应急照明设计简析

序

为向中华人民共和国成立70周年献礼袁根据2019年3月1日实施的国家工程建设标准GB51309-2018叶消防应急照明和疏散指示系统技术标准曳渊以下简称叶技术标准曳冤编制的国家建筑标准设计图集19D702-7叶应急照明设计与安装曳渊以下简称叶应急照明曳冤袁如期面市了遥

这份献礼让参与者体验了编制标准的甜酸苦辣袁当这份献礼在国庆节前夕呈现在参与者面前时袁心情是激动的曰当这份献礼在国庆节期间被盗版传播出现在参与者手机上时袁心情是不愉快的遥为了更好地让使用者执行好叶技术标准曳袁应用好叶应急照明曳袁参与者们又投入到了新的战斗中袁用一个多月的时间完成了这期专栏的组稿浴在此特别感谢叶技术标准曳的主编单位应急管理部沈阳消防研究所袁以及叶应急照明曳的编制单位清华大学建筑设计研究院有限公司尧中国建筑标准设计研究院有限公司尧应急管理部沈阳消防研究所和中国建筑西南设计研究院有限公司所有参与的编制人员和审查专家浴感谢叶建筑电气曳杂志给予的平台浴

应急照明特别是其中的野消防应急照明和疏散指示系统冶为什么会引起行业的热议和关注呢钥主要是因为它的重要性且受有关部门的监管浴从技术层面看袁该系统的出现从设计上结束了火灾时使用耀220V给疏散走道渊疏散通道冤消防疏散照明供电的历史渊不包括8m以上安装的消防应急照明灯具冤遥火灾时袁现场人员从着火点到室外渊安全出口冤或避难层袁消防应急照明和疏散指示系统必须为其沿途点亮逃生通道袁将现场人员安全尧快速地疏散到室外或避难层遥消防救援人员是晚于普通人员撤离着火现场的袁着火时间长意味着电气线路及用电设备烧坏的可能性增大袁发生电击的概率也会增大遥为了保障火灾时人员能安全疏散袁野消防应急照明灯具冶供电回路的电压采用安全特低电压渊SELV冤是合理可行的遥

野消防应急照明灯具冶A型和B型的分类是为了适应各类应用场景曰野消防应急照明灯具冶集中控制/非集中控制和集中电源/自带电源模式组合也是为了适应各类应用场景曰野消防应急照明灯具冶专用是主推技术路线袁兼用主要是为了适应住宅建筑曰楼梯间日常照明平均水平照度和火灾疏散照明强调的地面水平最低照度袁两者的要求不一样袁算法也不一样袁两者兼用时需满足各自的要求遥

上述的分类尧模式尧兼用等都是为了达到火灾时野消防应急照明灯具冶供电回路应采用SELV的目的浴为达到此目的袁本期专栏在叶技术标准曳和叶应急照明曳基础上袁从产品标准尧产品制造尧系统设计尧系统选型尧照度计算等角度进一步探讨应急照明的设置袁明确消防应急照明和非消防应急照明的设置袁供同行学习参考遥

住房和城乡建设部建筑电气标准化技术委员会中国建筑标准设计研究院有限公司

孙

兰

2019年11月5日

应急照明设计简析徐华渊清华大学建筑设计研究院有限公司袁北京市100084冤BriefAnalysisofEmergencyLightingDesignXUHua渊ArchitecturalDesignandResearchInstituteofTsinghuaUniversityCo.袁Ltd.袁Beijing100084袁China冤Abstract院Theemergencylightingdesignisdiscussedintheaspectsofconceptofemergencylighting袁measurementrange袁illuminancecalculation袁powersupply袁controlandcommunication袁andissuesconcernedinlightingdesignareanalyzedin作者信息徐

combinationwiththeprevailinglightingdesignstandardsanddevelopmentinlightingtechnology.Keywords院emergencylighting曰evacuationlighting曰emergencyindicatingluminaire曰measurementrange曰illuminance曰glare曰powersupply曰controland华袁男袁清华大学建筑设计研究院有限公司袁教授级高级工程师袁电气总工程师遥

