住宅建筑消防应急照明系统设计探讨

2020-12-04倪守雨

智能建筑电气技术 2020年5期

倪守雨

(福建省建筑设计研究院有限公司，福州 350001)

0 引言

近年来，国内各类火灾事故频繁发生，造成重大人员伤害和财产损失，特别是高层建筑和各类人员密集场所的重大火灾时有发生；而随着国民经济的快速发展，新型城镇化进程加速推进，城镇人口密度剧增，各类住宅、公共建筑迅速建成并投入使用，这给建筑的消防设计带来更高的要求；消防应急照明和疏散指示系统是一种为发生火灾时仍需要工作的场所提供照明和为灭火救援行动提供必要的照明条件，协助人员安全疏散的电气消防系统，与人身安全紧密相关。在火情发生时，作为人员疏散、前期逃生的引导，消防应急照明和疏散指示系统的合理选择及设置尤为重要。GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》(以下简称“《技术标准》”)于2019年3月1日正式实施，本文将结合《技术标准》和GB 50016-2014(2018年版)《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)，对住宅建筑的消防应急照明和疏散指示系统(以下简称“系统”)的电气设计进行探讨。

1 消防应急照明和疏散指示系统定义

消防应急照明和疏散指示系统是在火灾等紧急情况下，为人员的安全疏散和灭火救援行动提供必要的照明条件及正确的疏散指示信息的消防系统；系统通过消防应急照明灯具和消防应急标志灯具及集中电源、应急照明配电箱、应急照明控制器来实现相应功能。系统分类如图1所示。

图1 消防应急照明和疏散指示系统分类

消防应急灯具是为人员疏散、消防作业提供照明和指示标志的各类灯具，包括消防应急照明灯具和消防应急标志灯具,可按图2所示进行分类。

图2 消防应急灯具分类

2 住宅建筑消防应急照明和疏散指示系统设计

2.1 选择灯具

根据《技术标准》第3.2.1条第4款及《建规》第10.3.1条第1款规定：除建筑高度小于27米的住宅建筑(多层住宅建筑，一般为9层及以下)外，一类、二类高层住宅建筑的封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间的前室或合用前室、避难走道、避难间等部位应设置疏散照明；另根据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》第13.8.3条第5、6款：二类高层住宅建筑中长度不超过20m的内走道和疏散楼梯间可不设置安装距地1m以下的疏散指示标志；根据《建规》第5.5.27条，不大于33m的住宅建筑，当户门采用乙级防火门时，可采用敞开楼梯间；根据《建规》第7.3.1条第1款，建筑高度不大于33m的住宅建筑可不设置消防电梯。可得：建筑高度33m

2.2 选择控制方式

根据《技术标准》第3.1.2条规定，消防应急照明和疏散指示系统的控制方式是根据建筑物是否设置火灾自动报警系统和消防控制室确定：建筑物设置了消防控制室、火灾集中报警系统或火灾控制中心报警系统，应选择集中控制型系统；未设置火灾自动报警系统且未设置消防控制室的住宅建筑，可选择非集中控制型系统。

实际工程项目是多样化的，应独立分析，同一个住宅建筑项目中，住宅上部和地下室的应急照明系统控制方式可以不一样，特别是对于建筑高度为27～33m(建筑层数一般为10层～11层)且设置了敞开式楼梯间的二类高层住宅建筑：住宅地下室设置了火灾自动报警系统，因此系统的控制方式需采用集中控制型；而住宅上部按建筑类别根据相关规范确定不需要设置火灾自动报警系统，故可以采用非集中控制型系统。这样，同一项目地下室消防应急照明和疏散指示系统控制形式为集中控制型，而住宅上部可采用集中控制型系统或非集中控制型系统。

2.3 确定系统形式

根据《建规》表5.1.1“民用建筑的分类”，住宅建筑可分为多层住宅、二类高层住宅、一类高层住宅建筑(本文暂不讨论建筑高度>100m的超高层住宅建筑)。

(1)根据《建规》第8.4.2条规定：建筑高度大于54m的一类高层住宅建筑，其公共部位应设置火灾自动报警系统，因此一类高层住宅建筑的火灾自动报警系统为集中报警系统或控制中心报警系统；其消防应急照明系统应采用集中控制型。

(2)根据《建规》第8.4.2条规定：建筑高度27m33m的住宅建筑应采用防烟楼梯间；以及第7.3.1条第1款规定：建筑高度H>33m的住宅建筑应设置消防电梯。而设置了消防电梯就应该设置消防电梯前室，由于高层住宅建筑，人们上下楼一般乘坐电梯，通向消防电梯前室的门由于经常有人出入通过，一般都为常开防火门，应设置火灾自动报警系统；因此，建筑高度33m

(3)建筑高度为27m

住宅建筑消防应急照明和疏散指示系统形式和灯具选择，归纳如表1所示。

住宅建筑消防应急照明和疏散指示系统形式归纳表1

3 住宅建筑集中电源和应急照明配电箱的设计

3.1 集中电源容量配置选择

集中电源或自带电源灯具的蓄电池容量与蓄电池电源供电时的持续工作时间、蓄电池的衰减系数、蓄电池初装应急时间等因素有关，根据国标图集19D702-7《应急照明与设计安装》第82页“蓄电池电源供电时的持续供电时间t1+t2”可知，住宅建筑蓄电池电源供电时的持续工作时间t1+t2如表2所示。

住宅建筑蓄电池电源供电时的持续工作时间表2

《技术标准》配套实施指南《消防应急照明和疏散指示系统》第3.7.1.4条指出，现有采用镍氢、锂离子蓄电池的集中电源的容量在寿命期内的最大衰减系数d一般为50%～60%，采用铅酸蓄电池的集中电源的容量在寿命期内的最大衰减系数d一般为60%～70%；同时，根据《技术标准》的配套实施指南《消防应急照明和疏散指示系统》第3.7.1.4条可推导出公式(1)。

(1)

式中，P为集中电源初装额定配接功率，W；T为集中电源初装应急时间1.5h；P1为集中电源实际配接灯具总功率，W；t1+t2为集中电源蓄电池供电时的持续工作时间，h。

综上，当集中电源蓄电池组采用铅酸电池(铅酸电池的衰减系数d取值60%)时，(1)二类高层住宅建筑、总建筑面积≤2万m2的住宅地下、半地下室的集中电源初装额定配接功率约为集中电源所带消防应急灯具总功率1.39倍，即P≈1.39P1；(2)一类高层建筑的集中电源初装额定配接功率约为集中电源所带消防应急灯具总功率1.56倍，即P≈1.56P1；(3)总建筑面积>2万m2的住宅地下、半地下室的集中电源初装额定配接功率约为集中电源所带消防应急灯具总功率2.43倍，即P≈2.43P1。

3.2 直流配电线路的供电距离及线路电压损失复核

在实际工程设计中，需依据国家建筑标准设计图集19D702-7《应急照明与设计安装》第22～23页“DC24V、DC36V线路电压损失百分数表”对直流配电线路的电压损失值进行复核。

需要注意的是，“DC24V、DC36V线路电压损失百分数表”中的配电距离为回路负荷等效为终端负荷后，集中电源(或应急照明配电箱)至终端负荷等效点的有效距离，而终端负荷等效点至集中电源(或应急照明配电箱)出线端的配电距离并非是配电线路出线端至配电线路最末端灯具的距离，通过线路电压损失分析，如图3所示。