1 前言
本文所述工程是具有商业性质的地下建筑,地下三层;主要功能:设有酒吧、商店、阅览室、茶室、餐厅及饮食包房等;在此仅对地下室公共区域的应急照明做一个论述;主要从照明电源的选择、光源的选择及照度计算方法入手,并重点解析了照明灯具的计算过程,使设计更加清晰、合理化。
2 照明供电电源选择
目前,应急照明常用的供电方式主要有:独立于正常电源的柴油发电机组、供电网络中独立于正常电源的专用馈电回路、蓄电池组。
对于应急发电机组,由于电机投入运行需要较长时间,经常处于后备状态,停电时自启动时间约为15s,而专用馈电回路由两路相互独立的电源供电,确保一路电源故障,另一路电源正常运行,两者都对供电容量、时间不受限制,但发电机转换时间较长,不能用于对转换时间要求较高场所的应急照明;而专用馈电回路对电源的要求较高,在遇重大灾害时,其供电可靠性不高,仅采取此方式作为应急照明电源也是不适用的;应急照明允许断电时间,安全照明小于或等于0.25s,疏散照明及备用照明小于或等于5s;而蓄电池组弥补了前两者的不足,这种方式供电可靠性高,转换迅速、适用性强,扩展方便、线路及系统简单,但供电容量、时间相对受到限制。
目前,蓄电池供电方式应用最多的主要有两种形式:一种是独立式供电,即每个应急灯自带备用蓄电池,当正常电源切断时,备用电源自动投入;另一种是集中式供电,应急灯本身不带电源,正常照明电源故障时,由专用集中式
应急电源(蓄电池)供电。由于集中式对其供电线路要求很高,在敷设时要采取必要的防火措施,当灾害发生时,供电线路故障,则会直接影响到应急照明系统的正常运行,而独立式供电则对供电线路没有特殊的要求,在灾害发生时,供电线路故障并不会影响到备用电源发生作用;并且独立式供电由于应急灯都自带备用电源,常用电源可以从就近的正常照明配电箱中取得,所以很容易可以将各应急灯具的用电划归于各自的用电单位,不会在计量方面产生麻烦。当采用灯具内附电池组时,由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。
该工程属于地下建筑,照明负荷为二级,应急照明灯具主要设置在公共区域,应急照明灯数不多,装设较分散,相对规模不大,因此设计电源采用蓄电池组中的独立式供电。对蓄电池组的控制在正常时应处于浮充状态,正常电源故障后,应自动转换到蓄电池组供电;正常电源恢复供电后,应自动转换到由正常电源供电,同时对蓄电池组充电;并且要求应急灯附近不得装设就地通断应急灯的任何开关。
3 照明设计标准
3.1 光源选择
工程中公共区域的照明用电主要设置在电梯前厅、浏览车车道、餐厅走廊等处,对照明光源的选择要求也较高,应急照明用光源要求瞬时点燃且很快达到标准流明值,所以常采用
白炽灯、
卤钨灯、荧光灯。它们在正常照明因故断电后迅速启动点燃,且可在几秒内达到标准流明值。对于荧光灯特点为光效高、寿命长、光色好,用荧光灯取代白炽灯,节电70%~90%,寿命长5~10倍,在保证各种场所照明标准的情况下,可以从光通量、光强、照度、亮度、色温等五个方面分析,可以看出,荧光灯是应用范围十分广泛的节能照明光源,因此笔者采用荧光灯作为主要光源进行设计;根据本工程对照明场所的要求不同,对灯具的选择所列如下:
电梯前厅设有吊顶,层高2.8m,可采用方格栅荧光灯吸顶安装,根据电梯厅面积,选用功率为3×14W的荧光灯进行布置;而游览车车道属于通道范畴,通道宽7m,并且未做吊顶,因此采用三管荧光灯悬吊式安装,选用功率为3×35W;对于餐厅走廊考虑照明场所的性质不同,根据走廊宽3.5m,有吊顶,笔者采用了筒灯嵌入式安装,选用功率为13W.笔者选用的灯具规格主要是从灯具的尺寸及布置的场所进行合理设计,符合照度标准的同时,达到美观实用的目的。
3.2 照度标准
工程对公共区域的电梯前厅、浏览车车道、餐厅走廊等处设置的备用照明,参照《建筑照明设计标准》,对应急照明照度标准值宜符合下列规定:
(1)备用照明的照度标准值除另有规定外,不低于该场所一般照明照度值的10%;
(2)疏散通道的疏散照明的照度值高于或等于0.5lx;
(3)照度计算法的应用。
工程采用照度计算法对地下室公共区域的应急照明进行设计,并通过举例来进一步说明设计标准及设计依据,使本工程的照明设计更加简单明了。
3.3 平均照度计算步骤
(1)列出所需光源的光通量Ф、房间面积A、各表面反射比%。
(2)计算室形指数RI:ab/h(a+b);应注意a房间宽度,b房间长度,h灯具计算高度。
(3)确定维护系数K.
