非集中控制型应急照明系统的设计与实施
2022-12-07
来源:尚车旅游网
现代建筑电气 ・ifIjI 食・ 、ll{ 、 -j } t-tl II、l_H4} l_j{’ 非集中控制型应急照明系统的 设计与实施 张盂尧 , 杨志超‘, 李永刚 (1.中联西北工程设计研究院有限公司,陕西西安710082: 2.中建六局土木_T-程有限公司,天津300457) 摘 要:应急照明是建筑电气照明系统的重要组成部分,其供电可靠性要求高。 根据GB 501l6—20l3《火灾自动报警系统设计规范》等国家规范、行业标准对应急 照明的要求,从设计和施工的角度对非集中控制型应急照明和疏散指示系统的实 张孟尧(1985一),男, 从事建筑电气设计工 作。 施和存在的问题进行了探讨,并提出解决方案。 关键词:应急照明;消防联动;强制启动;智能疏散 中图分类号: 892文献标志码:l{文章编号:I674—8417(2016)1 一()() —06 DOI:10.16618 j.(1『1kj 1674—84l 7 2016 l 2 006 Il 引 言 懂急照明是因正常照明电源失效而启用的 照明。国家标准GB 50034--2013《建筑照明设计 本文对 集rfJ控制 应急照明系统的设训‘ 和实施中的常见问题进行_r分析,给出可实施的 解决方案。 标准》将应急照明分为确保 常.ill 作或生活继续 进行场所应设置的备用照明;确保处于潜在危险 之中的人员安全场所应设置的安全照明;确保人 员安全疏散的出口和通道应没置的疏敞照明 .. 成急照明担负着停电和火灾等事故状态下的照 l 应急照明及其联动控制要求 鉴于应急照IJ月在建筑中的 要性,相关国家 标准和行业规范均埘其作出了相关的条文规定 CB 501 l6—2013《火灾自动报警系统设计规范》 (简称新火规)要求消防联动控制器应具有切断 火灾区域及相火区域的非消防电源的功能,当需 叫及人员的安全疏散等任务,故供电叮靠性要求 高,但应急灯具种类繁多、质 参差不齐、控制方 式多样、联动关系复杂,是设汁及施 中的一个 难点。受项目成本等因素的影响,安全电压智能 消防应急照明和疏散指示系统还处于过渡推 要切断正常照f』f】时,宜住自动喷淋系统、消火栓 系统动作前切断 值得注意的是,新火规对于 正常照明的切断方式已明确为宜延时切断,而对 于应急照叫及其联动控制,第4.9.1条规定: J、 期,所以当前民用建筑,尤其是住宅、小商业等 非大型公共建筑,大多采用的仍是非集中控制 虚急照明和疏散指示系统。 杨志超(1985一),男。工程师,从事建筑电气设计工作。 ①集中控制型消防应急照明和疏散指示系统,应 由火灾报警控制器或消防联动控制器启动应急 照明控制器实脱;②集中电源非集中控制型消防 李永刚(1984一),男,工程师,从事建筑电气机电安装、施工管理方面的工作。 23・ ・消防安全・ 应急照明和疏散指示系统,应由消防联动控制器 联动应急照明集中电源和应急照明分配电装置 实现;③自带电源非集中控制型消防应急照明和 疏散指示系统,应由消防联动控制器联动消防应 急照明配电箱实现。第4.9.2条规定:当确认火灾 后,由发生火灾的报警区域开始,顺序启动全楼疏 散通道的消防应急照明和疏散指示系统,系统全 2 应急照明控制方式及存在的问题 应急照明供电设计需根据负荷等级确定,当 负荷等级为一级、二级时,规范要求采用两路电源 供电,常见的是一路市电+柴油发电机的供电方 式或者两路市电的供电方式,而非集中控制型应 急照明常采用应急照明配电箱+双电源自动转换 开关电器(Automatic Transfer Switching Equipment, 部投入应急状态的启动时间不应大于5 S 。 ATSE)的形式。 GB 17945--2010 ̄消防应急照明和疏散指示 规范要求应急照明在正常供电电源停止供电 系统》对消防应急照明和疏散指示系统的组成、 后,应急电源供电转换时间应满足:①备用照明不 消防应急灯具以及其他相关设备的各项技术要 应大于5 s,金融商业交易场所不应大于1.5 S; 求作了规定,当系统控制到灯具时应能将每个消 ②疏散照明不应大于5 s。