谈建筑电气设计中的应急照明

谈建筑电气设计中的应急照明（一）

摘要 应急照明是名用建筑照明设计中的重要组成部分，应急照明在确保人类在建筑物内的正常活动的继续进行、确保处于潜在危险之中的人员的安全。确保火宅等应急事件人员安全疏散至安全地带方面等发挥了巨大的作用。同样应急照明作为建筑照明的一部，合理的、美观的、人性化的设置，既发挥应急照明的作用，同时又能满足建筑物整体的艺术美观性，实现人与自热的和谐共处。本章结合规范和标准以及实际工程的经验。对应急照明进行了探讨。
关键词 应急照明 疏散照明 安全照明 备用照明 应急照明

《建筑照明设计标准》GB50034-2004，以下简称《照标》第3.1.2条规定：“照明种类可分为正常照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。应急照明可包括疏散照明、安全照明和备用照明。”对应急照明的解释为：因正常照明的电源失效而启动的照明。在现实生活中，为保障建筑物内人员的生命安全，应急照明是一项十分重要的安全设施，本文结合各规范、标准，与学者同行们对应急照明进行探讨和交流。
1 应急照明的概念及分类
在各防火规范《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 2005年版，以下简称《高规》和《建筑设计防火规范》GB50016-2006，以下简称《低规》中，也提到应急照明，此处的应急照明应理解为指示应急照明的一种形式。近年来，由于火灾的情况不断发生，是设计工程师在观念上，一提到应急照明就认为是火灾状态下的应急照明。实际上，《照标》所指的应急照明的外延比火灾应急照明更大，因为正常照明的电源发生故障应包括正常供电停电、或在在发生火灾、地震、防空等紧急情况下，正常电源的失能。所以，工程应急照明系统的设计，不仅要满足防火规范要求的火灾应急照明的设置，还要满足各个规范或标准对整体应急照明系统的要求。
应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。疏散照明作为应急照明的一部分，用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明；安全照明作为应急照明的一部分，用于确保处于潜在危险之中的人员安全的照明；备用照明作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照明。而火灾应急照明包括疏散照明和备用照明。火灾应急照明中的疏散照明包括消防应急照明和消防疏散指示标志。消防疏散指示标志（诱导指示标志灯）用于辨认安全出口的方向和安全出口的位置，其包括出口标志灯（即出口上方或附近只是出口方向的指示灯）。消防应急照明用于通道被有效的应用，避免人员碰撞障碍物，并能容易找到沿疏散路线设置的消防报警按钮、消防设备和配电箱等。应急照明的分类见下图。
应急照明
疏散照明
备用照明
安全照明
火灾应 急照明

图 应急照明的分类
2 应急照明的设置
正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。这里探讨的是平时应用最多的火灾应急照明的设置。
实际上当人们在撤离某场所时，若当地面照度越高，人们对行动的敏捷就越迅速，也越充满信心，CIE规定疏散照明应高于或等于0.2lx，考虑实践情况，《照标》5.4.2规定疏散通道的疏散照明的照度值应高于或等于0.5lx；被用照明的照度值另有规定外，应高于或等于该场所一般照明照度值的10%。《高规》、《低规》规定：疏散走道的地面最低水平照度应高于或等于0.5lx；人员密集场所内的地面最低水平照度应高于或等于1lx；楼梯间内的最低水平照度应高于或等于5.0lx；消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的其它房间的消防应急照明，仍应保证正常照明的照度。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008），以下简称《民规》又有较具体的条款规定，但用词在各规范中不完全一致。总结各规范及标准的各条款，归纳对火灾应急照明的设计要求如下表所示。
表 火灾应急照明最少持续供电时间及最低照度
区别类别 场所举例 最少持续供电时间（min） 照度（lx）
备用照明 疏散照明 备用照明 疏散照明
一般平面疏散区域 公共建筑的疏散楼梯间、防排烟楼梯间前室、疏散通道、消防电梯间及其前室、合用前室
——
≧30
——
≧0.5
竖向疏散区域 疏散楼梯 —— ≧30 —— ≧5
人员密集流动疏散区域及地下疏散取区域 高层公共建筑中的观众厅、展览室、多功能厅、餐厅、宴会厅、会议室、候车（机）厅、营业厅、办公大厅和避难层（间）等场所

