劉麗萍，趙美君

(廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 廣州 510010)

0 引言

隨著國(guó)家對(duì)消防設(shè)計(jì)重視程度的提高，2019年3月1日起實(shí)施的GB 51309-2018《消防應(yīng)急照明及疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(簡(jiǎn)稱“《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》”)第一次對(duì)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入、細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)各類建筑物的應(yīng)急照明設(shè)計(jì)都帶來(lái)了較大的變化。如何充分貫徹編制思路，同時(shí)針對(duì)不同建筑物功能及形體特點(diǎn)合理確定應(yīng)急照明方案，成為廣大電氣設(shè)計(jì)者關(guān)注的問(wèn)題。為避免生搬硬套，本文嘗試從地鐵設(shè)計(jì)的角度，用新標(biāo)準(zhǔn)為地鐵車站量身定做一套相適應(yīng)的方案，以便更好地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)編制者對(duì)系統(tǒng)配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷。

對(duì)比傳統(tǒng)應(yīng)急照明設(shè)計(jì)，該應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)從理念上有以下新特點(diǎn)。(1)基于疏散單元進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念，從保證疏散安全的角度，將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步分散。(2)簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)、控制邏輯，提高系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)原則；減少電源與末端燈具之間的層級(jí)，提高系統(tǒng)可靠性。(3)充分發(fā)揮自我監(jiān)控功能、提高系統(tǒng)自身安全性?？傊?，就是從安全性出發(fā)，系統(tǒng)分散化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化化、著重自我監(jiān)控功能，全面提高系統(tǒng)可靠性。

1 規(guī)范差異

了解新規(guī)范中應(yīng)急照明系統(tǒng)的主要變化后，針對(duì)地鐵應(yīng)急照明系統(tǒng)有主要影響的變化進(jìn)行了歸納。由于具體變化內(nèi)容較多，不便一一列舉，僅就主要變化進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表1。

新舊應(yīng)急照明規(guī)范主要差異對(duì)比表 表1

2 思路分析

2.1 地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)原方案

典型車站一般分為站廳層、站臺(tái)層、區(qū)間隧道等三大區(qū)域，從圖1中可看出，全站正常照明由變電所饋出至各功能分區(qū)的分配電箱進(jìn)行二級(jí)配電，而應(yīng)急照明則由車站兩端設(shè)于應(yīng)急照明電源室內(nèi)的應(yīng)急照明電源裝置(EPS)直接饋出至應(yīng)急照明燈具。應(yīng)急照明系統(tǒng)制式為交流220V，采用集中電源非集中控制型式。

圖1 地鐵車站典型照明系統(tǒng)干線圖

2.2 設(shè)計(jì)思路

從以上對(duì)比可看出，新發(fā)布的《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)系統(tǒng)制式、控制方式、配電形式等方面都進(jìn)行了較大變化。為適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)，消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)置必須重新考慮，用新標(biāo)準(zhǔn)為地鐵車站量身定做一套相適應(yīng)的方案，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置合理、有效疏散、可靠性提高的初衷，切不可隨意在原應(yīng)急照明系統(tǒng)上稍作修改或直接套用某些廠家標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)形式，這樣都可能最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不合理。應(yīng)急照明分為消防應(yīng)急照明(即疏散照明)及備用照明，由于備用照明相對(duì)變化不大，本文將就消防應(yīng)急照明(即疏散照明)部分進(jìn)行主要研究，主要研究思路分為以下幾個(gè)步驟。

(1)按消防應(yīng)急照明照度要求進(jìn)行照度模擬計(jì)算，結(jié)合地鐵車站建筑及功能特點(diǎn)確定燈具容量及布置。

(2)按《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》要求，確定疏散指示牌布置原則。

(3)按地鐵車站功能及《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》要求，確定系統(tǒng)構(gòu)架及系統(tǒng)配置。

(4)按《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》要求，確定回路設(shè)置要求。

(5)按《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》要求，確定線路、敷設(shè)等選型及要求。

3 地鐵車站應(yīng)急照明系統(tǒng)新方案

3.1 照度要求

應(yīng)急照明分為疏散照明及備用照明，其中疏散照明的照度要求，對(duì)于地鐵車站有多本現(xiàn)行規(guī)范均有相關(guān)要求，但又不盡相同，給設(shè)計(jì)帶來(lái)一定不穩(wěn)定性。本文嘗試將各現(xiàn)行規(guī)范主要要求一一列舉(詳見(jiàn)表2)，綜合對(duì)比后確定最終的疏散照明照度要求。

疏散照明照度要求一覽表/lx 表2

注：1.GB 50016-2014(2018版)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》；2.GB 51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》；3.GB/T 16275-2008《城市軌道交通照明》；4.GB 51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》；5.JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。

