消防应急照明的规范，工作研究

关于应急照明系统的若干问题和防火电气设计规范的修订




　　　　
关键词：消防应急标志灯、消防应急疏散照明灯、消防应急工作照明灯、一般事故照明灯、消防应急照明电源、消防应急照明转换时间、消防应急灯的投入及控制、火灾一般状态、火灾危险状态

摘 要：本文针对我国的高层民用建筑中所设置的消防应急照明系统在电源、转换时间、照度、供电方式等方面暴露出的问题进行了分析并结合相关的消防规范、标准提出了补充修改意见。

引 语：　涉及到高层民用建筑的消防应急照明系统设计的有关规范主要有：GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》（1997年版, 以下简称《高规》）、GBJ133-90《民用建筑照度设计标准》（ 以下简称《民标》）、JGJ.T16-92《民用建筑电气设计规范》（ 以下简称《民规》）及CECS45-92《地下建筑照明设计标准》（ 以下简称《地标》），在以上这些规范及标准中，均在不同章节中阐述有关消防应急照明设计条款。另外，相关的产品标准是GA54--93《消防应急照明灯具通用技术条件》.综述起来，尚有少数未完善之处，严重的一些尚有矛盾之处。
　　由于设计规范、标准的非严密性，在我国近十年来新建、扩建的高层民用建筑中，有关消防应急照明系统设计总是仁者见仁，智者见智，随意性较大。同时，消防建审及验收工作亦只能简单处理，导致现今已建成的高层民用建筑中遗留不少问题。这些问题主要集中在如下几个方面：
一、消防应急照明电源
　　消防应急照明电源究竟应采用何种电源。这个问题在设计、施用、使用人员中争议较大。在《高规》条文说明中9.13条说到“二、建筑发生火灾后，可能会造成电气线路短路和其它设备事故，电气线路可能使火灾蔓延扩大，还可能在救援中因触及带电设备或线路等漏电，造成人员伤亡。因此，在发生火灾后，消防人员必须先切断工作电源，然后救火，以策补救中的安全。而消防用电设备，必须有电（不能停电）……”《高规》中尚规定消防用电的配电线路的防火处理，在《高规》第9.2.1条说明中谈到“根据目前我国高层建筑火灾应急照明设计的实际作法，一般都采用城市电网电源作为应急照明供电。为了满足使用需要，又利于安全，允许使用城市电网供电，对其电压未作具体规定，即可用220V的电压……有些高层建筑如有条件，也可采用蓄电池组作为火灾应急照明和疏散指示标志的电源……”
　　220V城市电网电源作为火灾事故下消防应急照明电源是否利于安全？答案是否定的，主要理由如下：
　　①与一般消防动力配电不一样，消防应急灯布置位置多、面广，基本上涉及整个建筑物公共场所，管线纵横排布，而且大部分灯具均布置于吊顶内。
　　在以上众多管网中作防火处理，对于防火监督工作进行是困难的，在建筑施工过程中，需对所隐检部分作为检查及记录方可进行。现实情况下，很难做到；即使做到亦难以达到理想状态。实际上，现在的建筑物中，大部分消防应急照明管线均未作任何防火处理措施。即使我们假设可以做到上述管线防火处理，但对引入灯具的软管、接线盒、接线头及其灯具亦应采用严格防火处理（此点《高规》未要求）方可能真正达到要求，实际上达到这点是非常困难的。
　　②在火灾状态下，吊顶极易烧毁，在此情况下，管线断裂、灯具破碎，如此时喷淋系统及消防系统工作，大量水注入，沿楼层平面流入各层竖向区域，220V电源即可能会对后期疏散人员及消防队员生命安全构成严重威胁，并可能使火灾因应急照明线路短路而蔓延至其它区域。
　　综述以上分析，采用220V城市电网电源及发电机组电源等作为消防应急照明电源是非常危险的作法，应尽早予以修正。
　　采用220V电源不可，那是否可以采用电网或发电机组电源，在每个区域通过变压器变为36V安全电源或隔离输出处理？
　　答案亦是不妥，主要原因是火灾现场情况复杂，最大可能情况使该部分线路短路着火，产生较大故障电流，冲断末端开关及烧毁变压器均无所谓，关键可能有较大的故障电流存在反馈到前级，影响到其它消防用电设备的使用或可能使火灾沿干线蔓延。
　　较为适用现今的做法是使用自带蓄电池类应急灯或按区域布置的蓄电池集中电源型消防应急灯（安全电压或与大地隔离的系统）。
二、消防应急照明转换时间
　　在《高规》中对应急照明转换时间未作要求，仅在解释条文9.1.2中提到参考消防动力转换时间30S，应急照明是否参照此条款亦不清楚。在《民规》及《地规》中均规定为≤15S。这个时间的规定显然是为了适用电源性质而作，而忽略了这个转换时间对人员疏散的安全及特定要求。
　　在火灾突起的情况下，警声大作，如正常照明关断，人们极易引起恐慌。对于静态人员，在几秒钟之内即产生逃生的本能反应，此时照明中断即可能引起较大混乱，对于正在流动的人员，如商场中、车站及步行在楼梯的人员来说，15S的照明中断时间，必定导致碰撞玻璃柜台、划伤、相互撞伤、踩伤等伤亡情况发生。

