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Architectural Engineering August 2013, Volume 1, Issue 2, PP.40-45

The Emergency Lighting Application in the Civil Architecture Xin Xie Beijing SunLay Institute of Architectural Design, Beijing 100161, China Email: xiexin@sunlay.cn

Abstract The paper is primarily for the complicated civil architecture, mainly researches on the most important part which relates to human life, property and also the efficiency of fire rescue. Then from the concepts and classification of emergency lighting, analyzes the request of the supply, lamps and the control system of the emergency lighting combing with the practice of engineering design. Keywords: Emergency Lighting; Civil Architecture; Power Supply; Control System

应急照明在民用建筑中的应用 解鑫 北京三磊建筑设计有限公司,北京 100161 摘

要:本文主要针对现代体系越来越庞大的民用建筑,对其中关系到建筑物内人员的生命和财产安全以及消防救援效

率的应急照明系统做进一步的探讨。本文从应急照明的概念、分类出发,结合实际的工程分析了应急照明的供电、灯具 和应急照明的控制方法。 关键词:应急照明;民用建筑;供电电源;控制系统

引言 伴随着经济和科技的迅速发展,现代建筑的内部设施越来越完善,功能也越来越齐全,同时应急照明设 计的合理性和可靠性承担了越来越重要的角色。应急照明设计是民用建筑设计中作重要的部分之一,当建筑 供电电源突然中断甚至是发生火灾时,为了保障人员及财产的安全,并对进行着的生产、工作及时操作和处 理,有效地制止灾害或事故的蔓延,这时应随即投入应急照明,保证人员的顺利疏散,同时保证一些重要场 所能够正常工作,例如消防控制中心、弱电机房以及消防设备机房。本文针对应急照明系统在设计时的几个 重要问题进行论述。

1 应急照明的基本分类 根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008和《全国民用建筑工程设计技术措施(电气2003)》中关于 照明方式和种类的介绍,应急照明主要分为三类:备用照明、安全照明、疏散照明[1]。 1)备用照明:常用在正常照明不能使用时,但必须保证正常工作和活动的场所。例如,消防控制室、 配电室、照明熄灭将造成较大政治影响或严重经济损失的场所等。 2)安全照明:常用在正常照明因故障而熄灭时,为确保处于潜在危险之中的人员安全的场所。如医院 的手术室、危重患者的抢救室等。 3)疏散照明:常用在正常照明因故障而熄灭时,为确保人员安全疏散而设置的照明,疏散照明分为疏 散指示灯和疏散应急灯两种。例如,大中型商场、体育场馆博物馆、高层公共建筑等[2]。 - 40 http://www.ivypub.org/AE/


应急照明平面设计如图1所示。三类应急照明转换时间、持续照明时间要求以及设计的照度要求如下表1 所示。

图1 备用照明和疏散照明平面布置图 表1 应急照明分类对比 照明类型

备用照明

安全照明

转换时间

不应大于5s

不应大于5s

持续照明时间

照度

通常规定疏散照明持续工作时间不宜小于

除消防控制室、消防泵房、配电室、发电机

30min,根据不同要求可分为30、60、90、

房等要求照度达到正常照明的照度要求,其

120、180min 等6个档次

余照度不低于照明照度的10%[3]

根据工程性质定持续照明时间

不能低于正常照明的5%[3]

持续时间不小于30min,高度超过100m 的 疏散照明

不应大于0.5s

高层建筑及人防工程连续时间不应少于 30min

地面水平照度不应低于0.5lx,人防工程为 1lx[3]