3.2 照度計(jì)算及燈具選擇

以南方城市某在建地鐵站為例，本站為標(biāo)準(zhǔn)島式二層車站，站廳層建筑面積為5 648m2，站臺(tái)層建筑面積為2 136 m2。站廳、站臺(tái)中部區(qū)域?yàn)楣矃^(qū)，兩端為設(shè)備房區(qū)域。公共區(qū)裝修吊頂高度為3.2m，設(shè)備區(qū)無(wú)吊頂，燈具安裝高度為2.8m。典型車站站廳層、站臺(tái)層平面圖詳見(jiàn)圖2～3。

圖2 典型車站站廳層平面圖

圖3 典型車站站臺(tái)層平面圖

(1)公共區(qū)燈具選型

5W、10W、15W均為常規(guī)采用的燈具規(guī)格，一般民用建筑疏散通道為窄長(zhǎng)型，層高約為2.8m，多采用5W或以下燈具作為消防應(yīng)急照明，但對(duì)于地鐵車站這種大空間采用哪種規(guī)格更合適？需結(jié)合集中電源數(shù)量、燈具成本、照度均勻性等綜合考慮選定。如選擇容量過(guò)小，燈具數(shù)量過(guò)多則維護(hù)困難，與裝修風(fēng)格難以搭配，還可能導(dǎo)致集中電源數(shù)量增多(因每回路所帶燈數(shù)有限制)；如選擇容量過(guò)大，為保證均勻性可能導(dǎo)致燈具總?cè)萘考聪到y(tǒng)總?cè)萘窟^(guò)大，增加一次造價(jià)及日后維護(hù)成本。所以，本文對(duì)5W、10W、15W三種燈具規(guī)格分別進(jìn)行了模擬計(jì)算，對(duì)比研究后確定最佳方案，計(jì)算結(jié)果參見(jiàn)表3。5W燈具、10W燈具、15W燈具的照度模擬數(shù)據(jù)詳見(jiàn)圖4～6。

不同廠家燈具參數(shù)略有不同，所以結(jié)果也有所差異，取相對(duì)平均值后得全站燈具、回路數(shù)、集中電源對(duì)比如表4所示。

各廠家模擬計(jì)算結(jié)果一覽 表3

圖4 某廠家5W燈具照度模擬

不同燈具規(guī)格系統(tǒng)配置對(duì)比表 表4

圖5 某廠家10W燈具照度模擬

圖6 某廠家15W燈具照度模擬

根據(jù)表4可知，當(dāng)采用不同容量燈具時(shí)，受規(guī)范對(duì)饋出回路及饋出回路電流等限制，集中電源套數(shù)相同。但由于地鐵車站公共區(qū)為大空間，高度又較高，為保證照度效果，5W時(shí)燈具數(shù)量將比10W、15W約多40%～90%，燈具成本大大增加。同時(shí)考慮10W燈具均勻性較15W更好，最終推薦車站公共區(qū)疏散照明燈具功率采用10W。

(2)設(shè)備區(qū)燈具選型

設(shè)備房應(yīng)急照明分為備用照明及消防應(yīng)急照明(即疏散照明)，新《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》主要對(duì)疏散照明進(jìn)行新的規(guī)定，所以本文分別對(duì)典型面積設(shè)備房的疏散照明進(jìn)行照度模擬，計(jì)算模擬結(jié)果詳見(jiàn)表5。

模擬結(jié)果 表5

由于設(shè)備房空間較小，安裝高度較公共區(qū)低，所以單燈功率越小，房間總?cè)萘吭叫?，疏散照度更均勻，采用功率較小的燈具較為合理。5W燈具能在不增加集中電源套數(shù)情況，均勻度更好，前后布置降低柜體對(duì)光線遮擋，最終推薦車站設(shè)備區(qū)疏散照明燈具功率采用5W。

3.3 疏散指示設(shè)置方案

由于地鐵車站疏散指示的設(shè)置受多本規(guī)范約束，須同時(shí)滿足GB 51298-2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》5.6.2、5.6.4；GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》10.3.5條；GB/T 33668-2017《地鐵安全疏散規(guī)范》8.17等規(guī)范的要求，最終確定方案主要如下。