——

≧30

——

≧5
航空疏散场所 屋顶消防救护直升机停机坪 ≧60 —— 同正常照明照度 ——
避难疏散区域 避难层 ≧60 —— 同正常照明照度 ——


消防工作区域 消防控制室、电话总机房

配电室、发电站

水泵房、风机房 ≧180

≧180

≧180
—— 同正常照明照度 ——
—— 同正常照明照度 ——
—— 同正常照明照度 ——
疏散应急照明（消防应急照明）灯宜设在墙面上或顶棚上。安全出口标志宜设在出口的顶部；疏散走道的指示标志宜设在疏散走道及其转角处，距地面1.0m以下的墙面上。《高规》规定走道疏散标志灯的间距小于或等于20m；安全出口和疏散门的正上方应采用“安全出口”作为指示标志，沿疏散走道设置的灯光疏散指示标志，应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0m以下的墙面上，且灯光疏散指示标志间距应小于或等于20m，对袋形走道，应小于或等于10m，在走道转角区应小于或等于1.0m（《低规》规定）；安全出口标志灯具宜设置在安全出口的顶部，底边距地宜高于或等于2.0m，疏散走道的疏散指示标志灯具，宜设置在走道及转角处离地面1.0m以下的墙面上、柱上或地面上，且间距小于或等于20m，当厅室面积较大，必须装设在顶棚上时，灯具应明装，且距地小于或等于2.5m（《民规》要求）。
《高规》中规定下列部位应设置应急照明：
（1）宿舍楼、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。
（2）配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间。
（3）观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人鱼密集的场所。
（4）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。
《低规》中规定的民用建筑、厂房和丙类仓库（除住宅外）的下列部位，应设置火灾应急照明灯具：
（1）封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间的前室或合用前室。
（2）消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、配电室、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需坚持正常工作的其它房间。
（3）观众厅，面积大于400㎡的展览厅、营业厅、多功能厅、餐厅、建筑面积大于200㎡的演播室。
（4）建筑面积大于300㎡的地下、半地下建筑或地下室、半地下室中的公共活动房间。
（5）公共建筑中的疏散走道。
（6）公共建筑、高层厂房（仓库）及甲、乙、丙类厂房应沿疏散走道和在安全出口、人员密集场所的疏散门的正上方设置灯光疏散指示标志。
（7）下列建筑或场所应在其内走道和主要疏散路线的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或旭光疏散那指示标志。
总建筑面积超过8000㎡的展览建筑；总建筑面积超过5000㎡的地上商店；总建筑面积超过500㎡的地下、半地下商店；歌舞娱乐放映游艺场所；座位数超过1500各的电影院。剧院、座位数超过3000个的体育馆、会堂或礼堂。
《民规》中规定公共建筑的下列部位应设置备用照明：
（1）消防控制室、自备电源室、配电室、消防水泵房、电话总机房以及在火灾发生时仍需坚持工作的其他场所。
（2）通信机房、大中型电子计算机房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技术用房。
（3）建筑高度超过100m的高层民用建筑的避难层及屋顶直升机停机坪。
《民规》中规定公共建筑、居住建筑的下列部位应设置疏散照明：
（1）公共建筑的疏散楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散通道、防烟电梯间及其前室、合用前室。
（2）高层公共建筑中的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、宴会厅、会议厅、候车（机）厅、营业厅、办公大厅和避难层（间）等场所。
（3）建筑面积超过1500㎡的展厅、营业厅及歌舞娱乐、放映游艺厅等场所。
（4）人员密集且面积超过300㎡的地下建筑和面积超过200㎡的演播室、