2 应急照明的供电电源及供电方式 2.1 应急照明的供电电源

图2 柴油发电机组供电电源供电

应急照明电源是当正常供电电源不再为正常照明提供需要的最低亮度的状态时,转换到应急照明电源供 - 41 http://www.ivypub.org/AE/


电[3]。注意的是应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施。应急照明电源大致可以分为以下几 种类型: 1)电网独立电源供电:由电网引来的两路电源必须能够独立供电,即当一路故障时,另外一路电源仍 能保证应急照明正常工作。 2)柴油发电机组,如图2所示。 3)蓄电池组:又分为以下几种情况:灯内自带蓄电池,即自带电源型应急灯;集中设置的蓄电池组; 分区集中设置的蓄电池组。 4)组合电源[4]:由以上任意两种以至三种电源组合供电方式,在应急照明系统设计时,由于建筑物功能 繁多,一种应急照明供电方式可能很难满足设计的要求,这时候就需要结合工程需要选择组合电源。 表2 三种供电电源对比 供电电源 电网独立电源

柴油发电机组

蓄电池组

优点

缺点

即能满足转换时间的要求,也具有持续时间

供电部门在多数情况下不能提供两路完全

长的优势

独立的电网电源,而且投资较高

供电容量和供电时间不受可以根据实际工程

由于转换时间较长,只能满足备用照明和疏

自由设计

散照明而不能作为安全照明的供电电源

具有供电可靠性较高、转换速度快、故障影 响小等优点

其设备投入较大、持续照明时间受蓄电池组 容量限制、运行维护要求较高

2.2 应急照明供电方式 应急照明的供电方式应设置独立于其他照明系统的单独供电方式。一级和二级负荷采用双电源供电方 式,在末级配电箱处设自动切断[5],图3所示。常用的应急照明供电方式分为以下几种: 1)设有两台以上电力变压器,要求采用双电源供电方式时,双电源接线至两台独立的电力变压器。这 种控制方式较为常用。 2)仅有一台电力变压器时,与正常照明供电线路在低压母线上分开。 3)未设变压器,应在电源进户线处与正常照明分开,并分别设置不同的总电源开关,如图4所示。

图3 双电源供电方式的应急照明箱系统图 - 42 http://www.ivypub.org/AE/

图4 未设置变压器供电方式系统图


3 应急照明系统的控制 3.1应急照明系统控制方式分类 应急照明系统的控制方式主要分为三种:持续照明、分散控制、消防联动控制。本节主要介绍联动控制 方式,并分析传统应急照明主回路与改善后的应急照明主回路。 1)持续照明 持续照明是一种不控的方式。无论是在正常照明正常工作的时候还是正常电源切断之后或者是发生火灾 时,应急照明作为普通照明的一部分,由应急电源直接供电[6]。当电源故障之后,应急照明部分仍然持续照 明,不必受应急照明控制器的控制。这种设计方式的缺点是能耗较大。适用于采光较差的场所。持续照明设 计平面图范例如图5所示,本工程为地下车库照明设计。地下车库由于采光较差,所以灯具采用持续工作的 方式,当正常电源发生故障时,使应急照明部分仍然正常工作。

图5 某地下车库照明平面图

2)分散控制方式 在正常照明情况下,应急照明灯作为普通照明灯使用,灯具由现场的翘板开关控制,当正常电源发生故 障时,应急照明由蓄电池供电,翘板开关对应急照明灯具不在起作用。该控制方式的缺点是自带蓄电池方式 投资和维护费用较大。 3)消防联动控制 在正常工作时,应急照明作为普通照明工作,灯具仍由现场的翘板开关控制,与分散控制不同的是,应 急照明灯具在正常电源发生故障时,是由应急电源供电,此时,翘板开关不在起作用。该控制方式相比来说 节能而且投资比较小。

