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浅谈消防应急疏散系统在铁路小型建筑中的设计及应用

作者:安科瑞电气股份有限公司时间:2020-08-19 我要发布

任华

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801 

讨论对铁路车站小型建筑中应急照明系统常规设计提出了改进措施:建议应急照明灯具应当作为正常照明的一部分使用,平时可控;建议疏散照明采用强启方式点亮,特别对于未设置火灾报警系统的建筑可增设强启按钮;改进了基于 EPS电源的集中电源应急照明控制回路,增加了非火灾情况停电时备用照明启动功能。

关键词:消防应急照明;小型建筑;EPS;消防强启;双头灯

 

目前,铁路工程建设仍然是我国基础设施建设浪潮中的重要部分,在铁路工程建设过程中,不乏大型站房、综合楼、综合商业开发等大型建筑,这些消防应急照明系统(以下简称为系统)常作为一级负荷或者一级负荷中特别重要的负荷进行设计,从电源到控制方案均较为成熟,但在上述建筑之外还有许多区段站以下诸如会让站、中间站等小型车站的生产、生活用房,特点是其面积较小,有些也还未达到设置火灾自动报警系统的条件,但是大多却都是需要设置消防应急照明系统的,这些系统如何设置电源、如何正常控制、启动,并且在紧急情况下正常工作是本文探讨的问题。

 

1 各类规范对系统的设置要求

1.1 消防应急照明系统种类划分

根据 GB 50034—2013《建筑照明设计标准》中相关规定,应急照明即是因正常照明的电源失效而启用的照明。疏散照明、安全照明及备用照明都属于应急照明。

TB 10089—2015《铁路照明设计规范》中7.1.1的条文解释提到,在工程设计中很难将铁路建筑的备用照明和安全照明分开,因此取消了安全照明的分类,故而,本文所探讨的即是疏散照明及备用照明。

1.2 应急照明设置场所

TB 10089—2015《铁路照明设计规范》未对何处设置疏散照明做出明确规定,7.1.6条要求其参照 GB 50016—2014《建筑设计防火规范》、TB 10063—2016《铁路工程设计防火规范》等执行 ;7.1.1条规定指出,设置疏散照明的建筑或场所,应在其疏散通道、安全出口等处设置疏散指示标志 ;7.1.2对铁路工程中需要设置备用照明的位置做出了明确规定,设置的位置诸如 :通信站的通信机房、电源机械室,车站信号楼的通信、信号机械室等等。

GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中强条10。3。1规定了疏散照明设置部位,如“公共建筑内的疏散走道”。

JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》中13。8。3条规定公共建筑、居住建筑疏散照明的设置部位,如“公共建筑的疏散楼梯间、疏散通道”。

综上各处规范内容所示,铁路工程项目中无论其是何种功能的建筑,其疏散走道、疏散楼梯间、防烟楼梯间及前室等位置需要设置疏散照明及疏散指示,换言之,只要是铁路工程中的公共建筑属性(根据火规内不属于一、二类高层的单、多层建筑物)均需要设置消防应急疏散照明。而在与铁路运营有关以及火灾时不能断电的设备房间,则均需要设置备用

照明。

通常此类小型建筑中系统的负荷等级可根据车站、建筑物的规模划分为二级或三级负荷,但需要注意的是,无论负荷等级划分为几级,其电源均应为消防电源。

 

2 常见的系统设计中存在问题及优化建议

2.1 疏散照明控制系统的常用设计方案及存在问题

针对自带电源非集中控制型疏散照明系统,通常若是建筑物内未设置火灾自动报警系统时,常采用的是火灾时断电自动点亮的控制方式,几种常用的控制原理如图1所示。

 

1 自带电源非集中控制系统控制原理示意

(1)方案1 :平时常灭,火灾时断电自启动(如双头灯、自带电池的吸顶灯)。平时情况下,电源线有电时,常闭开关K 断开,灯具处于熄灭状态,当电源线断电时,自动转入由灯具自带蓄电池供电。

2)方案2 :平时及火灾情况下灯具常亮(一般疏散指示标志、出入口指示标志均会采用此种形式)。

3)方案3 :平时由开关控制,火灾时断电自启动。相较于方案1而言,多了1根灯具的充电线,平时应急照明灯具由应急照明电源线供电,并通过翘板开关 J 实现平时的控制,当电源线断电时,自动转入由灯具自带蓄电池供电。

上述方案中存在以下几种问题问题。

1)方案1中灯具长期处于熄灭状态,灯具或者其自带电池有损坏并不能及时发现,需要定期启动巡检,确定自带蓄电池处于正常工作状态。

2)对于自带电源型的应急照明灯具的维护、检修,如果保证在紧急情况下正常启动,一般的设计说明中鲜有提及,等待工程项目验收移交之后,运营单位也常常存在少维护甚至不维护的情况。并且由于自带电源型应急灯具常常采用安装于顶棚或侧墙高处的吸顶灯或者应急双头灯,使得维护检测的工作困难重重。

3)关于火灾时断电自动点亮的控制方式存在2个问题。1)根据 GB 500162014《建筑设计防火规范》10.1.6条的规定,消防用电在火灾情况下是不应该中断的,文献[6]中也提到,疏散照明要靠切断电源来启动,这种说法其实是不正确的。2)当火灾发生时,对于没有设置火灾自动报警系统的建筑,当需要点亮疏散照明灯具时,是否能有训练有素的工作人员去切除非消防电源是一大问题,此时,平时不亮或者控制开关处于断开状态的应急灯具就失去了本来应该发挥的作用。