（5）高层居住建筑的疏散楼梯间、长度超过20m的内走道、消防电梯间及其前室、合用前室。
（6）对于上述场所，除应设置疏散走道照明外，并应在各安全出口处和疏散走道，反驳捏设置安全出口标志；但二类高层居住建筑的疏散楼梯间可不设疏散指示标志。
《中华人民共和国消防法》2009年5月1日起实施：对公共聚集场所及人员密集场所的解释：
（1）公共聚集场所是指：宾馆、饭店、商场、集贸市场、客运车站候车室、客运码头侯船厅、民用机场航站楼、体育场馆、会堂以及娱乐场所等。
（2）人员密集场所：是指公共聚会场所，医院的门诊楼、病房楼，学校的教学楼、图书馆、食堂和集体宿舍、养老院、福利院、托儿所、幼儿园、公共图书馆的阅览室、公共展览馆、博物馆的展示厅、劳动密集型企业的生产加工车间和员工集体宿舍、旅游和宗教活动场所等。
3 应急照明的配电系统
应急照明电源的设置应根据应急照明的类别、场所使用要求及该建筑的电源条件，采用不同的方式：
（1）接自电力网有效的独立于正常照明的线路；
（2）蓄电池组、包括灯内自带蓄电池、集中设置或分区设置的蓄电池装置；
（3）应急发电机组；
（4）以上任意两种方式的结合。
在具有接自电网的第二电源时，优先采用此方式，比较经济，且持续时间长；当为消防和（或）生产、使用需要，设置应急发电机组时，宜采用此电源，持续时间可以较长，但转换时间较长，不能作为安全照明电源；这样当不具备以上两种电源条件时，应采用蓄电池组 ，其可靠性高，转换快，但持续时间较短。
疏散照明的出口标志灯和志向标志灯宜采用蓄电池电源，能保证其可靠性。安全照明要求转换时间快，应采用电力网线路或蓄电池，而不应接自发电机组。备用照明通常需要较长的持续工作时间其电源接自电力网或发电机组为宜。
应急照明在正常供电电源停止供电后，其应急电源供电转换时间应满足下列要求：备用照明应小于或等于5s，金融商业交易场所小于等于1.5s；疏散照明小于等于5s；安全照明小于等于0.5s。
目前，我国一些规范中对上述应急照明电源的应用范围没有做出具体规定，事实上，因为受应急照明电源转换时间和供电时间的影响，在设计中采用以上两种或三种电源的组合供电供电方式，会显得更加合理、可靠。分析如下：
（1）只采用分散供电式系统时，所有的应急灯都要自带备用电源，其优点时供电可靠性高，转换迅速，增减也方便，线路故障无影响，电池损坏影响面小；缺点是投资大，运行管理及维护要求高，供电容量受到制约。
（2）只采用集中或分区设置蓄电池供电方式时，其有点是供电可靠性高、转换迅速，与自带蓄电池方式相比投资减少，维护和管理也较方便；缺点是需要专门房间，电池故障影响面较大，且线路要考虑防火问题，供电容量受到限制。
（3）由电网独立电源供电时，要求由外部引来两路独立电源供电，确保一路故障时，另一路仍能继续工作，这种方式供电容量和供电时间不受限制，转换时间易满足要求，但在重大灾害时，其供电可靠性可能受到破坏，失去应急照明供电的作用。
（4）由柴油发电机组供电时，要求发电机具有自动启动功能，启动及投入运行时间小于15s，应急照明配电系统自成体系。柴油发电机组供电的优点时供电容量和供电时间基本不受限制。缺点是转换时间较长，不能用于安全照明及某些对转换时间要求较高场所的备用照明。
（5）在防火设计规范《高规》和《低规》的规定○1应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作为备用电源，，且连续供电时间应多于或等于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间应多于或等于30min。○2避难层应急照明供电时间应多于或等于1.00h。应该指出，这里所指的应急照明只是指火灾时的应急照明，按照前述，应急照明的设计不仅应能满足火灾时的要求，还要满足所有情况的要求，而正常电源故障的持续供电时间是一个不确定的因素，因此，应急照明持续供电时间也是不缺定的，这对只采用分散供电方式和集中或分区设置蓄电池组供电方式的供电系统来说，蓄电池的容量就受到制约，无法或很难提供（30~60min以上）长时间的应急照明。
笔者认为，应急照明灯数不多，规模小的建筑物可采用分散供电式系统，其余建筑特别是高层建筑宜采用自启动柴油发电机组作为应急照明的主要供电方式或后备供电方式（启动及投入运行时间小于15s），对诱导指示照明、安全照明及金融商业交易场所等对转换时间要求较高场所的备用照明，采用分散供电式的应急照明灯具作为过度照明，以满足转换时间的要求。
4 应急照明的线路敷设
