吳建云 / 都志強(qiáng)

1.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司建筑設(shè)計(jì)院， 北京 102600

2.中國建筑設(shè)計(jì)研究院， 北京 100044

前言

近年來，隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，特別是高速鐵路的跨越式發(fā)展，我國迎來了鐵路站房建設(shè)的高潮。鐵路站房作為鐵路車站的核心部分，具有人員密集、空間高大、功能復(fù)雜的特點(diǎn)。站房內(nèi)乘客大多對(duì)站房內(nèi)部結(jié)構(gòu)都不了解，因此在火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員疏散的難度非常大。智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)指示、能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)合理地指引人們疏散，很好地解決了這個(gè)難題。本文針對(duì)這一問題闡述了筆者的設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)，希望對(duì)同行及專家在指導(dǎo)和建設(shè)智能疏散照明系統(tǒng)時(shí)有一定的參考價(jià)值。

1 應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.1 應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，改革開放的深入，社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)全面發(fā)展，現(xiàn)代建筑而言，越來越趨向于高層化、大型化、復(fù)雜化及多功能化。無形中加大了消防安全疏散的難度。我們都意識(shí)到了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中所起到的重要安全保障作用，當(dāng)前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)高的水平，可以靈敏地探測(cè)到火災(zāi)，并且本身具有防災(zāi)和滅火的功能。但是單有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置還不夠完整。隨著人們對(duì)自身安全意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)安全的關(guān)注不再僅僅停留在借助外力的防災(zāi)和滅火上，除此之外，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)能進(jìn)行能動(dòng)逃生的恰恰是逃生者本人。然而，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，煙、霧、火以及逃生者自身的恐慌心理等眾多因素都有可能在最后一刻使逃生者錯(cuò)失逃生的機(jī)會(huì)。就目前來說，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，建筑物的逃生僅僅停留在獨(dú)立型應(yīng)急疏散標(biāo)志燈上。怎樣根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)火警信息，把應(yīng)急疏散標(biāo)志燈作為一個(gè)整體輔助人們逃生的工具是一個(gè)值得思考的問題，卻一直沒有得到足夠的重視。設(shè)計(jì)過程中，不僅往往缺乏完善的整體疏散概念，幾乎也完全忽略了現(xiàn)代智能建筑對(duì)智能疏散照明系統(tǒng)可能的改造與提升。怎樣在火災(zāi)發(fā)生時(shí)使逃生更安全、更準(zhǔn)確、更迅速，這是時(shí)代對(duì)人性化、智能化建筑提出的新課題。

建筑物的應(yīng)急照明及疏散指示的設(shè)置區(qū)域，應(yīng)按照建筑物的特點(diǎn)，劃分為水平疏散區(qū)域、垂直疏散區(qū)域和發(fā)生火災(zāi)時(shí)仍需工作的工作區(qū)域。其中水平疏散區(qū)域包括：建筑(含交通隧道)中的疏散走道、疏散路徑；防煙樓梯間前室、消防電梯前室及合用前室；避難層；以及直升機(jī)停機(jī)坪等。垂直疏散區(qū)域包括以下場(chǎng)所：樓梯間(含敞開樓梯間、封閉樓梯間、防煙樓梯間)和室外樓梯等。建筑物內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)仍需消防作業(yè)的工作區(qū)域包括以下場(chǎng)所：消防控制室、消防水泵房、有人值班的總配電室、變電所；自備發(fā)電機(jī)房和為消防系統(tǒng)供電的蓄電池室。疏散照明照度要求建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明燈具的照度應(yīng)符合下列規(guī)定：照明區(qū)域內(nèi)地面中心線水平照度不應(yīng)低于1.0lx，照明區(qū)域邊緣的水平照度不應(yīng)低于0.5lx；樓梯間內(nèi)的地面中心線水平照度不應(yīng)低于5.0lx。