应急照明设计简析渊徐华冤3765http://www.jzdq.net.cn誖

2019年第12期BUILDING

ELECTRICITY

communication摘要院结合现行照明设计标准尧照明技术的发展袁从应急照明概念尧测量范围尧照度计算尧供电尧控制及通信等方面探讨应急照明设计袁并对设计中应关注的问题进行解析遥关键词院应急照明曰疏散照明曰应急标志灯曰测量范围曰照度曰眩光曰供电曰控制及通信中图分类号院TU113.6+4

文献标识码院A

doi院10.3969/j.issn.1003-8493.2019.12.001

0引言应急照明是在正常状态下因正常照明电源的失效而启用的照明袁或者是在火灾等紧急状态下按预设逻辑和时序而启用的照明遥应急照明作为民用建筑及一般工业场所照明设施的一部分袁同人身安全和建筑物尧设备安全密切相关袁当电源中断袁特别是建筑物内发生火灾或其他灾害而电源中断时袁应急照明对人员疏散尧保证人身安全尧保证工作的继续进行袁都占有特殊地位遥随着LED照明技术的快速发展和成熟袁照明设计也发生了较大的变化袁特别是新标准GB51309-2018叶消防应急照明和疏散指示系统技术标准曳渊以下简称叶技术标准曳冤的推出袁对应急照明提出了新的要求袁本文结合国家标准图集19D702急照明曳冤袁-7谈谈叶应急照明设计与安装应急照明的设计袁供曳同渊以下简称行参考袁不叶应当之处袁还望同仁批评指正遥1应急照明的概念根据GB50034-2013叶建筑照明设计标准曳袁应急照明分为疏散照明尧备用照明尧安全照明院疏散照明是用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的应急照明曰备用照明是用于确保正常活动继续或暂时继续进行的应急照明曰安全照明是用于确保处于潜在危险之中的人员安全的应急照明遥根据叶技术标准曳袁消防应急照明和疏散指示系统是为人员疏散和发生火灾时仍需工作的场所提供照明和疏散指示的系统遥此标准特别强调了疏散和消防状态遥4766Dec.http:2019//www.Vol.jzdq.38net.No.cn12综合上述两本标准袁疏散照明由疏散照明灯和疏散标志灯构成院疏散照明灯强调了对疏散照度的要求曰疏散标志灯包括出口标志灯尧方向标志灯尧楼层标志灯和多信息复合标志灯袁标志灯表示对安全出口尧疏散出口尧疏散方向尧楼层等信息的标志尧标识的要求袁标志灯主要强调对标志灯具表面亮度的要求遥备用照明分为消防备用照明和重要场所非消防备用照明遥消防备用照明主要对避难间渊层冤及配电室尧消防控制室尧消防水泵房尧自备发电机房等火灾时仍需工作尧值守场所的照明要求遥消防备用照明是专业人员值守的场所袁要求与正常照明相同的