民用建筑应急照明的解析论文
摘要：本文较详尽地讨论了各规范和标准对应急照明的解释，对疏散照明、安全照明、备用照明等应急照明的设计要求作了进一步的探讨，并进行了归纳总结。对应急照明的供电及火灾时是否切断，提出了自己的看法，并论述了应急照明线路敷设、应急照明灯具应遵循的要求。
关键词：民用建筑 应急照明 疏散照明 安全照明 备用照明
《民用建筑照明设计标准》(GBJ133-90，以下简称《照标》)在附录中对应急照明作出解释为：因正常照明的电源发生故障而启用的照明，也称事故照明。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，但各规范、各标准的不断推出，一些具体规定条文有明显的差异。下面是笔者的一些学习和实践体会，与同行们交流，希望能得到各方同事的指正和赐教。
一、应急照明的内容：
国际电工委员会IEC《应急照明灯具》标准将应急照明分为疏散照明和备用照明，国际照明委员会CIE出版物《建筑物内的应急照明指南》以及我国的《照标》将应急照明分为疏散照明、安全照明和备用照明。有关其应急照明的内容是一致的，区别在于是否将安全照明独立对待，IEC标准将安全照明归于备用照明，但在实际使用中，安全照明与备用照明在设置场所及处理方式上有不同，因此，将两者区分开来较适宜。《照标》第4、1、2条制定：“照明种类可分为正常照明、应急照明、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。”
在各防火规范《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95，以下简称《高规》)和《建筑设计防火规范》(GBJ16-87修订本，以下简称《低规》)中，也提到应急照明，此处所指应急照明应理解为只是应急照明的一种形式。由于近年来，火灾的情况不断发生，使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》所指应急照明的外延比火灾应急照明要大，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系统的设置，还要满足各个规范或标准对整体应急照明系统的要求。
二、疏散照明的理解：
根据《照标》的解释：疏散照明，作为应急照明的一部分，用以确保安全出口通道能被有效地辨认和应用，使人们安全撤离建筑物。从使用功能角度看，笔者认为它可分为诱导指示标志照明和疏散一般照明。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，疏散一般照明用于通道被有效地应用，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。实际上当人们在撤离某场所时，若当地照度越高时，人们对行动的敏捷就越迅速，也越充满信心，CIE规定疏散照明不得低于0.2lx。考虑实践经验，《照标》规定疏散照明的地面水平照度不宜低于0.5lx，《高规》、《低规》规定：疏散用的应急照明，其地面最低照度不应低于0.5lx。《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92，以下简称《民规》)又有较具体的条款规定，但用词在各规范中都不完全一致。总结各规范及标准的各条款，归纳对疏散照明的设计要求如下表：
类 别 设计要求 设置场所
诱导指示标志灯 安全出口标志灯 正常时：在30m远处能识别标志，其亮度不应低于15cd/m2，不高于300cd/m2(CIE推荐标准)。
应急时：在20m远处能识别标志。 观众厅、多功能厅、候车(机)大厅、医院病房的楼梯口、疏散出口。
多层建筑中层面积〉1500m2的展厅、营业厅，面积〉200m2的演播厅。
高层建筑中的展厅、营业厅、避难层和安全出口(二类建筑住宅除外)。
人员密集且面积〉300m2的地下建筑。
疏散指示标志灯 正常时：在20m远处能识别标志，其亮度不应低于15cd/m2，不高于300cd/m2(CIE推荐标准)。
应急时：在15m远处能识别标志。 医院病房的疏散走道、楼梯间。
高层公共建筑中的疏散走道和长度〉20m的内走道。