图6 改进后的应急照明控制箱主回路 - 43 http://www.ivypub.org/AE/

图7 应急照明控制箱控制回路


为了更明确的说明消防联动的控制方式,下面一个工程实例做进一步说明,本设计为根据实际工程做了 改善后的控制回路。下图6为应急照明控制箱的主电路,图7为其控制回路。图8为传统应急照明箱的控制回 路,对比图6和图8可以看出,在传统控制回路中,当正常照明情况下断路器出现故障时,照明相线断开,即 使接触器闭合,强启相线也不能通电。为避免正常照明时断路器故障而导致应急照明不能强启,本设计将强 启接触器与正常照明相线的断路器并联运行,这样即使断路器故障情况下仍能保证应急照明实现强启,加强 了应急照明的可靠性,同时在上端设有熔断器,在电路故障时可以避免双电源开关直接受到冲击。 当正常情况下,断路器处于闭合状态,应急照明灯具由正常电源相线供电,现场的翘板开关控制灯具的 开关,当发生火灾时,消防模块发出信号,如图8所示,接触器线圈通电,主回路的接触器闭合,强启相线 给应急照明灯具供电,同时现场的翘板开关不在起作用,其中一般应急疏散照明采用持续供电。 消防联动控制方式由其较高的可靠性和低成本等优势,备受青睐。

图8 传统应急照明控制箱主回路

3.2 智能应急照明系统 在正常电源发生故障,特别是发生火灾时,人们往往处于慌乱状态,传统的应急照明系统不能实时监测 出现火灾的位置,调整疏散指示的方向,只是单纯为建筑物内的人员提供照明和普通的疏散指示方向,逃生 的路线只寄托在人员的主观判断上,因此传统应急照明系统设计中,建筑物内人员的逃生几率得不到保证。 为提高发生火灾时人员的逃生几率,近年来提出了智能应急照明系统,如图9所示,该控制系统箱对于 传统的应急照明系统的最主要的区别在于疏散照明的设计,在系统复杂的疏散通道中可设置可控的双向疏散 指示灯。智能控制系统自动对所有应急照明设备进行自动巡检,发生火灾时,应急照明控制器可以根据火灾 控制器检测到的火灾位置自动设计合理的疏散线路,避免了传统疏散照明只能作为单体指示灯或照明灯独立 工作,没有与消防报警系统联动,不能形成完整的应急照明疏散系统。

图9 智能应急照明系统图

5 结论 本文主要对应急照明的分类、照明设备、供电电源及方式和应急照明控制系统进行总结性的分析。应急 - 44 http://www.ivypub.org/AE/


照明系统设计直接关系到建筑物内人员的生命财产安全,提高应急照明系统的可靠性和合理性具有非常重要 的意义。

REFERENCES [1] 王金元. JGJ 16-2008. 民用建筑电气设计规范[s]. 北京: 中国建筑工业出版社. 2008 [Wang Jinyuan. JGJ 16-2008. Code for electrical design of civil buildings[s]. Beijing. China Architecture & Building Press .2008] [2] 全国民用建筑工程设计技术措施(电气2003)[M]. 北京: 中国计划出版社, 2003 [National Technical Measures for Design of Civil Construction (Electric 2003) [M]. China Plan Press, 2003] [3] 赵建平. GB 50096-2011. 建筑照明设计标准[s]. 北京: 中国建筑工业出版社. 2008 [Zhao Jianping. GB 50096-2011. Standard for lighting design of building[s]. Beijing. China Architecture & Building Press. 2008] [4] 陈慰. 建筑中的应急照明设计[J]. 现代建筑电气. 2011. 8(2): 23-25 [Chen Wei. Design of Building’s Emergency Lighting[J]. Modern architecture electric. 2011, No.8 Vol.2: 23-25] [5] 王铁权, 井元伟. 基于 EPS 的应急照明设计[J]. 现代建筑电气. 2010. 5(1): 24-25 [Wang Tiequan. Design of Emergency Lightning with EPS[J]. Modern architecture electric. 2010. No5 Vol.1: 24-25] [6] 孙长义. 浅谈民用建筑应急照明设计[J]. 建筑电气. 2013. 32(6): 73-75 [Sun Changquan. The Discussion of Emergency lighting Application in the Civil Architecture[J]. Architecture electric. 2013. 32(6): 73-75]

【作者简介】 解鑫(1979-) ,男,汉,硕士,工程师。建筑电气设计,于华中科技大学获得学士、硕士学位。

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The emergency lighting application in the civil architecture  

Xin Xie

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