照度袁应保证供电可靠性袁消防备用照明可以与正常照明兼用相同的灯具遥消防备用照明可采用主电源渊市政电源冤和备用电源切换后供电袁备用电源可以是市政电源或柴油发电机组或蓄电池电源遥非消防备用照明对重要建筑物尤其是人员密集的高大空间尧具有重要功能的特定场所的照明系统提出了更高的要求袁要求除正常照明和消防应急照明外袁设置一部分照明确保正常照明失效时使正常活动继续或暂时继续进行遥安全照明是用于确保处于潜在危险之中的人员安全的应急照明袁如手术室尧抢救室尧游泳馆高台跳水区域尧工业圆盘锯等场所遥对于民用和一般工业建筑袁对于重要建筑物或人员密集场所袁在非火灾状态下的备用照明和安全照明袁在保证供电可靠性条件下袁对使用的灯具没有特别要求袁根据场所具体照度要求袁可以采用正常照明的一部分或全部灯具遥为人员疏散尧消防作业提供照明和指示标志的各类灯具为消防应急灯具袁包括消防应急照明灯具和消防应急标志灯具遥消防应急灯具除主电源渊市政电源冤外袁必须配置蓄电池电源作为应急电源袁蓄电池电源可以是集中的袁也可以是灯具自带的遥因此袁在民用和一般工业建筑的应急照明设计中袁疏散照明和疏散指示标志与人员安全密切相关袁是应急照明设计的重中之重袁也是主要内容遥2疏散照明的测量范围在叶技术标准曳中袁规定了走道尧楼梯和一些人员密集场所的疏散照明的照度要求袁要求这些场所的住建部电气标委会专栏地面最低水平照度为1.0lx尧3.0lx尧5.0lx尧10.0lx不等袁在布灯设计时袁应进行照度计算袁照度测量的范围标准中没有明确曰为使标准易于实施袁参考了国际照明委员会渊CIES020冤和欧盟渊EN1838叶Lightingapplications要Emergencylighting曳冤标准袁对于走道和楼梯袁照度测量范围为走道和楼梯中心线两侧袁走道和楼梯宽度的一半袁见图1遥对于人员密集场所等区域袁区域内能够划分出疏散路径的袁照度测量范围按疏散路径范围袁具有疏散路径的人员密集场所见图2遥对于无法确定疏散路径的区域场所袁按区域四周各减少500mm的范围内袁满足疏散照度要求袁图3为无疏散路径的多功能厅测量范围遥h要要要光源的安装高度渊或计算高度冤袁m曰夹角的余弦曰cos兹要要要地面通过光源的法线与入射光线的K要要要灯具的维护系数袁其值见表1遥在已知灯具配光的情况下袁按此方法计算比较方便袁在标准图中已有计算示例袁此处不赘述遥由于此方法没有考虑空间表面反射的影响袁实际测量得到的值应比计算值大遥3疏散照明照度计算疏散照明照度均是指地面最低水平照度袁要求是在疏散照明区域内的点照度值袁此值仅基于来自灯具的直射光袁不考虑房间表面相互反射的影响袁采用点照度计算方法计算遥点照度计算水平照度的基本公式见式渊1冤袁对应图示见图4遥3