4)关于双头灯的问题 :双头灯(特别是平时不亮,停电时点亮的)是典型的需要断电启动的照明灯具,其应该属于备用照明灯具,而不建议作为疏散照明来使用。

2.2 疏散照明控制系统存在问题的优化改进

由于使用说明难以直观参考,而且大多数时候应急照明灯具也是出于“休息”的状态,没有火灾的发生来检验其系统的工作是否正常,或者说许多应急照明系统存在年久失修

的状态。对于小型建筑中应急照明系统,一种可行的疏散照明控制方案是 :平时可控,并且采用消防强启代替火灾情况下断电自启动的控制方式,其控制原理如图2所示。

 

2 引入消防强启疏散照明控制原理示意

此种方案将实现的功能是在火灾发生的情况下,无论控制开关处于什么状态,灯具都会被强制点亮,符合规范中对于疏散照明启动的要求。但同样的,此种方法在实行过程中亦存在强启功能的问题。

通过设置类似手报按钮的装置来实现此功能(像是为 KM设置远端按钮开关),并且此按钮建议设置在值班室、疏散走道等明显的地方,方便实现系统的消防强启。此种做法则需要进一步在设计文件中说明,并对强启按钮进行标志化管理,避免平时正常情况下的误操作。

同样,对于自带电源型的应急照明灯具,设计者应在文件中增加关于灯具的维护、保养以及蓄电池定期充放电检测的相关说明,明确运营单位的维护责任。

2。3 基于EPS的集中电源型系统

2.1中提到的关于非集中电源系统灯具的维护保养问题鉴于其灯具蓄电池的养护工作量大,可采用 EPS 作为应急照明系统的集中电源。对于铁路小型建筑,虽然采用 EPS 电源,

系统造价会有所增加,却会大幅降低后期的维护工作量,亦能大幅提高系统的运行可靠性。

建议采用的 EPS 电源的接线如图3所示。

 

3 EPS集中电源接线示意

如图3所示,若采用 EPS 集中电源系统为备用照明供电时,则还存在一个需要改进的问题。当发生非火灾情况的断电时,KM 不会闭合,非持续供电线也不会带电,双联开关(或自熄

开关)处于关灯位的应急灯具就无法点亮。此时,诸如信号楼内信号机械室、通信机械室、发变配电所的控制室以及一些重要的设备房间的备用照明就无法启动。上图的控制回路就无法解决非火灾发生的应急情况下需要使用应急照明系统的情况。故需对上述控制回路做如图4所示。

 

4 EPS集中电源接线示意

如图4所示,在强启开关 KM 处并联一个常闭触头 KA,同时检测电源是否有点,当电源侧断电且并非火灾发生时,EPS 可通过 KA 的常闭触头对非持续供电线供电,同样达到点亮应急照明的目的。

 

3 安科瑞智能消防应急疏散系统的选型

3.1 安科瑞的智能疏散系统

安科瑞的智能疏散系统三层网络结构。一层:智能疏散主机;二层:区域应急照明配电箱;三层:疏散指示标志灯具其具体结构形式如图5所示。

 

5 智能消防应急疏散系统图

 

智能疏散系统主机主机由交互式操作软件支持,实时解析底层设备的工作状态,接收来自消防报警系统的火警联动信号。在日常维护过程中声光报警显示各种设备故障信息,具备日志的查询、记录、打印功能;在火灾发生时,根据火灾联动信号选择相应的应急预案,启动各类应急疏散指示灯

区域应急照明配电箱作为系统内为灯具供电的供配电装置,同时具备接受主机的巡检控制、供电回路的电气隔离、回路智能控制、回路信号汇集,加快主机对底层灯具的巡检速度,降低信号干扰,改善通信质量等功能。

疏散指示标志灯具集中电源集中控制型疏散指示灯为人员疏散逃生指引方向。其安装方式有壁挂式、吊挂式、地埋式主要设置于防火分区的安全出等处。集中电源集中控制型应急照明灯具,其主要为人员疏散逃生提供照明,安装方式有壁挂式、吸顶式、嵌顶式三种

 

3.2 产品选型表

控制器和集中电源选型表

灯具选型

 

4

1)对于目前铁路车站的小型公共建筑,建议在设计应急照明系统时,考虑在正常条件下作为正常照明的一部分,可以进行正常的控制。并且建议在设计说明中对灯具自带蓄电池的充放电维护工作加以说明,以便工程移交后明确运营单位的责任,引起足够的重视。

2)分析了消防应急疏散照明系统应该进行强启设计,而不能简单的采用断电自动点亮的方式,并且对于未设置火自报系统的部分建筑,可以在楼层明显地方(诸如值班室、门卫或者疏散走廊处)设置强启按钮以部分解决疏散照明的强启问题。

3)考虑了基于 EPS 电源的备用照明系统,可以采用增加并联控制回路的方式,增加在非火灾时的应急条件下启动备用照明的功能,确保在任何需要应急照明投入工作的情况下其都能正常工作。

参考文献

[1] 建筑照明设计标准 GB 50034—2013[S].

[2]  .铁路小型建筑中消防应急照明系统设计研究[J].建筑技术开发。2019817-18.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06.

[4] 安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门监控系统/消防设备电源监控系统/电气火灾监控系统选型手册.2019.07.

 

作者简介

任华,女,本科 现任于安科瑞电气股份有限公司

联系电话:021-5910-4851 

手机:187-0211-2061 QQ: 2880157851

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