孫 波

(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)二分公司，215101，蘇州∥工程師)

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)》主要是針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工安裝、系統(tǒng)調(diào)試等方面的要求。GB 17945—2010《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》主要是針對(duì)產(chǎn)品及其分類、性能等方面的要求。新線設(shè)計(jì)要同時(shí)符合這兩種規(guī)范的要求。根據(jù)GB 51309—2018,地鐵場(chǎng)所采用燈具供電電壓為DC 36 V的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，該系統(tǒng)從現(xiàn)有的EPS(消防應(yīng)急燈具專用應(yīng)急電源)系統(tǒng)分離，成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。對(duì)于車站公共區(qū)、設(shè)備管理區(qū)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的蓄電池放置位置無影響，繼續(xù)放在照明配電間內(nèi)。而區(qū)間消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的蓄電池放置位置則發(fā)生了變化。因此對(duì)區(qū)間消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的蓄電池放置位置進(jìn)行研究分析，對(duì)后期蓄電池的安全、運(yùn)營(yíng)維護(hù)非常重要。

1 新線照明系統(tǒng)類型

根據(jù)GB 51309—2018的規(guī)定，配電室、控制室和消防泵房等發(fā)生火災(zāi)時(shí)，仍需工作值守的區(qū)域應(yīng)同時(shí)設(shè)置備用照明、疏散照明和疏散指示。因此新線照明系統(tǒng)分為疏散照明和疏散指示系統(tǒng)、備用照明系統(tǒng)、正常照明系統(tǒng)，其中EPS僅作為備用照明系統(tǒng)用于發(fā)生火災(zāi)時(shí)仍需工作值守的設(shè)備和管理用房和控制室等。

2 新線消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

GB 51309—2018實(shí)施之前，蘇州軌道交通1—5號(hào)線消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用EPS系統(tǒng)供電，消防應(yīng)急燈具額定電壓為AC 220 V，EPS蓄電池集中放在站內(nèi)配電間。GB 51309—2018實(shí)施后，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)置在距地面8 m及以下的燈具電壓等級(jí)及供電方式應(yīng)符合下列規(guī)定：應(yīng)選擇額定工作電壓不大于DC 36 V的消防應(yīng)急燈具，即A型燈具；同時(shí)應(yīng)急照明配電箱或集中電源箱輸出回路不應(yīng)超過8路；任一配電回路配接燈具的額定功率總和不應(yīng)大于配電回路額定功率的80%；A型燈具的配電回路的額定電流不應(yīng)大于6 A。因此，新線采用燈具供電電壓為DC 36 V的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，且對(duì)每個(gè)應(yīng)急配電箱或集中電源箱的輸出回路及功率進(jìn)行限制。

根據(jù)GB 51309—2018，新線消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)有以下2種：

1) 非集中電源集中控制型系統(tǒng)(見圖1)：應(yīng)急燈具自帶蓄電池，工作電壓為DC 36 V；采用非集中電源方案時(shí)，需設(shè)置多個(gè)應(yīng)急照明配電箱和1套應(yīng)急照明控制器；每個(gè)應(yīng)急照明配電箱內(nèi)無蓄電池，僅完成電壓轉(zhuǎn)換；配電箱和燈具均具有通信功能。

圖1 非集中電源集中控制型系統(tǒng)

2) 集中電源集中控制型系統(tǒng)(見圖2)：應(yīng)急燈具不帶蓄電池，工作電壓為DC 36 V；采用集中電源方案時(shí)，需設(shè)置多個(gè)應(yīng)急照明集中電源箱和1套應(yīng)急照明控制器；每個(gè)應(yīng)急照明集中電源箱內(nèi)含2到3節(jié)蓄電池，并完成電壓轉(zhuǎn)換；集中電源電源和燈具均具有通信功能。

圖2 集中電源集中控制型系統(tǒng)Fig.2 Centralized control system of centralized power supply

兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 集中電源集中控制型系統(tǒng)與非集中電源集中控制型系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

3 蘇州軌道交通S1線和6號(hào)線執(zhí)行GB 51309—2018方案

蘇州軌道交通S1線和6號(hào)線采用燈具供電電壓為DC 36 V的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。S1線區(qū)間消防應(yīng)急燈具采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，蓄電池放置在區(qū)間各聯(lián)絡(luò)通道和站臺(tái)端門內(nèi)配電間；6號(hào)線區(qū)間消防應(yīng)急燈具采用集中電源集中控制型系統(tǒng)和非集中電源集中控制型系統(tǒng)相結(jié)合方式。因此6號(hào)線蓄電池放置位置不同于S1線，6號(hào)線短區(qū)間采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，區(qū)間應(yīng)急燈具的蓄電池集中放置在站臺(tái)端門內(nèi)配電間；6號(hào)線長(zhǎng)區(qū)間采用非集中電源集中控制型系統(tǒng)，區(qū)間燈具自帶蓄電池。

