河南高層建筑應注意的實施問題探討 鄭州智能應急照明
河南高層建筑國家標準GB 51309 - 2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（以下簡稱《技術標準》）對消防應急照明和疏散指示系統的實施，從理念上提出了新的要求，國家標準圖集19D702 - 7《應急照明設計與安裝》（以下簡稱《應急照明》）對《技術標準》作了解釋和示范。但由于《技術標準》與傳統做法有根本性的區別，仍然有人對一些問題存在困擾；國家標準GB 51348 - 2019《民用建筑電氣設計標準》（以下簡稱《民標》）發布后，也有不少設計師對消防應急照明的相關條文存疑。為了厘清一些模糊做法，本文擬探討消防應急照明和疏散指示系統實施的幾個問題，供同行參考，不當之處，還望同仁批評指正。
的設計依據
消防應急照明和疏散指示系統是為人員疏散和發生火災時仍需工作的場所提供照明和疏散指示的系統，此系統屬于電氣消防系統的一部分，由于其重要性，在建筑設計規范和相關專項電氣設計規范中，均有應急照明的條文。有時規范之間甚至會出現不易執行的條文或相互矛盾的條文，在民用和一般工業建筑中，大家形成如下的共識：消防應急照明系統設置與否和設置范圍應主要依據GB 50016 - 2014《建筑防火設計規范》（2018年版，以下簡稱《建規》），如何設置應主要依據專項消防標準《技術標準》；《民標》等相關建筑和電氣標準中包含消防應急照明和疏散指示系統的內容與《技術標準》和《建規》不一致時，應以《技術標準》和《建規》為準。
的供配電與切換
由于傳統的應急照明做法中沒有強調蓄電池電源，在《建規》消防電源末端切換條文說明中，把應急照明也包含到末端切換范疇內，因此，傳統做法應急照明配電箱是雙電源切換箱，分支回路分相配電。有些項目在此雙電源配電箱中配置蓄電池組，作為EPS電源箱，有些項目在疏散指示標志燈上帶有電池，而疏散照明燈直接采用一般照明的一部分，做法不一，系統混亂，沒有具體標準規定如何做，但也約定俗成，沒有太大反響和意見。
《技術標準》對消防應急照明和疏散指示系統的供配電提出了明確要求，特別是消防應急燈具的電源應由主電源和蓄電池電源組成，主電源即為市政電源，此主電源根據消防應急照明系統型式是集中控制型系統還是非集中控制型系統，確定是消防電源還是普通電源；《技術標準》對燈具的供電與電源轉換作出規定：
a. 當燈具采用集中電源供電時，燈具的主電源和蓄電池電源應由集中電源提供，燈具主電源和蓄電池電源在集中電源內部實現輸出轉換后應由同一配電回路為燈具供電。
b. 當燈具采用自帶蓄電池供電時，燈具的主電源應通過應急照明配電箱一級分配電后為燈具供電，應急照明配電箱的主電源輸出斷開后，燈具應自動轉入自帶蓄電池供電。
c. 集中控制型系統中，集中設置的集中電源應由消防電源的專用應急回路供電，分散設置的集中電源應由所在防火分區、同一防火分區樓層的消防電源配電箱供電；應急照明配電箱應由消防電源的專用應急回路或所在防火分區、同一防火分區的樓層消防電源配電箱供電。
d. 非集中控制型系統中，集中設置的集中電源應由正常照明線路供電，分散設置的集中電源應由所在防火分區、同一防火分區樓層的正常照明配電箱供電；應急照明配電箱應由防火分區、同一防火分區樓層的正常照明配電箱供電。
由此可看出，消防應急燈具已經有市政電源和蓄電池電源的切換，不必再設市政電源的雙電源切換箱，是滿足《建規》末端切換要求的。另外，《技術標準》把應急照明配電箱作為了一個專有名詞，專指對于自帶電源型燈具配電的產品，與傳統的應急照明配電箱含義完全不同。
切斷市電啟動的問題
