水利水电工程消防应急照明和疏散指示系统的设计

水利水电工程消防应急照明和疏散指示系统的设计

周宇飞

陕西省水利电力勘测设计研究院     陕西西安    710001

摘要：通过对水利水电工程应急疏散照明系统的照明方式和种类、照明光源和照明灯具、系统的供配电设计、系统控制要求的探讨，结合水利水电行业规范《水利水电工程照明系统设计规范》SL641-2014和国家标准GB 51309 - 2018 《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》，对水利水电工程中消防照明和疏散指示系统的设计中可能存在的问题和争议进行说明。

关键词：备用照明、安全照明、疏散照明、消防应急照明和疏散指示系统、集中控制系统、非集中控制系统、集中电源、自带蓄电池灯具、双电源切换

随着火灾消防的标准化规范化，国家于2019年3月1日颁布实施了GB 51309 - 2018 《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》，对消防应急照明和疏散指示系统的组成和功能等有了全新的要求和规定，而水利水电工程的照明类相关标准还未随之更新，由于GB 51309 - 2018为全新规范，与以往标准有本质的变化，其中部分内容与水利水电行业现行规范做法已有较大不同和争议，本文对于水利水电工程相关标准中尚未明确或与GB 51309 - 2018中明显冲突的条款进行探讨，为水利水电类工程的消防应急照明设计提供参考，本文只对应急照明进行讨论，其他照明种类不再赘述。

1.水利水电工程的照明方式和种类

《水利水电工程照明系统设计规范》SL641-2014中将水利水电工程中的照明种类分为：正常照明、应急照明、警卫照明和障碍照明，工作场所正常照明因故障熄灭后，在下列情况设置应急照明：

1）需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明

2）需确保处于潜在危险职中的人员安全的场所，应设置安全照明

3）需确保人员安全疏散的楼梯、出入口和通道，应设置疏散照明，

这里的疏散照明和备用照明就包含GB 51309 - 2018中规定的消防应急照明和疏散指示系统的功能（消防应急照明和疏散指示系统是为人员疏散和发生火灾时仍需工作的场所提供照明和疏散指示的系统），一般我们将非火灾状态下的疏散照明与火灾状态下的疏散照明合一设计，所以其设计标准应符合GB 51309 - 2018中的规定。

对于消防应急照明和疏散指示系统的控制方式，SL641-2014中并未说明，也未明确规定其与工程火灾自动报警系统的联动关系，此部分设计建议参照GB 51309 - 2018 中3.1条规定，同时根据工程规模选择集中控制型系统和非集中控制型系统：

1）对于设置集中火灾报警系统的大中型水利水电工程的主副厂房，应采用集中控制系统

2）对于其他水利水电工程可采用非集中控制系统

3）对于远离主副厂房的闸房、坝区配电室、廊道等场所，也可采用非集中控制系统。

配置有火灾自动报警场所的应急照明和疏散指示系统均应与火灾自动报警系统联动，火灾状态应强制点亮，这里需要注意，不应通过切断正常供电电源作为消防疏散照明的点亮的启动信号。对于未设置火灾自动报警的闸房、廊道等等，疏散照明应与所在区域的正常照明联动，当正常照明失电，应急疏散照明应能自动点亮，除此之外消防应急照明和疏散系统应能手动启动。

我们以往在疏散系统中最常见的双头应急照明灯，其功能却无法满消防应急照明灯具的要求，双头应急灯只能在外部电源失电的情况下自动点亮，以往的做法都是通过消防强切的方式，切掉其外部电源，使其自动点亮，或者只能通过手动方式开启，这些的做法与新标准精神相违背。

2.照明光源和照明灯具

1）SL641-2014规定照明光源宜采用光效高、显色性好、寿命长的三基色荧光灯、紧凑型荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯和LED灯等光源，未对应急照明光源做特殊要求，GB 51309 - 2018也只规定光源采用节能光源，光源色温不应低于2700K，但根据应急疏散系统的工作特点，如响应时间快、透光性能好、满足照度标准且功耗最小等，同时根据市场主流厂家设备参数，建议使用LED光源；

2）对于灯具的供电电压两本规范有着截然不同的规定，SL641-2014中规定应急交流照明网络电压宜采用380V/220V，应急直流照明网络电压宜采用220V，或采用110V，GB 51309 - 2018中明确规定设置在距离地面8m及以下的灯具应选择A型灯具，（A型灯具是指电压不大于36V的消防应急灯具）；