当应急照明系统仅采用自带备用电源的应急照明灯具时，对其供电线路无特别要求，但是，对于其他形式的应急照明系统，根据各规范及标准的要求，应急照明配电应采用以上所述的专用供电系统配线。因要考虑在火灾情况下投入应急照明，所以，其配电线路和控制回路宜按防火返去划分。另外，还应采取以下防火措施：当采用暗敷设在不燃烧体结构内，且保护层厚度应大于或等于3cm；当采用明敷设时，应采用在金属管或金属线槽上涂涂防火涂料保护；当采用绝缘和护套为不延燃材料的电缆时，可不穿金属管保护，但仍应敷设在电缆井内。这些措施是一种比较经济、安全可靠的敷设方法，对保证应急照明配电线路的可靠、安全供电是必要的。除此之外，笔者认为应急照明配电线路宜采用阻燃性电线和电缆，有条件时可采用耐火型电线和电缆，确保配电线路的可靠性。
《民规》第11.8.7条规定：“备用照明应由两路电源或两回线路供电”，这比专用回路供电方案要严格。其实，《民规》时1993年发布的行业标准，而在1995年发布的国家标准《高规》中，就不再提出这个观点，仅要求：“高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。”并在条文解释中说明，这个规定是在考虑了很多设计人员的异议后做出的具体修改规定，需要双电源并在最末一级配电箱处自动切换的重点时高层建筑的消防控制室、消防电梯、防排烟风机等。
5 应急照明灯具
应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分时，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不顺时启动的光源（如气体放电灯）时，当其不在正常照明运作中一同使用时，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用，为此，《照标》做出了上述明确的规定。
此外，应急灯应符合有关部门制定的安全技术要求。作为诱导指示标志灯具，还应满足以下要求：
（1）安全出口标志灯和疏散指示标志灯应装有玻璃或非燃烧材料的保护罩。
（2）标志的图案、字体尺寸、颜色应根据公安部《消防应急照明灯具通用技术条件》GA-54-93和国家标准《消防安全标志》GB13495的有关规定与要求制作。
（3）为提高认辨效果和清晰度，CIE推荐图形文字的亮度要大于15cd/㎡，小于30015cd/㎡，并要求标志面最低和最高亮度比为1：10为宜（最低：最高）。
应急照明作为建筑照明的一部分，合理地、美观地、人性化地设置应急照明，即发挥了应急照明的作用，同时又能满足建筑物整体艺术美观性。笔者认为，对于新建扩建工程应急照明作应作为正常照明的一部分，应急照明灯具应与平常照明灯具一致;而在改造工程中，考虑到正常照明（装修照明）已经现有，那么可采用双头应急照明灯。所以在新建扩建工程中，不应选用成型的消防双头应急照明灯。
6 应急照明电源的切断
虽然应急照明时一项综合安全措施，并不是全部用于火灾，但它仍应满足消防的规范，它的供电是属于消防用电电源。《火灾自动报警系统设计规范》（GBJ116-88）第4.2.6条规定：“火灾确认后，消防控制设备对联动控制对象应有下列功能：一、…；二、…；三、接通火灾事故照明灯和疏散指示灯；四、切断有关部位的非消防电源。”笔者认为，接通事故照明和疏散标志灯是人员疏散必备的照明，切断有关部位非消防电源是为了扑救方便，减少救火人员触电的可能性。在实际设计中，应急照明常结合正常照明统一布置，利用正常照明灯的部分或全部作为应急照明，当某场所发生火灾时，接通或保持应急照明灯，指示人员疏散，同时，切断有关部位消防电源，防止电气线路短路，方便扑救工作，但当人们已经疏散撤离完，消防控制也将该场所应急照明电源切断，只保留带蓄电池的应急照明灯以维持必要持续时间的照明即可，这样可以大大减少救火人员触电的可能性，更便于扑救。而且有的消防人员证实，他们要求在扑救火灾中，有关部位的电源要全部切断。
参考文献
1 《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）
2 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）
3 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
4 《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）
5 《火灾自动报警系统设计规范》（GBJ116-88）
6 《消防应急照明灯具通用标术条件》（GA-54-93）
7 《消防安全标志》（GB13945）
摘自《照明》中国照明电气协会主办