除在假日、夜间无人工 防应急灯具的工作状态反馈至消防控制室,当系 作而仅由值班或警卫人员负责管理外,疏散照明 统控制到回路时应能将每个回路的消防应急灯 平时宜处于点亮状态 J,所以设计上常采用自带 蓄电池的应急照明灯具来保障主备电源切换间隔 具工作状态反馈至消防控制室 。 期内的照明。根据灯具的不同型式(持续型或非 另外,GB 50034--2013《建筑照明设计标准》 持续型,自带电源或不自带电源),应急照明系统 第7.3.4条规定:住宅建筑共用部位的照明,应 常见的控制方式主要有以下几种 采用延时自动熄灭或自动降低照度等节能措施。 2.1 消防强启触点开关非集中控制 当应急疏散照明采用节能自熄开关时,应采取消 消防强启触点开关非集中控制应急照明原 防时强制点亮的措施。 理如图1所示。 图1 消防强启触点开关非集中控制应急照明原理 当项目设有火灾自动报警系统时,可以采用 应急时共用,为持续型灯具,平时由现场开关s2 带消防强启触点的开关实现应急照明的控制。 控制,停电或火灾时由蓄电池控制其自动点亮; 图l中a部分应急灯自带应急光源及正常光源, 图1中c部分为疏散出口、方向指示灯及层号 其中正常光源由现场开关sl控制其点亮熄灭, 灯,均采用三线制,为常明灯;图1中d部分为只 平时作正常照明光源使用,应急光源带蓄电池采 含应急光源且带消防强启端子的应急灯,平时不 用四线制在应急照明箱内控制,火灾事故状态时 使用,火灾事故状态时由消控室通过灯具的消防 由消控室通过应急照明强启线强制点亮;图1中 强启端子在应急照明配电箱集中强制点亮; b部分应急灯自带蓄电池,仅含一个光源,平时与 图1中e部分为自带蓄电池的应急灯,灯具自身 ・24・ 绳代建蟪电气 圜・ iiIj ・ 、I J} 、|1I’ l1.1I、ll H ¨:I—if1 不带消防强启端,由没置于现场的带消防强肩端 于的歼关/声光控开关s3控制,平时和火灾事故 状态均由S3控制. .源的叮靠没汁初衷。在火灾事故状态下,如果第 一路电源短时或长时问未失电,应急灯不点亮, 又将一般照明切除,将造成短时或长时间尤任何 1中除C部分设汁为常明灯外,b部分控 制方式多用于火灾时仍需要工作的重要场所(如 消防水泵房、生活水泵房、消防风机房、电梯机房 照明的危险状态。由于这种没汁』、 急照明最多 只能在转换期内处于应急工作状态,向且无法实 现消防时的应急照明强制启动,所以是一种错误 的设 。 等)的备用照明或者安伞照明,灯具一般需要[】 带蓄电池,照度不低于该场所的正常照度。值得 注意的是d部分控制方式[fI的灯具在很多设汁 图纸中为不带就地控制歼关的常暗 应急灯 或 双头应急灯,为非持续型灯具,如常见的“猫耳 灯”,平常充电不工作,停电时由蓄电池点亮,但 有很多设计图纸并未对该双头应急灯的接线端 子作H{规定。施 L单位和建设单位经常采购的 是单卡H带三孔插头三线制双头应急灯,这种直急 灯只有三个接线端子(I 、N、PE),假设其前端应 急照明配电箱有两路电源,凡柴油发电机自动 动 对其停电、火灾两种事故状态分析如下(it:7. 常照叫 路不从心急照明箱引接) 、 (1)停电事故状态:lE常照明回路提供照 明一第一路电源失电一双头灯监fji!,4到充电线火 电一转入应急照明状态一蓄电池放电点亮舣头 灯一30 S内第二路电源供电一双头灯监测到允 电线恢复供电一双头灯转入正常状态一双头灯 熄火、蔷电池继续充电一IE常照明回路提供 照H月 、 (2)火灾事故状态:平时正常照明回路提供 照明一消控室确认火灾状态一切除正常照明负 荷(新规范已改为延时切除)一第一路电源失 电一双头灯监测到充电线失电一转入应急照明 状态一蓄电池放电点亮舣头灯一30 S内第二路 电源供电一双头灯监测到充电线恢复供电一双 头灯转入正常状态一双头灯熄灭、蓄电池继续 充电。 由此可见,当工程中应急照明具有双电源 时,采用“常见”的三线制舣头应急灯在停电事故 状态下仅能维持30s以内的应急状态(人为投入 备用电源时为从主电源失电至手动启动备用电 源的这段时间),除非两路电源均失电,蓄电池才 能一直点亮并维持应急状态,显然这已违背双电 实际工程中,这样实施的项目侥消防验收时 总不能实现应急强启,最后施工 侮或者设计单 何采用给应急照明箱进线断路器或某些出线回 路断路器加分励脱扣功能,或者在某些出线回路 上加常闭的接触器,再利用DC 24 V消防联动模 块在火灾时强制切除断路器或断扦接触器的方 法来实现“应急照明强启”。