1.2 傳統(tǒng)消防應(yīng)急照明存在的問題

1)疏散指示方向固定，容易把人員引向火場(chǎng)。現(xiàn)代建筑防火分區(qū)設(shè)置復(fù)雜，建筑功能多樣，建筑走道更是復(fù)雜，各個(gè)防火分區(qū)之間互相使用疏散口。火災(zāi)發(fā)生時(shí)由于煙霧、各種障礙物的影響，被疏散的人們不能準(zhǔn)確的判斷出火災(zāi)的具體發(fā)生位置。傳統(tǒng)的疏散指示標(biāo)志在設(shè)計(jì)施工中已經(jīng)確定了指向方向，因此在火災(zāi)發(fā)生時(shí)無法根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的位置來合理的調(diào)整疏散方向，甚至還有可能把被困人員引向火場(chǎng)，造成更嚴(yán)重的后果。

2)電壓為220V，火災(zāi)時(shí)消防水四溢，容易傷及消防人員?，F(xiàn)代建筑滅火的形式主要還是以水為主。大型建筑設(shè)計(jì)中，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)都是必不可少的?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)這些系統(tǒng)發(fā)揮作用的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的流水。再加上消防人員自帶的消防車內(nèi)的水，滅火時(shí)建筑內(nèi)消防水四溢。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制切除非消防電源，但消防應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)作為火災(zāi)時(shí)仍需堅(jiān)持工作的系統(tǒng)，不能被切除。傳統(tǒng)的消防疏散指示照明系統(tǒng)電壓220V，水又是電的優(yōu)良導(dǎo)體，因此對(duì)消防人員造成潛在的危險(xiǎn)。

3)疏散指示標(biāo)志燈的透光性在煙霧狀態(tài)下有較大影響。傳統(tǒng)的消防安全疏散標(biāo)志燈使用的是傳統(tǒng)光源，標(biāo)志燈表面的平均照度為10～34cd/m2?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，傳統(tǒng)光源的透光性不高，距離疏散標(biāo)志燈遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方就有可能看不清疏散指示標(biāo)志的方向。

4)疏散指示燈故障情況下無檢修提示。目前電光源型消防安全疏散指示標(biāo)志安裝驗(yàn)收合格后，一般要求每月做一次視覺檢查。現(xiàn)代建筑規(guī)模大、功能復(fù)雜，疏散指示燈具數(shù)量龐大，傳統(tǒng)的消防疏散指示標(biāo)志燈采用一般的電氣回路連接，所有燈具都需要用肉眼去仔細(xì)檢查。不能保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)每個(gè)疏散指示標(biāo)志都能起作用，影響火災(zāi)時(shí)消防疏散。

5)系統(tǒng)不節(jié)能。傳統(tǒng)疏散指示燈具的光源為傳統(tǒng)光源，達(dá)不到綠色照明的標(biāo)準(zhǔn)，不節(jié)能。

2 e-bus/10智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)的組成

智能應(yīng)急疏散照明指示系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)方面組成：

1)智能監(jiān)控主站，由監(jiān)控主機(jī)、消防聯(lián)動(dòng)控制及返回信號(hào)轉(zhuǎn)換箱、計(jì)算機(jī)(終端顯示監(jiān)控器)及通訊模塊組成；

2)智能電池主站，給各個(gè)分區(qū)的控制器分機(jī)提供備用電源及電池電源；

3)智能點(diǎn)式控制器分機(jī)，設(shè)于防火分區(qū)內(nèi)作為通信及配電設(shè)備給末端燈具供電；

4)安全電壓類標(biāo)志、照明燈，集中電源、點(diǎn)式監(jiān)控型標(biāo)志燈本體由微處理器(包括算術(shù)邏輯部件、寄存器、控制電路、時(shí)鐘發(fā)出器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出模塊、輔助電路及內(nèi)部總線)、電子變壓恒流控制器、LED光源及傳感器組成。

2.2 系統(tǒng)主要功能特性

1)日常OFF/ON程序預(yù)設(shè)管理及手動(dòng)管理：本系統(tǒng)可編程實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)開、關(guān)機(jī)功能，例如可對(duì)系統(tǒng)預(yù)設(shè)早上8:00開機(jī)，下午5:00關(guān)機(jī)。本系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)管理功能，可在任意時(shí)間對(duì)系統(tǒng)開、關(guān)機(jī)狀態(tài)設(shè)定。

2)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視：本系統(tǒng)能自動(dòng)的對(duì)(直流)電池主站、控制器分機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視；能自動(dòng)監(jiān)視所有燈具的工作運(yùn)行狀態(tài)。