《民標》強制性條文第13.4.6條規定：“疏散照明應在消防控制室集中手動、自動控制。不得利用切斷消防電源的方式直接強啟疏散照明燈。”有人理解為不得切斷市電強啟疏散照明燈，與《技術標準》有矛盾。此條對于A型燈具的集中控制型系統是合適的，但對于B型燈具和非集中控制型系統，就無法滿足了。《技術標準》是以火災情況下人身安全為出發點，在火災情況下，盡量用蓄電池供電為原則。因此，對于集中控制型系統，如果是A型燈具，可以不切斷消防市政電源；如果是B型燈具，火災時應該切斷電源。對于非集中控制型系統，市政電源是普通電源，火災時應該切斷市電啟動應急燈。從字面意思理解，切斷市政普通電源啟動應急燈，與不得切斷消防電源也不算直接矛盾。
按照《技術標準》要求，給傳統的非集中控制自帶電池的雙頭壁燈供電，是十分容易理解的，也是容易執行并與實際相符的，采用普通電源供電，火災時切斷電源強啟點亮。如果按照傳統做法，應急照明燈必須采用消防電源，火災時又不能切斷消防電源，采用雙頭壁燈時，其供電和點亮就會陷于悖論，不能自圓其說。因此目前處于報批階段的全文強制性規范《建筑電氣與智能化通用規范》中作了如下規定：
“4.5.5 疏散照明及疏散指示標志燈具的供配電設計應符合下列規定：
1 燈具應由主電源和蓄電池電源供電。蓄電池組正常情況下應保持充電狀態，火災情況下應保證蓄電池組的供電時間滿足安全疏散要求。
2 集中控制型系統，其主電源應由消防電源供電。”
同時，在條文說明中進行了補充：“非集中控制型系統，其主電源應由正常電源供電，火災時應切除正常電源，由蓄電池供電，可以保證疏散和消防救援人員的安全。”對集中和非集中控制型系統給出了清晰明確的做法，也有助于理解消防應急燈具可以采用正常電源供電和切斷正常電源啟動，《技術標準》已經給出了明確要求，徹底解決了傳統雙頭壁燈自相矛盾的做法。
蓄電池供電持續工作時間
《技術標準》規定，系統應急啟動后，在蓄電池電源供電時的持續工作時間應滿足下列要求：
“1 建筑高度大于100 m的民用建筑，不應小于 1.5 h。
2 醫療建筑、老年人照料設施、總建筑面積大于100 000 m2的公共建筑和總建筑面積大于20 000 m2的地下、半地下建筑，不應少于 1.0 h。
3 其他建筑，不應少于 0.5 h。
4 城市交通隧道應符合下列規定：
1）一、二類隧道不應小于1.5 h，隧道端口外接的站房不應小于2.0 h；
2）三、四隧類道不應小于1.0 h，隧道端口外接的站房不應小于1.5 h。
5 本條第1款 ~ 第4款規定場所中，當按照本標準第3.6.6條的規定設計時，持續工作時間應分別增加設計文件規定的燈具持續應急點亮時間（即在非火災狀態下，系統主電源斷電后，集中電源或配電箱應連鎖控制其配接的非持續型照明燈的光源應急點亮、持續型燈具的光源由節電點亮模式轉入應急點亮模式；燈具持續應急點亮時間應符合設計文件的規定，且不應超過 0.5 h）。
6 集中電源的蓄電池組和燈具自帶蓄電池達到使用壽命周期后標稱的剩余容量應保證放電時間滿足本條第1款 ~ 第5款規定的持續工作時間。”
其中第5款、第6款是比《建規》要求更細、更具體的條款，涉及到非火災狀態下主電源斷電后疏散照明燈可以點亮，但點亮時間最長不能超過0.5 h。如果這段時間內主電源沒有恢復供電，則系統需要把疏散照明燈熄滅，以保證一旦此時發生火災，蓄電池供電的時間滿足《建規》的要求，《技術標準》要求蓄電池供電時間要滿足火災和非火災情況下的供電時間，但非火災時間在0 ~ 0.5 h之間沒有具體指定。《應急照明》推薦了非火災狀態下蓄電池供電持續工作時間，見表1。
表1在滿足《建規》的基礎上增加了非火災狀態主電源斷電持續應急時間t2，在此還需明確：這是蓄電池應滿足的系統設計要求，不是蓄電池初裝容量的要求！GB 17945 - 2010《消防應急照明和疏散指示系統》規定的90 min初裝容量，蓄電池達到使用壽命周期后標稱的剩余容量基本上能滿足45 min；大部分現有符合GB 17945 - 2010自帶電池的消防應急燈具除高度大于100 m的民用建筑及人員密集場所外，尤其是住宅建筑都能滿足標準要求；設計說明中，蓄電池持續供電時間滿足設計要求即可，對于蓄電池初裝容量，應根據電池充放電特點確定，產品應符合GB 17945的規定，新版國家標準GB 17945預計會很快批準實施。