关于应急照明系统的若干问题和防火电气设计规范的修订




　　在我国现行的产品，蓄电池类消防应急灯转换点亮时间一般在1S左右，实际上GA54-93《消防应急灯安全技术条件》中规定转换时间≤5S是较为中肯的，在新编的消防应急照明产品标准中亦沿用了这一要求。而且，消防疏散照明灯、消防疏散标志灯的设置均专门为人员紧急疏散而规定。而上述规范及规定均未将人员安全、快速疏散作为第一要素来考虑，而为了采用的电源降低其目的的要求，这显然是十分不合理的。
三、消防应急疏散照明的场所及照度
　　《高规》及《民标》规定疏散用的应急照明对地面最低照度不低于0.5 lx。
　　根据CIE测试结果，人在照度0.2 lx以下时，视线模糊，极易碰上障碍物。在0.5 lx情况下，可勉强避免碰上障碍物。照度越高，人对行动的敏捷迅速就越充满信心。一般认为，不低于11 lx情况下较为满意；另外，由于正常照明突然消失，照度突降许多，人的眼睛需要一段时间才能适应，恢复行动的信心，所以CIE还规定应急照明比为40：1。
　　在一般平面疏散区域亦即楼层平面中，由于人员不是特别密集，并且无障碍物，疏散难度不高，因此采用标准照度值0.5 lx是足够的。
　　但对于竖向疏散区域，情况有所不同。在火灾情况下，由于客用电梯无防排烟设施，在降入首层后不再使用，消防电梯一般亦同步降到首层经消防人员准备灭火之用。因此人员疏散主要是靠防烟楼梯。在火灾报警突起的情况下，人们由楼层平面通道直接汇集到防烟梯的前室，在短暂时间内即可能使防烟楼梯前室人员达到十几到三十人。这样在各楼层中同时进入楼梯的人员分布在各层梯间即可能达到几十人。同时由于台阶影响，疏散速度不可能很快，如此时疏散照度过低，即影响到人的行为敏捷性，降低疏散速度，导致拥挤、摔伤。对于人员密集的大面积场所如商场、影剧院等亦同样如此。
　　因此，对于上述两类场所，其消防疏散照明照度宜提高到5 lx～11 lx之间为宜，不宜采用过低标准设置。
四、消防应急照明的供电、投入及其控制
　　有关消防应急照明的供电电源问题在《高规》、《民规》及《地标》中，均有较为详细的条款规定，但对其投入及其控制方式，显然要求是不足的。
　　消防应急照明最基本的一个原则，即在火灾事故状况下，所有消防标志灯、沿疏散区域途径的消防照明灯，在消防中心控制下在关断正常照明后应立即启动，并不得受附近开关的控制，保持直接点亮状态，以利于人员直接疏散。也就是说，要求紧急疏散的人员去启动照明开关后再进行疏散是很不现实的。
　　当我们依据这一基本原则回头审视现在已建成或正在建设的高层民用建筑时，即可发现大部分工程项目并未达到这一基本原则要求，也就是说，我们以前的设计规范未能很好地把握这一宗旨。
　　问题之一是现有工程设计中，大部分设在平面走道，楼梯间的当作成消防疏散照明用灯具（在此姑且不讨论使用电源的合理性），均采用开关控制，有的地方还是采用延时、声控、红外线控制等开关。这些灯具如处于关断位置时，如此时火警突起，正常照明失去，仍需疏散人员在黑暗中摸索寻找开关才能获得照明，有违迅速、安全逃生的原则。