(1)站廳、站臺(tái)公共區(qū)1m以下疏散標(biāo)志間隔 ≤10m，吊頂下增設(shè)的疏散指示標(biāo)志間隔 ≤20m。(2)疏散通道(出入口通道)1m以下疏散標(biāo)志間隔≤10m，吊頂下增設(shè)的疏散指示標(biāo)志間隔≤20m。(3)站廳、站臺(tái)主要疏散路徑、疏散通道(出入口通道)在地面設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志，間距≤3m。(4)設(shè)備管理區(qū)疏散走道1m以下疏散標(biāo)志間隔≤10m，走道轉(zhuǎn)彎處按規(guī)范要求加密。(5)區(qū)間每隔15m設(shè)帶米標(biāo)、可變方向的燈光疏散指示標(biāo)志燈。

吊頂車站高位疏散指示牌和站廳公共區(qū)及通道處疏散指示牌詳見(jiàn)圖7～8。

圖7 吊頂車站高位疏散指示牌

圖8 站廳公共區(qū)及通道處疏散指示牌布置示意

3.4 系統(tǒng)方案

(1)系統(tǒng)形式

消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中控制型。由于車站內(nèi)應(yīng)急照明及疏散指示數(shù)量較多，為便于運(yùn)營(yíng)檢修維護(hù)，采用集中電源型燈具；由于區(qū)間隧道較長(zhǎng)、環(huán)境相對(duì)惡劣，集中電源難以放置，故疏散照明燈及標(biāo)志燈采用自帶蓄電池型燈具。詳見(jiàn)圖9。

圖9 集中電源型應(yīng)急照明系統(tǒng)示意圖

車站內(nèi)的集中電源放置在照明配電室、應(yīng)急照明電源室或環(huán)控電控室等處，按防火分區(qū)設(shè)置；區(qū)間應(yīng)急照明配電箱放置在站臺(tái)端頭房間及區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道。

各防火分區(qū)的集中電源電源、應(yīng)急照明配電箱均引自每端的應(yīng)急照明切換總箱；應(yīng)急照明控制器放置在車控室，應(yīng)急照明控制器電源引自車控室切換箱。典型車站應(yīng)急照明系統(tǒng)示意圖詳見(jiàn)圖10。

(2)集中電源系統(tǒng)容量

按照規(guī)范中以下要求(詳見(jiàn)表6)，確定每套集中電源系統(tǒng)容量上限。

集中電源系統(tǒng)容量相關(guān)要求 表6

圖10 典型車站應(yīng)急照明系統(tǒng)示意圖

綜上，滿負(fù)載情況，地鐵車站每套集中電源配接燈具額定容量S燈具上限為：S燈具≤S總回路×80%，即S燈具≤Ue×I每回路×最大回路數(shù)×80%=36×8×6×0.8，即S燈具≤1.38kW。

每套集中電源的額定輸出容量S電源上限建議為：S電源≤ 1.38×1.3=1.79kW，即S電源≤ 1.79kW。

所以，根據(jù)各防火分區(qū)實(shí)際所接燈具情況，綜合性價(jià)比因素，每套集中電源容量建議在1～1.79kW選擇，所連接的應(yīng)急照明負(fù)荷建議在0.7～1.38kW之間選擇。

(3)配電回路要求

1)疏散燈具應(yīng)按防火分區(qū)、站廳、站臺(tái)、隧道區(qū)間等為基本單位設(shè)置配電回路。2)疏散照明燈和疏散標(biāo)志燈不應(yīng)在同一回路上出線。3)防煙樓梯間前室及合用前室內(nèi)疏散燈具應(yīng)由前室所在的防火分區(qū)或樓層配電。4)系統(tǒng)設(shè)備房及疏散通道的疏散照明應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電回路。5)封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯應(yīng)單獨(dú)設(shè)置配電回路。6)敞開(kāi)樓梯間內(nèi)設(shè)置的燈具應(yīng)由燈具所在樓層或就近樓層的配電回路供電。7)疏散標(biāo)志燈每個(gè)回路配接燈具不宜超過(guò)60套。

(4)線路選型及敷設(shè)要求

1)系統(tǒng)饋出線纜選用電壓等級(jí)不低于300/500V的低煙無(wú)鹵型耐火電線。地面標(biāo)志燈配電線路和通信線路選擇耐腐蝕橡膠線纜。2)應(yīng)急照明系統(tǒng)饋出線纜暗敷時(shí)，采用穿鋼管敷設(shè)，并暗敷在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護(hù)層厚度應(yīng)≥30mm；當(dāng)線纜明敷時(shí)，穿鋼管或封閉式金屬線槽敷設(shè)，并涂刷防火涂料。3)集中控制型系統(tǒng)中線路選用耐火線纜、耐火光纖。4)具有IP防護(hù)等級(jí)要求的系統(tǒng)部件，其線路中接線盒、管線接頭等均應(yīng)達(dá)到與系統(tǒng)部件相同的IP防護(hù)等級(jí)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)