这种做法由于切掉 了所有的供电电源,应急照明仪谨蓄电池供电, 虽然蓄电池的放电时间设纠 上能满足火灾时最 火供电时I'HJ要求,但蓄电池的使用寿命短,更新 困难,维护保养量大,以日前现状米看,其寿命期 满后基本 会更新 ,极大地降低r火灾时应急 照明供电的可 性。 市场上已经有四线制的双头消防应急灯产 品,即带PE端、N端、充电I 端、强制启动端的产 品,只是“ 带’ ”的双头应急灯 的强制启动端 是被悬空而未,jI出。这种灯平时在充电L端有 电的情况下无法强制点亮,所以采用双头灯要实 现消防应急强启,设计中必须叫确灯具为四线 制。即使采用r双电源+四线制的双头灯,在停 电事故状态下最多也只能能维持30 S以内的应 急状态(人为投入备用电源时为从主电源失电至 手动启动备』}j电源的这段时间),当然也可以往 停电事故状态下由消控室根据需要强启应急照 明,也就是把停电事故状态当做火灾状态处理 由于停电状念下的危险性远小于火灾状态,所以 可以在强启的基础上采用“切断”充电线的方法 实现停电状念下的应急照明。四线制双头应急 灯控制原理盘l】阔2所示。 图2巾,停电事故状态下应急照明的启动由 KM2接触器完成,电源来自J1结点,监测第一路 主电(所选ATSE条件允许时也町从ATSE处取无 源或有源信号),失电时主触头KM2断开,双头灯 25. 圜丝 建缝坌 、_lI:、_Jl I l1.tI、“H4 2llll 箱体 ALE 编号 箱体 × ×D/arm: 尺寸 500×600X20o /kW COs^ L1,N.PE QF3 KM2 wet敷设 .K 位 J2 ~IKM1 ] WE勰 设 .NPEU 主电源 l U1rA_=T— ] E J2 盟J I 圈2 四线制双头应急 ]控制原理 点亮,此时即使备用电源已经投切,KM2断开,双 头灯仍维持点亮状态。KM1接触器为常规的消防 强启接触器(电源需从ATSE后引接),该接法消防 事故状态时供电可靠性高,能最大限度地利用 第一路和第二路电源。 2.2 本地普通开关非集中控制 上述双头应急灯为在双电源情况下的分析, 若项目负荷等级较低,应急照明负荷等级为三 级, 只有一路电源供电的情况下,则可以用三 线制的双头应急灯+停电或消防时延时切断电 源(有火灾自动报警系统)/失电自动点亮(无火 灾自动报警系统)的方法实现应急照明的控制。本地普通开关非集中控制应急照明原理如图3 所示。自带蓄电池应急荧光灯接线如图4所示。这是目前市场上大多数的应急荧光灯接线,Sl为 平时本地控制开关,灯具内蓄电池平时浮充电, 停电时蓄电池自动点亮,消防应急时可用本地开 关控制。这种应急灯若要实现消防时的强制启 动,则需要采取类似三线制双头应急灯的方法 由于这种应急灯大多安装在一些重要的设备用 房用作平常照明兼作应急备用照明,一般仅需要 本地控制即可,因此设计中从配电箱至该类型应 26. 急灯只需L(兼作充电线)、N、PE三根线(图2中 WEn回路)。 藩 .自带蓄电 池应急荧光灯 ~ 捆蔓 图4 臼带蓄电池应急荧光 ]缓线 实际工程中,有的安装人员将接至应急控制 器的相线误从本地控制开关的出线端引接,当开 关平断开时,蓄电池不能浮充电,埋下了安全隐 患,应注意避免。 2.3本地双控开关非集中控制 除了上述本地单控开关非集中控制外,还可 以采用本地双控开关控制应急照明 本地双控 开关非集中控制应急照明原理如图5所示。这 种控制方法通过将强制启动线接在双控开关的 平常关灯位来实现,平时把双控开关当作普通开 关来使用,应急时由于强启线带电,均能将开关 接通以实现强制启动 、由于灯具平时和应急时 均使用,所以应选用持续型应急灯具 应l急照明强启线 J中性线㈣ 保护线佃脚 充电线l 充电线I _—- l 槠陆 白舳—\I,、__ E 曩 H l. I 图5 本地双控开关非集中控制应急照明原理 自带消防强制启动触点的声光控开关,既能 满足平时作为普通开关自动控制、节能的使用要 求,又能在消防时通过专用端子强制接通应急照 堤代建筑电气 、cI! 