3)定期測(cè)試計(jì)劃程序：本系統(tǒng)具有可編程序測(cè)試功能：系統(tǒng)能夠設(shè)置自動(dòng)測(cè)試功能，任意指定定期時(shí)間(時(shí)間間隔為天、周、月)或臨時(shí)性測(cè)試計(jì)劃，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)功能性測(cè)驗(yàn)，給出故障報(bào)警記錄；系統(tǒng)具有可編程序電池應(yīng)急持續(xù)時(shí)間測(cè)試計(jì)劃：系統(tǒng)能夠設(shè)置自動(dòng)啟動(dòng)電池持續(xù)時(shí)間測(cè)試(時(shí)間間隔為年、月、日或任意指定)或臨時(shí)性測(cè)試計(jì)劃；測(cè)試結(jié)束后可給出報(bào)告，自動(dòng)復(fù)位。

4)故障報(bào)警：故障監(jiān)控包括對(duì)通信故障、(直流)電池主站、控制器分機(jī)及燈具故障的監(jiān)控；故障報(bào)警型式為聲光報(bào)警，聲報(bào)警可手動(dòng)消除、光報(bào)警保存到故障消除；本系統(tǒng)具有黑匣子記錄功能，自動(dòng)存儲(chǔ)5 000～10 000條主要信息。

5)消防聯(lián)控：火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防信號(hào)可經(jīng)一點(diǎn)送入，就可強(qiáng)制點(diǎn)亮全系統(tǒng)的燈具；停電時(shí)可自動(dòng)進(jìn)入應(yīng)急點(diǎn)亮狀態(tài)。

6)可靠性的保證：本系統(tǒng)能確保在災(zāi)難發(fā)生前100%的燈具是無任何故障的，在關(guān)鍵時(shí)刻可以正常點(diǎn)亮；可編程序選層運(yùn)行應(yīng)急照明燈具，以調(diào)整系統(tǒng)電池能量確保最充足應(yīng)急時(shí)間需求；可并列、選擇、交替運(yùn)行的智能應(yīng)急照明電源是最放心的后盾能量源。

7)可編程序疏散應(yīng)急預(yù)案：本系統(tǒng)可編程預(yù)設(shè)疏散方案，預(yù)設(shè)疏散軟件方案，根據(jù)著火位置進(jìn)行引導(dǎo)，對(duì)指向標(biāo)志燈進(jìn)行左向、右向指令調(diào)整，著火位置的出口標(biāo)志燈關(guān)閉?？删幊绦驈?qiáng)迫疏散標(biāo)志燈具頻閃、流動(dòng)顯示，亦可手動(dòng)對(duì)標(biāo)志燈進(jìn)行頻閃、流動(dòng)控制，著火時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇疏散預(yù)案。

8)安全的保證：對(duì)于一般建筑，采用安全電壓供電來確?；靵y狀態(tài)下的人身安全。對(duì)于高大空間建筑以及要求高疏散照度的區(qū)域，采用DC216V供電要求當(dāng)切入電池應(yīng)急后與大地網(wǎng)隔離運(yùn)行，形成懸浮工作狀態(tài)，確保人員安全。

3 智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)在站房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 工程概況

新鄉(xiāng)東站位于石武線上，最高聚集人數(shù)為1 000人，屬中型鐵路旅客車站。規(guī)劃2015年年發(fā)送旅客500萬人，2020年年發(fā)送旅客675萬人，2030年年發(fā)送旅客925萬人。

本工程屬于中型火車站，為人員密集場(chǎng)所，設(shè)計(jì)采用智能型疏散及導(dǎo)流系統(tǒng)，安全出口處設(shè)有出口燈，樓梯間設(shè)有樓層指示燈，疏散走道墻面1m以下設(shè)有可變方向型指示燈，大廳等大面積場(chǎng)所在其疏散路線的地面上設(shè)有可變方向?qū)Я鳠?。以上燈具均采用LED光源，具有巡檢、頻閃功能。為保證照度，走道、設(shè)備用房和公共房間增設(shè)應(yīng)急照明燈。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)信息，通過發(fā)送開燈指令打開應(yīng)急照明燈；通過發(fā)送頻閃及改變指示方向等指令動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)志燈具的疏散指示方向，能在混亂的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)為逃生人員指出一條安全、快捷、有效的逃生路徑。疏散照明的照度值為：一般通道不低于0.5lx，疏散樓梯及人員密集場(chǎng)所不低于5 lx。本系統(tǒng)采用集中式直流供電，輸出為DC24V安全電壓。