　　问题之二是在工程设计中，带有蓄电池组的消防应急标志灯、消防应急疏散照明灯一般都接于事故照明电源线中。这些灯有些是非持续性的，有些是持续性的，有些则采用正常点亮可控方式），而事故电源通常均被设计中作为消防电源，在火灾状态不被切断，带有火灾事故控制的只有正常照明部分。因此在火灾状态下，以上这些带有蓄电池组的应急标志灯、应急照明灯只能维持原状态，等候火灾烧断电源后方可投入应急点亮状态；也就是说，如果这些灯是非持续式或可控式的，在紧急状态下并不受控制中心控制而投入，对火灾事故初始状态下的人员逃生没有起到应有的作用。这些问题表现出设计规范对蓄电池类消防应急灯的投入及控制方式尚未很好的把握。
　　问题之三是现行工程设计中，大部分均只重视消防标志灯的设计，而忽略消防疏散照明灯的设计。例如采用微光型的电致发光类消防应急标志灯而未在附近加装消防疏散照明灯。其实微光型的电致发光类标志是无照度型，仅供标志显示的一种类型的消防标志灯，在火灾事故状态下，人员的疏散除了标识外，尚需必要的照度方可。显然这些设计人员对消防应急疏散照明缺乏清楚的认识，也是各规范、标准的失误之处。鉴于这种情况新编的消防应急照明产品标准中增加了“消防应急标志灯”、“消防应急照明标志灯”两种不同形式的规定以示区别，相关的设计标准应该而且也必须据此修正。
　　在充分了解火灾事故情况下的消防应急照明电源要求、转换时间、人员疏散的照度要求及其系统的控制及投入原则之后，可以制定出一套完整的消防应急照明方案，这个方案内容主要包含如下几点思想内容。
　　①消防应急照明用电源不得使用城市电网220V电源及发电机组电，应使用独立区域使用的区域集中应急电源或自带电源型应急灯，这些电源及灯在火灾事故中破坏不可能出现使其它区域消防电源受影响的情况或使火灾沿此线路跨区蔓延。
　　②在火灾状态下，非火灾部位及邻近区域，即本区域处于火灾一般状态时，可以使用一般220V的事故照明电源作为消防应急照明的辅助照明电源使用，以提高疏散照度，使人员快速、安全疏散。在火灾进入危险状态时，应切除一般事故照明，仅保留消防应急照明。
　　③一般事故照明电源及持续型消防应急照明采用可控方式时，应设置专门的消防事故电源线，该电源线投入运行时（即C吸合导通时），应使一般事故照明及消防应急灯点亮（非应急点亮），且不受单灯开关、分配电路开关的控制。消防事故电源线仅在一般火灾状态下使用，当火灾状态进入危险状态时，该电源及一般事故照明均应切断，投入消防应急照明状态。
　　④非持续型消防应急灯及带开关控制的消防应急灯应在正常照明断电后立即启动：将电源线受控于火灾联动控制的开关装置中，由消防控制中心控制。
　　⑤消防应急照明的各级转换时间应小于5S。
　　⑥消防工作场所，应考虑可能长达几小时乃至几十小时持续工作的可能性（有关资料显示美国的第一商场燃烧时间5 h以上，日本大洋百货商店燃烧时间在25h左右，香港大重工业楼燃烧时间在68h左右，广州南方大厦燃烧时间在90h左右）。因此,要求其消防工作的应急照明电源直接最末一级互投配电箱，且电源线路应予埋在混凝土层中直达该工作区域，并应在此基础上设置带有蓄电池电源的消防应急灯，其工作时间应大于2h。
　　对于消防工作场所的疏散途径，应类同上述方案处理。
鉴于以上分析，我们建议有关方面应尽快制定专项的消防应急照明设计规范并对相关规范中涉及到的消防应急照明的设计指标重新修正，以保证其使用的正确性，最大限度地确保火灾事故下人员的生命安全和顺利救险。