集中電源或配電箱供電范圍和容量
沿電氣豎井垂直方向為不同樓層的燈具供電時, 應急照明配電箱的每個輸出回路在公共建筑中的供電范圍不宜超過8層，在住宅建筑的供電范圍不宜超過18層。集中電源的每個輸出回路在公共建筑中的供電范圍不宜超過8層，在住宅建筑的供電范圍不宜超過18層。每個集中電源箱或應急照明配電箱有8個回路，可供電的范圍可以很大，住宅建筑甚至不止18層。但還需要注意，每個集中電源箱的容量不能超過1 kW，每個回路不能超過6 A，這就限制了供電的范圍不能太大，需要綜合考慮，不能只從一個限定條件考慮。根據《技術標準》對輸出回路數和電流的限制條件，實際允許每臺設備配接的最大燈具容量見表2。
在實際項目設計中，經常會遇到不少設計師每層豎井內均放置一個集中電源箱，LED應急燈功率較小，每層最多只用了集中電源8個回路中的2個回路；更有甚者，不做燈具功率統計，直接寫成1 kW或0.5 kW，造成較大的浪費。通常情況下，一個集中電源箱沿豎井向上下層配電，既不要太多層共用，也不宜每層均放，3 ~ 4層配一個集中電源箱是合適的。應計算每個集中電源的實際容量，一般不會大于0.5 kW。
特低電壓照明裝置的保護
《技術標準》從防火救援時防人身電擊出發，把消防應急燈具安裝在距地8m及以下時，應采用“A型消防應急燈具”，即要求主電源和蓄電池電源額定工作電壓均不大于DC 36 V的消防應急燈具；對于安裝在距地8 m以上的消防應急燈具，可以采用“B型消防應急燈具”，“B型消防應急燈具”是燈具電源額定工作電壓大于AC 36 V或DC 36 V的消防應急燈具。并且規定設有消防控制室的建筑均采用集中控制型系統。由此可見，大部分建筑場所均會采用低壓直流供電，即是國際電工委員會標準定義的特低電壓（SELV）供電。從電壓等級上，防人身電擊有了安全保障，但SELV系統的可靠、安全運行，才能使消防應急照明系統安全可靠。由于系統與消防息息相關，系統本身的可靠性應當引起格外重視。
根據國家標準GB / T 16895.30 - 2008 / IEC 60364 - 7 - 715：1999《建筑物電氣裝置 第7-715部分：特殊裝置或場所的要求 特低電壓照明裝置》，特低電壓線路在短路故障條件下，同樣能引起火災事故。為防止電氣火災，GB / T 16895.30 - 2008對特低電壓照明回路采用“特殊保護電器”保護，并對此“特殊保護電器”提出了以下要求：
“—— 對燈具的負荷有連續的監視；
—— 發生短路故障或引起功率增加60 W以上的其他故障時，在0.3 s以內自動切斷電源；
—— 供電回路正在降低功率情況下工作時（例如在進行導通角控制時或調整功率過程中或燈泡損壞時），如發生引起功率增加60 W以上的故障時，自動切斷電源；
—— 供電回路的開關合閘時，如發生引起功率增加60 W以上的故障時，自動切斷電源；
—— 特殊保護電器應是即使元件故障也不影響安全的電器。”
現在，國內外的低壓電器生產商還沒有生產此種“特殊保護電器”，A型應急照明配電箱或集中電源出線回路簡單采用6 A以下熔斷器或斷路器作為過電流保護器件，是無法滿足上述特殊保護電器要求的。為滿足上述特殊保護電器要求，集中電源對LED燈具的開關電源采用“微短路保護”技術是最佳實現路線，即對開關電源每一路電源的輸出線路進行實時監測，對每一路負載實現“跟隨式”保護，無論哪一路負載的工作電流，集中供電電源都會跟隨實際的負載電流自動設定有效的保護值，從而實現在發生單路負載異常或短路時，可快速有效地切斷電源并發出提示警告，輸出端的熔斷器或斷路器僅作為后備保護，基本滿足了“特殊保護電器”的要求。此種保護應引起生產和檢測單位的重視。
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