如上文提到，水利水电工程的应急照明除了消防应急照明和疏散指示系统外，还包括备用照明和安全照明等，对这几类照明我们应区分对待；主副厂房需要设置备用工作照明的场所很多，而主厂房往往是20m甚至更高得高大空间，备用照明灯具的功率往往很大，而且数量较多，如果使用36V网络，则损耗过大，甚至无法满足工作场所的照度要求，所以对于备用照明和安全照明，还应按照SL641-2014中的规定，选择380/220V的网络电压，系统的其他做法和要求也应继续按照SL641-2014执行，而对于消防应急照明和疏散指示系统，由于其工作环境的特殊性，如果采用380V/220V或110V电压网络，已出现过在消防灭火时的电击事故，造成人员伤亡，因此对于消防应急照明和疏散指示系统的供电网络应按照GB 51309 - 2018中的规定执行，对于设置在距地8m及以下的灯具供电网络电压不应大于36V。

3）SL641-2014要求在满足炫光限制和配光要求条件下，选用效率高的灯具，并根据使用场所对灯具提出要求，但未提及在火灾情况下工作灯具的要求，关于消防应急照明和疏散指示系统灯具要求应按照GB 51309 - 2018中规定执行，灯罩或面板不应采用易碎材料或玻璃材质，且应根据房间的空间高度，选用特大型、大型、中型及小型标志灯，以方便人员观察。

4）关于疏散通道上照度要求两本规范也有区别，SL641-2014要求疏散通道的疏散照明的照度不低于0.5Lx，GB 51309 - 2018中规定疏散通道的最低照度为1.0Lx，由于水利水电工程厂房内一般为工作人员，对厂房结构熟悉，通行条件也较为单一，因此对于照度要求相较于人员密集的公共场所要低，疏散通道上的可按低者执行。

3. 系统的配电设计

1）SL641-2014中应急照明网络的备用电源可采用蓄电池组、应急发电机组；GB 51309中要求应急照明灯具的电源应由主电源和蓄电池电源组成，也就是说消防应急照明灯具的备用电源只能是蓄电池组，蓄电池组可以采用集中式也可采用灯具自带蓄电池的方式，因此水利水电工程中的备用、安全照明可以采用应急发电机组作为备用电源，消防应急疏散照明的备用电源建议采用蓄电池组，如此规定也是为防止火灾情况下人员电击事故的发生。

2）关于消防应急疏散照明的配电回路，应按至少按照主副厂房分别设置独立的回路，对于不同的防火分区、防烟楼梯间及合用前室设置独立的配电回路，以保证不同区域疏散系统的独立，减少系统的故障范围，提高可靠性。

3）GB 51309中已经取消应急照明和疏散指示系统的外部电源采用双回路进线末端切换的要求，当采用集中控制系统时，电源可以引自附近的消防配电箱，当采用非集中控制系统时，其电源引自附近的普通配电箱即可，按照水利行业习惯的做法，一般在主副厂房均设置有备用照明配电箱，为全厂（站）的备用照明、安全照明、疏散照明供电，备用照明配电箱采用双回路进线，其电源应至少为一路厂用电源、一路UPS电源（或直流电源、应急发电机）；所以此配电箱是满足GB 51309中关于所在防火分区消防电源配电箱的要求的，当疏散系统采用自带蓄电池灯具，集中控制型系统时，应增加消防应急疏散照明箱（此配电箱与我们以往使用的应急照明箱是两种完全不同的概念），设置在备用照明箱旁，其电源可就近一回引自备用照明箱，由消防应急照明配电箱对消防应急疏散系统进行联动控制；当系统采用自带蓄电池灯具，非集中控制型系统时，建议将消防应急疏散照明箱设置在正常照明箱旁，其电源就近一回引自正常照明箱；对于防烟楼梯间和封闭楼梯间，应设置独立的消防应急疏散照明配电箱，其电源接入标准同上文；对消防应急疏散照明配电箱的电源回路的选择不同，也体现了不同系统（集中控制和非集中控制）的重要性的不同，这也是与工程整体的消防系统设计是相匹配的。

4）当采用集中电源供电时，则应根据供电距离、线路界面、电压损失等因素，按防火分区的划分情况可设置一个或多个集中电源，且单个集中电源的最大输出功率不应大于5kW，当采用集中电源集中控制型系统时，集中电源的电源回路应引自附近的备用照明配电箱，当采用集中电源非集中控制型系统时，集中电源的电源回路应引自附近的正常照明配电箱，其电源的接引标准与消防应急照明配电箱是一致的；与应急照明配电箱不同的是，由于蓄电池电源是就地电源，被认为是最可靠的电源；而应急照明配电箱电源来自于厂用系统，可能经过了2级到3级配电系统，其输入电源一旦失去，则所有的支路都同时失电。集中电源的每个分支回路都相当于第一级配电，其可靠性高于应急照明配电箱。所以，一台集中电源可以为不同疏散区域内设置的灯具供配电，包括封闭楼梯间、防烟楼梯间，但是供电回路的设置需符合GB 51309中的相关规定；