、ll} 【、L-Il_】j\ll 4l _1 圈 明,常刚十住宅门厅、楼梯『uJ、Iji『窒、公共建筑止 廊等处 I 声光控开关分为晶闸管输出l币I】继电器输出 清骆电潭 回 l司 I ~消防电源回路 I AC 2->ov ̄IA 应急照明 I 耐火屏蔽通信姥 分I (AC 220 vj自入) 接自非腹急 配电装置 两大类,前者电路简单、价十}}低,但没计图纸rft人 一与FAs消防 堡号- 多未对其分类作技术要求,使实际工程中大皱使 用品闸符输 类开关 uI闸管元件用来控制白 炽灯等光源的应急灯尚I{.【Jf行,J}}j来控制节能 市电监测线 t特 电池1 应趣厢明{空棚嚣 _中央主机 0一 灯、日光灯等感性负载的』 急灯时,由于电压对 电流的超前作用,常会出现开关失控或者损坏情 况,这也是实际工程中安装的声光控开关在使用 过程中大量损坏的重要原因。继电器输出的声 光控开关则不存在这个问题,但需要引入rf1性 线,这埘十习惯认为开关至灯具之间是两线的设 汁和施工人员提出了新的婴求..为了保汪火灾 时应急照明供电的可靠性,建议设计及施1 【fl采 用继电器类输 的声光控l』f关 2.4 智能消防应急照明和疏散指示系统 传统的应急照明和疏敞指示系统均足从 相220 V/二柏380 V应急 明配电箱(含控制、 联动等二次同路)直接接至灯具,各末端灯具基 本都采j}J单棚220 V电 供电。、火灾事故状; 时,由于应急照明灯具上带220 V危险电 ,这 给用水灭火的消防人员造成一定的危险 素 GB 17945--2010《消防应急照明和疏散指,J 系 统》中将消防应急照明和疏敞指示系统分为自带 电源集中控制型、自带电源非集中控制型、集中 电源集lf】控制型、集中电源非集中控制型4大 类。、, 时14X505《火灾自动报警系统设汁规 范 示》介绍r其系统原 框 ,而且新火规提 倡使用智能 消防应急照明和疏散指示系统, 更推荐使刷应急照明灯具和其控制回路均采J1] 安全电 的系统 该系统优势明显,如各灯具 呵独I,' 编址, 根据系统分类和灯具类型控制 到【亘l路、控制到灼‘具;能对终端没备或灯具实时 在线巡检,显示故障状态=5乏位置,能自动执行月 检、年检;火灾时也能根据火灾报警系统的联动 信息,及时动态地调整正确的逃牛方向。 某大型文化场馆工程巾采用的智能型非 集中控制应急照明和疏散指示系统,如图6所 , , 规范对火灾时应急照明最少持续供电时问 有要求,lu1消防控制窒、 电窀、柴油发电机膀、 水泵房、消防风机房等为180 nlin,一般平面疏散 区域为30 llli11,航空疏散场所、避难层为 60 rain 。所以目前许多项¨的没计中,当果川 自带蓄l乜池的心急灯具时,均按上述火灾时的最 少持续供电时问对灯具蓄电池作放电时问要求 但根据GB 50052--2009《供配电设计规范》 第3.0.4条规定,独立于正常电源的专用馈电线 路、蓄电池、干电池均可作为成急电源。因此.蓄 电池与柴油发电机是两种并列的应急电源. .I_, 采用一路『汀电+柴油发电机组+ATSE为应急照 明供电时,可以用灯具的莆电池维持主备电源转 换期间的照明 若将蓄电池的供电时间定为规 范要求的最少持续供电时问,虽然呵靠性增加, .27. ・i}Ji防安会・ 但增大投资,而且蓄电池的大量使用也不符合绿 色环保的设计理念。所以应根据不同项目的情 况,合理规定灯具蓄电池的供电时间。 且可实施的解决方法,应急照明系统才能更加 可靠。 4 结 语 安全合理、供电可靠、控制方式灵活的应急 照明和疏散指示系统对于火灾或停电等事故 状态下建筑内人员的疏散和人身安全起着举足 建筑照明设计标准:GB 50034--2013[S]. 轻重的作用。同时它也是建筑电气设计及施工 中的难点,应引起重视,而且在新火规颁布实施 后,应急照明系统也存在很多待解决的问题,如 火灾自动报警系统设计规范:GB 50116--2013[S]. 民用建筑电气设计规范:JGJ 16-20o8[s]. 《火灾自动报警系统设计规范》图示:14X505-1l[ G]. 消防应急照明和疏散指示系统:GB 17945--2010[S]. 收舢Il划:2016 117 27 延时切除正常照明、保证火灾时的顺序启动系统 等。