兹伊KEh=I兹cos2h图2具有疏散路径的人员密集场所Fig.2Populatedplaceswithevacuationpath

渊1冤式中院Eh要要要点光源在P点产生的水平照度I兹要要要点光源在兹角度照射方向的光强袁cd曰Eh袁lx曰Fig.1

图1走道与楼梯照度测量范围

Illuminancemeasurementrangeofwalkwayandstairs

http://www.jzdq.net.cn应急照明设计简析渊徐华冤5767誖

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图Fig.33无疏散路径的多功能厅测量范围hallMeasurementwithoutevacuationrangeofpath

function

Fig.4

Illustration图4of点照度计算图示

pointilluminancecalculation

Tab.1表Maintenance1灯具的维护系数

factorofluminaire环境污染灯具最少特征房间或场所举例维护卧室尧办公室尧餐厅尧阅览/擦拭次渊次/年数冤系数值清洁室尧教室尧病房尧客房尧仪器仪表装配间尧电子元器件20.80室装配间尧检验室等内一般商店营业厅尧候车室尧影剧院尧机械加工车间尧机械装配车间尧体育馆等20.70污染厨房尧锻工车间尧铸工车间尧严重水泥车间等30.60室外雨篷尧站台20.6供电与控制了明确叶技术标准要求袁供曳电与对消防应急照明的控制的正确与否供关电和系到控系统的制提可出6768Dec.http:2019//www.Vol.jzdq.38net.No.cn12靠运行袁供电电源与系统是集中控制型系统还是非集中控制型系统密切相关袁其系统架构见图5尧图6遥4.1消防应急灯具的供电由图5尧图6可看出袁消防应急灯具的电源应由主电源和蓄电池电源组成袁且蓄电池电源的供电方式分为集中电源供电方式和灯具自带蓄电池供电方式遥灯具的供电与电源转换应符合下列规定院和蓄电a.池当电灯具采源应由用集中电集中电源源供提供电袁时灯具袁主灯具电源的和主蓄电电源池电源在集中电源内部实现输出转换后应由同一配电回路为灯具供电遥源应通b.过当应急照明灯具采用配自带电箱蓄一电级池分供配电电时后袁为灯具灯具供的主电电袁应急照明配电箱的主电源输出断开后袁灯具应自动转入自带蓄电池供电遥由消防电c.集中源的控专用制型应急系统中回路供袁集中设电袁分散设置的集中电置的集中电源应源应由所在防火分区尧同一防火分区的楼层消防电源配电箱供电曰应急照明配电箱应由消防电源的专用应急回路或所在防火分区尧同一防火分区的楼层消防电源配电箱供电遥应由正d.常非照明集中线路供控制型电系统中袁分散设袁集中设置的集中电置的集中电源应由所源在防火分区尧同一防火分区的楼层正常照明配电箱供电曰应急照明配电箱应由防火分区尧同一防火分区的楼层正常照明配电箱供电遥正常照明配电箱是指为普通照明配电的配电箱袁其电源为非消防电源袁在火灾状态下应被切断遥上述消防电源是指为消防设备供电的市政电源或柴油发电机电源袁与正常电源自成系统遥4.2消防应急灯具的控制与通信集中控制系统中袁对每个灯具可以进行监测和控制袁对于A型消防应急灯具袁电源线与控制线可以采用二总线袁即电源线与控制线采用两根线袁如果控制线与电源线不采用二总线袁则电源线与控制线可以共管敷设遥对于B型集中控制型消防应急灯具袁每个灯具应具有2根电源线和2根通信线袁如果应急照明集中电源或应急照明配电箱的通信回路与电源回路均采用了安全隔离措施袁满足电磁兼容要求袁并且电源线路电压等级尧线路绝缘等级与控制回路保护等级住建部电气标委会专栏Fig.5

图5集中控制型系统架构

Structureofcentralizedcontrolsystem

Fig.6

图6非集中控制型系统架构

Structureofnon鄄centralizedcontrolsystem

均满足要求袁则电源线和通信线可共管敷设袁否则应分管敷设遥非集中控制系统中袁不要求对每个灯具进行监测和控制袁系统仅仅控制到集中电源或应急照明配电箱袁在火灾情况下袁确保切断集中电源或应急照明配电箱的市政电源袁启动蓄电池供电遥5消防应急照明和疏散指示系统设计应注意的问题建筑类型千变万化袁设计标准不可能面面俱到袁因此袁在消防应急照明和疏散指示系统设计过程中袁肯定会遇到不同问题袁也可能对标准有不同理解袁笔http://www.jzdq.net.cn应急照明设计简析渊徐华冤7769誖

