较明确的规定，但以下几点应加以注意：

1、自动扶梯不能作为疏散出口，出口标志灯及相关诱导灯不应指向自动扶梯；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。

2、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他消防设施的附近，应设置应急照明灯，这一点常被忽视。

3、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，灯光被遮挡，这时要靠低位的诱导灯。两者作用时间、效果不完全一样，不能替代，更不能只取其一。

4、疏散楼梯应在每层楼梯平台处的明显位置标明所在楼层是第几层楼，且当门开关时均不应被遮挡。“楼梯间内的疏散标志灯宜安装在休息板上方的墙角处或壁装，并应用箭头及阿拉伯数字清楚标明上、下层层号。”笔者理解这些规定的用意，就是在发生火灾时，让人们(含消防人员)知道自己所处的位置，以便作出行动决定，所以将层号指示与疏散标志灯结合，确实是很有必要。

5、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，有的设计人员没有先弄清防火分区的区界线以及每个安全出口所属的防火分区，布置火灾疏散诱导灯比较随意，甚至将人员误导至另一个防火分区的出口，一旦防火卷帘降落，逃生者将不知所措。另外有的场所如商场的诱导灯低位安装比较困难，因为周围都是柜台，只好悬吊，此时高度也不能太随意，应控制在2.20～2.50m，若安装过高，易受火灾烟雾的遮挡而影响能见度。

六、应急照明灯具的控制

有了可靠的电源、线路、灯具，如果在发生停电事故或火灾时不能及时点亮，一切都是徒然。对于不同性质的建筑物或同一建筑物的不同场所，灯具控制有多种方式，设计者首先应明确各种场所灯具的常态。其次是控制点。有的由现场开关控制，有的在配电箱集中控制，有消控中心的由消控中心强制接通而且有就地控制点(以防消控失灵)，大致有以下几种形式：

1、应急照明灯具就地加开关，平时可就地控制。它适用于应急照明灯具全部采用自带蓄电池的灯具，其专用电源回路取自非消防电源箱，一旦发生火灾，消防控制中心“断非”，灯具由蓄电池自动供电，这样就能达到疏散照明的目的，缺点是造价高。

2、应急照明灯具就地不设开关。这可分为两种情况：

(1)配电箱分层安装，灯具不论白天黑夜24小时都亮着，火灾发生时，由于灯始终是亮的不影响人员疏散，也不必由消防控制中心控制，缺点是：浪费电、灯具寿命短。

(2)配电箱安装在消防控制中心，灯具亮、灭由消防控制中心控制，缺点是：现场无法控制，使用不方便；供电导线长，电压降大，为满足灯具电压的要求，要加大导线截面，从而增加造价。

3、应急照明灯就地设置双掷开关，但增加一根电源线，具体接线如下图：

此种方案是最佳方案，既方便又能达到节能效果。

应急照明灯具的控制接线，应注意以下问题：

(1)带蓄电池应急灯具的充电线任何情况下不应被拉闸。充电线除了对蓄电池充电外，其失去电源是灯具转换由内部电源供电的信号，一旦误拉闸，灯具就会耗尽蓄电池的能量，又不能及时再充电，此时若发生火情，灯具就无法点亮，这是不允许的，所以设计应注明哪个是充电线开关。

(2)充电线或接触器的回路都应有线路保护开关。

(3)为了让火灾中逃生的人员或是消防人员在火场中能迅速识别、操作，应急照明的就地开关应选择带指示灯开关。

强制接通应急照明是火灾自动报警的一项功能，应急照明配电系统及其灯具接线方案应与其相配合。基本有两大模式：一是在配电箱与消控中心两地集中控制；二是由就地开关与消防中心强制接通。两种不同控制方式的灯具不应混接在同一回路。平时必须常暗，只有火灾时才接通的灯具，不应与平时常亮的共回路，一般应各自独立回路。

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