S1線和6號(hào)線在執(zhí)行GB 51309—2018標(biāo)準(zhǔn)中有如下問題：

1) 電壓降問題：S1線平均站間距為1.52 km，根據(jù)設(shè)計(jì)需要截面積為16～32 mm2的銅導(dǎo)體耐火電纜解決電壓降問題；6號(hào)線平均站間距為1.19 km，根據(jù)設(shè)計(jì)需要截面積為16 mm2的銅導(dǎo)體耐火電纜解決壓降問題。

2) 區(qū)間空間問題：每個(gè)燈具都采用四線制通信和供電，穿管需用φ40 mm或以上鍍鋅鋼管。一側(cè)半個(gè)區(qū)間約需5～9個(gè)回路、5～9根鍍鋅鋼管。因此所需鋼管多，區(qū)間空間不能滿足要求。

3) 施工及接線問題：每個(gè)燈具的電線都與鋼管中的電纜相接，鋼管粗、分接頭多，耐火電纜較硬、較粗，在接線盒中不易剝線接線。

為解決上述問題，S1線采取的措施是：在每個(gè)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)放置集中電源箱2個(gè)，配4節(jié)或6節(jié)55 Ah以上容量蓄電池；在站臺(tái)端門內(nèi)配電間集中放置蓄電池。6號(hào)線采取的措施是：在長(zhǎng)區(qū)間，燈具自帶蓄電池；在短區(qū)間，在站臺(tái)端門內(nèi)配電間集中放置蓄電池。

4 其他城市執(zhí)行GB 51309—2018方案調(diào)研

1) 南京地鐵7號(hào)線和寧句線(S6)采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，蓄電池放在區(qū)間。

2) 無錫地鐵4號(hào)線一期采用非集中電源集中控制型系統(tǒng)，區(qū)間無集中蓄電池，燈具自帶蓄電池。

3) 紹興地鐵1號(hào)線采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，蓄電池放在區(qū)間。

4) 西安地鐵5號(hào)線一期和6號(hào)線一期采用集中電源集中控制型系統(tǒng)，蓄電池放在區(qū)間。

根據(jù)調(diào)研情況發(fā)現(xiàn)，GB 51309—2018實(shí)施后，國(guó)內(nèi)新建地鐵線路基本采用蓄電池分別放在區(qū)間和站臺(tái)端門內(nèi)配電間的方式，與蘇州軌道交通S1線相同。目前只有無錫地鐵采用區(qū)間所有應(yīng)急燈具自帶蓄電池，蓄電池分散到每個(gè)單體燈具。

5 區(qū)間應(yīng)急照明及疏散供電線路電壓降防范措施

1) 應(yīng)急燈具支持寬電壓。GB 51309—2018實(shí)施后，對(duì)寬電壓應(yīng)急燈具的需求持續(xù)增長(zhǎng)，DC 36 V帶通信控制功能應(yīng)急燈具的生產(chǎn)廠家數(shù)量也隨之增多。隨著該技術(shù)逐步成熟，可通過定制方式滿足線路電壓降的要求。

2) 調(diào)整影響電壓降的參數(shù)。直流線路燈具電壓降精細(xì)計(jì)算公式為：

式中：

ρ——導(dǎo)線電阻率；

P——線路功率，W；

L——線路長(zhǎng)度，m；

U——標(biāo)稱電壓，V；

S——電纜銅導(dǎo)體裁面面積，mm2；

N——燈具的數(shù)量，個(gè)。

根據(jù)上式：①通過增加電纜截面積降低壓降。實(shí)際實(shí)施中，電纜截面積增大，電纜回路多，采用在區(qū)間隧道壁安裝電纜支架的形式已不能滿足要求，可采用在區(qū)間敷設(shè)電纜橋架的方式解決電纜過多的問題。②在增加電纜截面積同時(shí)或電纜截面積不變的情況下，減少線路功率，即通過減少單個(gè)回路所帶燈具的數(shù)量降低電壓降。

6 結(jié)語

根據(jù)GB 51309—2018要求，新線區(qū)間消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括集中電源集中控制型系統(tǒng)與非集中電源集中控制型系統(tǒng)兩種，蓄電池放置位置有如表1所示的三種方案，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。蓄電池放置位置無論采用哪種方案，都要加強(qiáng)維護(hù)管理。對(duì)于分散在區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)集中電源箱的蓄電池，可通過增加在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓、內(nèi)阻和溫度；每周進(jìn)行1次區(qū)間巡視，檢查蓄電池外觀，查看有無鼓包和漏液等現(xiàn)象。對(duì)于區(qū)間自帶蓄電池的燈具，一般5年更換一次內(nèi)置蓄電池。日常管理中，定期進(jìn)行電池供電檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題燈具及時(shí)維修或進(jìn)行統(tǒng)一整體更換。