只有这些问题在设计上、施工上都有了明确 Design and Implementation of N0ncentralize Control 1 2 Emergency Lighting System 3 4 5 ZHANG Mengyao , YANG Zhichao ,LI Yonggang (1.China United Northwest Institute for Engineering Design&Research Co.,Ltd.,Xi’an 710082,China; 2.China Construction Sixth Engineering Bureau Civil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300457,China) Abstract:The emergency lighting is an important part of building electric lighting system,which has the high requirements for power supply reliability.According to the demands for emergency lighting of national standard GB 501 l6—2013 and industry standards.the implementation and existing problems of noncentralize control emergency lighting system and evacuation system were analyzed and investigated from the perspectives of the design and construction.The corresponding solutions are put forward. Key words:emergency Ughting;fire linkage control;forced start;intelligent evacuation system , , — ‘ , 一; - !, c, , 1 一 e c , !,; ’, 0 0一 e , , t! t!,p0 0 ;e !,= ,;、’, 一‘?; : ! (上接第22页) Structure and Application of Electric Fire Monitoring System ⅣG c (East China Architectural Design and Research Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200002,China) Abstract:This paper analyzed the causes of electrical fire.and introduced the structure,design criterion,and installation sites.The application of the electric fire monitoring system was expounded in the practical engineering.The design of electric fire monitoring system fully considers the actual situation,and the products which have the superior technology and reliable performances are selected,in order to make the electric fire monitoring system more stable and reliable.which accurately prevents the happening of electrical fire. Key words:electric fire;residual current;arcing fault;monitoring system ・28・