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者认为如下问题应该在设计过程中引起重视院灾自动a.报警系统系统的建筑选型院消防均控应制采室用所管集中辖控制范围型系统内设遥置火围是b.中心疏散照明的照线两侧楼梯尧走道度院宽楼梯度的间一尧半走道袁但照在度酒店测量范尧老年人照料设施房间内走道是全范围遥对于区域场所袁关键看区域内有无疏散路径院有疏散路径袁按疏散路径确定照度测量范围曰无疏散路径袁按区域四周各减少500此值mm与灯具确定配照光度尧测量范围效能有关遥袁另此数外据袁随照着度技术是点发照展度不是值袁一成不变的袁所以袁灯具安装间距也是不断变化的遥性楼梯c.间楼梯疏散间是内方下楼向标方向志袁灯因此所的设置有地院下因楼梯为人间们应设习惯置方向标志灯袁并且方向向上曰公共建筑的地上楼梯间袁由于人员较多袁不一定熟悉环境袁宜设置方向标志灯袁并且方向向下曰对于住宅建筑地上楼梯间袁由于人员对环境熟悉袁人员也不是太多袁可不设置方向标志灯遥设多信息复d.增设标合标志志灯场灯尧所走道院在人侧边员的安密集全出场口或所楼梯口增疏散门上方增设方向标志灯袁增设的方向标志灯一般是与疏散方向垂直的遥局会有e.不对少于变化商业袁尧许候多情机厅况等下疏散人员密通道集的中场所心袁线建筑是会布改变的袁地面标志灯设置后很难改变曰对于展厅袁又要求较大的地面承重袁地面灯具很易损坏袁并且真正在疏散时袁由于人员众多袁地面灯具基本上都在大众脚下袁不易看到袁因此袁应慎用地面标志灯遥厅尧大f.堂门安厅全尧出大口堂上安方全安装中出口尧型或疏散小方型向标标志灯志时灯袁院距门出口20m以内可以不设置方向标志灯曰门厅尧大堂安全出口上方安装特大型或大型标志灯时袁距出口30m以内可以不设置方向标志灯袁因为安全出口上方的标志灯与门厅尧大堂内疏散方向基本上是垂直的袁这样既可减少对门厅尧大堂装修的不协调袁又满足规范前提下的节材遥门厅尧大堂安全出口多个门相连时袁只在中间门上方设置安全出口标志灯袁多个门之间有墙隔开时袁应在每个门上方设置安全出口标志灯遥火分区g.时改袁变方根据向标被借志用灯防的设火分置区与的控火灾制情院况只袁有可采借用用防8770Dec.http:2019//www.Vol.jzdq.38net.No.cn12借用避险原则袁改变该疏散路径上的方向标志灯的方向曰其他情况下袁均采用最短路径原则袁只采用单方向标志灯遥容袁但h.在防灯具止眩布光置院时尽袁管一标准定要没考有虑涉眩光及控眩制光袁控尤制的其是内采用壁灯形式时袁如采用双头壁灯直接设置在疏散门或安全出口上方袁在消防状态下突然点亮袁会引起人员失能眩光袁对疏散人员造成暂时失明袁引发故袁所谓的消防应急照明只关注光穿透烟雾的能力袁不关注眩光控制是十分错误的浴6结语应急照明设计在照明设计和电气消防设计中是十分重要的内容袁LED照明技术的发展使得应急照明由静态向动态尧联动尧系统化方向发展袁叶技术标准曳规范了应急照明设计的内容袁标准图集叶应急照明曳试图使叶技术标准曳的要求更易于实现和理解袁使应急照明设计更人性化尧更优化尧更安全袁使应急照明上一个新台阶遥册咱M咱暂1.

暂3北京版.

照明北京学院会中国电设计力专出版业委社员会袁2016.

.照明设计手

消防应急照明和疏散指示系统技术标准咱2暂应急管理部沈阳消防研究所.咱S暂GB.北京51309院中国计

-2018划出版咱3暂

社袁中国建筑2019.

照明设计标准咱S科学研究院.

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准清华大学建筑设计研究院有限公司北京院中国建筑工业出版50034-袁社2013

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19D702设计咱4暂

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研究出版社袁-院有限公司袁应急管理咱M部暂.

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7

应急照明设计与安装GB50016咱5暂-2014部天津渊2018消防研究年所袁北京咱院6暂中国计划出版社袁2018.

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.

应急照明和疏散指示系统叶消防应急照明和疏散指示系统咱M暂.成都院四曳川科编委学技术会.

消防出版

社袁咱2019.

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北京GB院17945中国标准-2010

消

2010.

防应急照明和疏散指示系统出版社袁

20192019--1011--3121来稿

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