(4)确定利用系数U:按所选择的灯具,从该灯具的利用系数表查得,按RI值和各表面反射比查表,也可得出U值,必要时可用内插法。
(5)利用系数法计算维持平均照度的公式:Eav=NФUK/A;从而导出N=Eav A/ФUK.
举例说明:以工程电梯前厅为例,电梯前厅宽9.2m,长11.2m,吊顶高2.8m,各表面反射比:顶0.7,墙0.5,地0.2,设计照度标准150lx,采用T5高效节能荧光灯,显色指数≥82,色温4000K,光通量1100lm,计算需要的灯管数和实际维持平均照度。
计算:(1)RI=ab/h(a+b)=9.2×11.2/2.8×(9.2+11.2)=1.8
(2)维护系数K:查表取0.8
(3)利用系数U:查表取0.56
(4)按已知Eav=150lx,计算需要光源数;
N=Eav A/ФUK=150×(9.2×11.2)/3×1100×0.56× 0.8=10.4
取整后,为考虑布置对称,拟选用10盏灯,计算实际照度:
Eav=10×3×1100×0.56×0.8/9.2×11.2=143.5lx
《照明规范》4.1.7规定:在一般情况下,设计照度值与照度标准值相比较,可有-10%~+10%的偏差。以上所得数据符合计算照度偏差±10%的规定,说明计算方法可行。
3.4 备用照明灯具布置
该工程的备用照明设置在消防控制室、配电室、消防水泵房、防烟及排烟机房以及在火灾时仍需要坚持工作的其它场所,以上房间设置的备用照明照度标准值应不低于正常照明的照度标准值;对于工程的公共区域,备用照明灯具应与正常照明灯具统一布置,应利用正常照明灯具的一部分作为备用照明,且应符合备用照明的照度标准值不低于一般照明照度标准值的10%的规定;在建筑物发生火灾时,确保建筑物内人员快速、安全撤离。
4 疏散照明
该工程的疏散照明采用自带蓄电池作为备用电源,在非点亮状态下,不得中断蓄电池的充电电源;并且疏散照明和备用照明,不应由同一分支回路供电,严禁在应急照明电源输出回路中连接插座。
该工程对疏散照明的设置部位如下:
(1)公共建筑的疏散楼梯间、防烟楼梯间前室、疏散通道、消防电梯间及其前室、合用前室;
(2)长度超过20m的内走道、宜设置在走道及转角处离地面1m以下墙面上、柱上或是地面上,且间距应小于或等于20m.
(3)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,分别设置安全出口标志和疏散走道指示标志。
前面通过实例算出电梯前厅在正常照明情况下需要10盏灯,又因电梯前厅属于疏散通道的一部分,且规定疏散通道的疏散照明的照度值高于或等于0.5lx.我们通过进一步的计算求出电梯厅疏散照明的灯具数。
电梯厅照度标准值取150lx,可以利用备用照明照度标准值得出电梯厅照度为15lx,符合疏散照明照度值高于或等于0.5lx的标准,即求出疏散照明所需要光源数为1盏;笔者考虑到地下室无自然采光条件,又要考虑布置对称,所以将照度标准值提高到30%左右进行设计,因此在电梯厅设置4盏疏散照明灯比较合理(如下图所示)。
随着人们生活水平的提高,对安全防范也更加重视,所以对疏散照明的要求也会越来越高,在保证人身安全的同时,如何能在公共场所对人员的快速、高效及正确地疏导,已成为人们密切关注的问题。
5 结束语
应急照明用电已经在现代建筑中占有相当重要的比例,如何选择合理的设计方案也给设计人员提出了更高的要求,在严格遵守相关设计规范的基础上,更好地做到节约成本,提高设备的安全可靠性,保证公共场所人身安全,这些都是我们在设计中要重点考虑的问题。
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