疏散照明由集中式EPS供電，備供時(shí)間為30min。除保證疏散照明的照度外，大廳和站臺(tái)采用直管或緊湊型熒光燈照明的場(chǎng)所，將選用其中10%燈具作應(yīng)急照明；采用金鹵燈的場(chǎng)所另增設(shè)了能瞬間點(diǎn)亮的大功率緊湊型熒光燈作為應(yīng)急安全照明，使一旦兩路電源均失電時(shí)不致引起秩序的混亂。

3.2 智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)設(shè)置

本工程采用中央電池供電的數(shù)字點(diǎn)式監(jiān)控智能消防應(yīng)急疏散照明指示燈e-bus/10系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)控主站、(直流)電池主站、安全電壓型控制器分機(jī)、交直流隔離型控制器分機(jī)、安全電壓類集中電源點(diǎn)式監(jiān)控型標(biāo)志燈、照明燈、高疏散照度類集中電源點(diǎn)式監(jiān)控照明燈及通信模塊等組成；所有設(shè)備及燈具均具有唯一地址并帶傳感器?？刂破鞯闹麟娫从上离娫垂╇姟?/p>

本系統(tǒng)的管線要求如下：

1)安全電壓類集中電源點(diǎn)式監(jiān)控型標(biāo)志燈急/照明燈的電源線及通信線同管敷設(shè)、采用ZR-BV2×2.5+ZR-RVS2×0.5穿 鋼 管 敷設(shè),當(dāng)使用其他敷設(shè)方式時(shí),通信線改為帶屏蔽雙絞線。

2)高疏散照度類集中電源點(diǎn)式監(jiān)控型照明燈的電源線及通信線分管敷設(shè),電源(AC220V/DC216V)線 采 用ZR-BV2×2.5穿 鋼 管 敷 設(shè);通 信(e-bus)線 采 用ZRRVS2×0.5穿鋼管敷設(shè),當(dāng)使用其他敷設(shè)方式時(shí)，通信線改為帶屏蔽雙絞線。

3)設(shè) 備層的E-BUS線采用ZR-BV2×2.5+ZR-RVS2×1.5穿鋼管敷設(shè),當(dāng)使用其他敷設(shè)方式時(shí)，通信線改為帶屏蔽雙絞線。

圖1 新鄉(xiāng)東站系統(tǒng)框圖

本工程系統(tǒng)框圖見圖1。

4)系統(tǒng)基本功能要求：

(1)日常管理OFF/ON程序采用二次編程方法由業(yè)主確定；

(2)監(jiān)控主站系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)下層設(shè)備及燈具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)生故障時(shí)可發(fā)出聲光報(bào)警；聲報(bào)警可手動(dòng)消除，光報(bào)警必須排除故障后才能解除 ；

(3)系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行每24h一次的功能性測(cè)試計(jì)劃程序；每三個(gè)月一次的放電性測(cè)試計(jì)劃程序提示；由此保證在災(zāi)難發(fā)生前系統(tǒng)及每一個(gè)燈具均處于完好狀態(tài)；

(4)強(qiáng)迫點(diǎn)燈：火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)信號(hào)輸入，全系統(tǒng)燈均進(jìn)入強(qiáng)迫點(diǎn)亮狀態(tài)；

(5)緊急疏散程序方案：需要時(shí)可統(tǒng)一根據(jù)火災(zāi)信號(hào)標(biāo)志燈進(jìn)行編程，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的樓梯出口燈關(guān)閉，指向危險(xiǎn)區(qū)域的應(yīng)急標(biāo)志燈的箭頭調(diào)整。燈具有頻閃功能，吸引人們視覺注意，引導(dǎo)人員安全快速地逃離危險(xiǎn)區(qū)域。

5)消防聯(lián)動(dòng)可用以下方式之一實(shí)現(xiàn)：

(1)采用干結(jié)點(diǎn)由FAS系統(tǒng)按每個(gè)(或匯集)防火分區(qū)一個(gè)著火點(diǎn)信號(hào)方式提供給e-bus/10系統(tǒng)；