5）蓄电池的工作时间

SL641-2014规定应急照明网络的备用电源持续供电时间，不应小于0.5h；对于采用自带蓄电池的应急灯具，持续供电时间不应小于1h；前后两种时间的不一致也值得探讨，结合GB 51309对于蓄电池持续工作时间的规定，水利水电工程属于条款中的其他建筑，其蓄电池持续工作时间不应小于0.5h，由此可以看出0.5h的持续工作时间足够满足此类工程内部人员的疏散要求，因此SL641-2014中对于自带蓄电池的灯具，其蓄电池持续供电时间更长，其原因可能是由于规范编制组考虑到自带蓄电池灯具，点位分散，维护难度大，因此提出了更高的工作时间要求，使得蓄电池在缺少维护的条件下，依然能够有足够的衰减空间，保证其工作寿命期间蓄电池的实际工作时间不小于0.5h。通过GB 51309中的条文可以看出这里的持续供电时间，指的是火灾状态下，蓄电池的持续工作时间，但在非火灾状态下，主电源断电时，应急疏散照明也需要应急点亮，这就涉及到非火灾状态下蓄电池的应急供电，GB 51309中规定非火灾状态下蓄电池的连续工作时间不超过0.5h，考虑水利水电工程本身设置有较多的备用照明、安全照明、疏散条件较好等因素，结合经济性等原则，推荐非火灾状态下消防应急疏散系统的蓄电池持续工作时间为10min，如果此段时间内主电源没有恢复正常，则系统需要将应急疏散照明灯熄灭，以保证如果此时发生火灾，蓄电池供电的时间满足。所以蓄电池的总工作时间应按40min考虑，这里所规定蓄电池的持续工作时间，并非蓄电池的初装容量，而是蓄电池达到使用寿命周期后的实际标称放电时间，因此可不按SL641-2014对自带蓄电池灯具的应急供电时间进行区分，建议水利水电工程的应急照明系统蓄电池时间统一按40min考虑。

6）应急照明配电箱或集中电源的供电区域

对于主副厂房分层较多，且设置有中大型电缆竖井的工程，可将应急照明配电箱或集中电源分区域布置在电缆竖井内，布置在竖井内的集中电源功率不应超过1kW，也可布置在厂房内，其容量不应超过5kW，应急照明配电室箱的出线回路不应超过8回，一般中小型水利水电工程，主副厂房各设置一台应急照明配电箱或集中电源就可满足设计要求，由于每个回路输出电流只有6A，电压为36V，对于大型厂房电能质量无法满足要求，每层可由多回线路供电，但每回线路只能为一个防火分区内的灯具供电。

4.应急照明控制器

按照SL641-2014规定，当时并未引入应急照明控制器这一概念，应急照明系统采用传统控制方式，例如按接触器回路投切、现地开关控制等，在采用火灾自动报警系统的工程中已无法满足新规要求，对于采用集中火灾报警系统的水利工程，建议采用集中控制型应急照明疏散系统，由应急照明控制器统一控制全站的消防应急照明系统。关于应急照明控制器的功能应满足GB 51309中的要求。

水利水电工程一般都设置中控室，且消防控制室也与中控室合一设计，因此建议将应急照明控制器也布置在中控室，并与消防控制柜并柜布置，以利于运行人员的统一管理，应急管理器还应具备与全站计算机监控系统通讯的功能，可将所有的设备信息和检测状态上传至计算机监控系统后台

控制器的电源应由中控室事故照明箱单回供电，除此控制器还应自带备用电源，备用蓄电池的供电时间不应小于3h的消防设备工作时间。

结语

随着人们对火灾危险的重视，消防应急照明和疏散指示系统成为了电气设计中必不可少的环节，由于过去却少全面的、专业性的纲领规范，使得各行业的规范、做法都不尽相同，不同的设计单位也有着不同的理解，所以在系统的设计上还存在诸多问题需要统一，笔者通过总结设计中的经验，并结合国家最新发布的相关规范，对部分问题进行探讨说明，希望为水利水电工程的消防应急照明和疏散系统设中设计提供参考，理清设计思路，避免类似问题和争议的产生。

参考文件

［1］应急管理部沈阳消防研究所. GB 51309 - 2018 消防应急照明和疏散指示系统技术标准［S］. 北京：中国计划出版社，2019.

［2］黄河勘测规划设计有限公司.SL 641 - 2014 水利水电工程照明系统设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2014

［3］北京照明学会设计专业委员会照明设计手册［M］. 3 版. 北京：中国电力出版社，2016