(2)采用RS232/RS485接口，標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議由FAS按每個(gè)(或匯集)防火分區(qū)一個(gè)著火點(diǎn)信號(hào)方式提供給e-bus/10系統(tǒng)。

6)本系統(tǒng)作為安全系統(tǒng)，中央監(jiān)控主站設(shè)于消防中心機(jī)房內(nèi)。為了確保e-bus內(nèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，免受計(jì)算機(jī)病毒及惡意攻擊對(duì)系統(tǒng)的損害，除接收經(jīng)專門編程的FAS系統(tǒng)防火分區(qū)一個(gè)著火點(diǎn)信號(hào)輸入信號(hào)及對(duì)應(yīng)返回信號(hào)外，其他均采用非開放的運(yùn)行模式(系統(tǒng)內(nèi)自行管理，對(duì)外只是單向傳送信息)。

7)設(shè)備布置情況，監(jiān)控主站、電池主站設(shè)置在首層消防控制室，有消防值班人員統(tǒng)一管理控制；控制器分機(jī)設(shè)置在各層電井內(nèi)，受主站集中控制；疏散指示燈具設(shè)置在候車室、疏散走道、疏散樓梯間等公共位置。疏散指示燈具按著人流易于疏散的方向位置布設(shè)，候車廳等人流聚集場(chǎng)所，在地面設(shè)置可變方向的疏散指示燈具，間距不大于10m。沿疏散通道設(shè)置的疏散指向標(biāo)志燈，應(yīng)設(shè)置在疏散走道及其轉(zhuǎn)角處距地面高度1.0m以下的墻面上；在疏散通道的任一位置至少有一個(gè)疏散指向標(biāo)志在視覺范圍內(nèi)，并保證導(dǎo)向的連續(xù)性——疏散標(biāo)志燈相互間距不應(yīng)大于20m；對(duì)于袋形走道，不應(yīng)大于10m；在走道轉(zhuǎn)角區(qū)，不應(yīng)大于1.0m。出口標(biāo)志燈應(yīng)優(yōu)先安裝在安全出口和疏散門的正上方，標(biāo)志的下邊緣距門的上邊緣不宜大于30cm，不應(yīng)設(shè)置在可開啟的門、窗上或其他可移動(dòng)的物體上。候車大廳疏散指示布置情況如圖2所示。

4 智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的幾個(gè)問題

智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)在消防動(dòng)態(tài)疏散中優(yōu)勢(shì)明顯，但是也有些應(yīng)該注意的問題：

圖2 候車大廳疏散指示布置圖

(1)電源線與通訊線應(yīng)分管敷設(shè)，因強(qiáng)弱電一起敷設(shè)容易產(chǎn)生干擾，不利于消防時(shí)精確控制。

(2)每個(gè)應(yīng)急疏散指示燈接線時(shí)，基于接頭工藝難度考慮，分支時(shí)每只燈只宜設(shè)一次分支。

(3)對(duì)于布線距離比較遠(yuǎn)的工程，宜設(shè)置電源分站。因?yàn)椴捎冒踩妷?，不?yīng)傳輸過遠(yuǎn)的距離。

5 結(jié)束語

綜上所述，智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)本身具有諸多技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

(1)針對(duì)建筑物內(nèi)任意位置均有疏散預(yù)案，基于自適應(yīng)算法軟件在火災(zāi)時(shí)自動(dòng)形成最佳疏散路徑，標(biāo)志燈按最佳路徑指示疏散方向；

(2)安全電壓供電確保消防人員人身安全；

(3)疏散指示標(biāo)志燈在火災(zāi)時(shí)閃爍發(fā)光，透光性好；

(4)疏散指示標(biāo)志燈故障時(shí)系統(tǒng)有故障提示，便于檢修；

(5)采用LED光源，每盞燈耗能1W，系統(tǒng)節(jié)能。

本文主要對(duì)智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、實(shí)施策略等做了分析討論，并以實(shí)際工程為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)的實(shí)施方案，以及軟、硬件配置，對(duì)智能建筑智能應(yīng)急疏散照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。

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