防烟楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室。
疏散一般照明 正常照明协调布置。
地面水平照度应〉0.5lx(人防工程1lx，观众席通道地面0.2lx)
地面水平照度宜为5lx以上(详说明2) 高层公共建筑中的疏散走道和长 度〉20m的内走道。
防烟楼梯间及其前室，消防电梯间及其前室。
说明：
1、疏散照明可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min，避难层的供电时间不应小于1.00h。
2、一般避免碰上障碍物，看清道路的最低照度值为0.2lx，但 应考虑到火灾情况下，烟雾对疏散照明照度的影响，曾经有试验证明，疏散走道照明的地面照度值为5lx时，在烟雾浓度较浓的情况下，地面还有1.8～2.0lx的照度值，此时辨别方位比较困难，但还可以疏散出去，照度值再低，则无法辨别方位，无法疏散。
3、《民规》第24、7、2规定：“下列部位须设置火灾事故时的备用照明：
(1)疏散楼梯(包括防烟楼梯间前室)，消防电梯及其前室。
……
(7)公共建筑内的疏散走道和居住建筑内长度超过20m的内走道。”
笔者认为：上述(1)(7)两条设置的应急照明，不属备用照明，应属疏散照明，它是用于“使人们安全撤离建筑物”的`照明，不是为继续或暂时继续工作而设的照明，《民规》附录C中的表C、3、12也将其列为疏散照明。另外，“消防电梯及其前室”应为“消防电梯间及其前室”。
4、《民规》表24、7、5中，场所举例列出电梯轿厢内设火灾疏散标志照明，应为(消防)电梯前室设火灾疏散标志照明。
5、《民规》附录C、3、6中规定：“疏散照明宜设在安全出口的顶部，疏散走道及其转角处距地1m以下的墙面上……”，其中，“疏散照明”应改为“诱导指示标志照明”。
值得提醒的是，在实际工程设计中，设计人员往往只做到了诱导指示标志照明的设计，而忽略了疏散一般照明的设计，这应引起同行们的重视。
三、安全照明的理解：
《照标》对安全照明的解释是：作为应急照明的一部分，用以确保处于潜在危险之中的人员安全。并规定有：工作场所内安全照明的照度不宜低于该场所一般照明照度的5%。这也是CIE的标准，另外，CIE还规定特别危险作业的为10%。对于安全照明的设置场所，《照标》没有进行列举，防火规范的《高规》和《低规》中有提到“应急照明”和“疏散用应急照明”，但没有细分或者提及“安全照明”这词，《民规》第24、7、3指出：“凡在火灾时因正常电源突然中断将导致人员伤亡的潜在危险场所(如医院内的重要手术室、急救室等)，应设安全照明”，并在本规范附录C中有要求设计照度应保持正常照明的照度水平。这条照度要求比《照标》及CIE标准都要高，应该说，医院内的重要手术室、急救室肯定是属于“潜在危险场所”，其安全照明的照度若能大于正常照明时的10%，笔者认为，它就满足了国家的标准，但在实践中，若无技术的困难，确实宜保持正常照明的水平。
《民规》表24、7、5及附录表C、3、12中，场所举例列出避难层的应急照明属备用照明。笔者认为，避难层不是活动或工作场所，不存在为“保持正常活动继续进行”的照明，它是属避难人员暂时避难的场所，也属于“潜在危险场所”，所以，避难层的应急照明应理解为安全照明，照度要求不宜低于一般照明照度的5%，应急照明的转换时间也 应满足安全照明的要求，另外，《高规》第6、1、13、8中也有规定：“避难层应设有应急广播和应急照明，其供电时间不应小于1.00h，照度不应胝于1.00lx。”
四、备用照明的理解：
《照标》对备用照明的解释是：作为应急照明的一部分，用以确保正常活动继续进行，并规定备用照明(不包括消防控制室、消防水泵房、配电室和自备发电机房等场所)的照度不宜低于一般照明照度的10%。这与CIE规定标准相同。而对消防控制室、消防水泵房、配电室和自备发电机房等需继续工作的场所及其它重要房间，按防火设计规范《高规》及《低规》规定，其备用照明应保持正常照明照度。
《民规》表24、7、5中，提出暂时继续工作的备用照明的照度不少于正常照度的50%，这规定超出了《照标》及CIE提出的标准，同时，它与本规范附录表C、3、12中提出的设计要求自相矛盾，该表中要求：“消防控制室……，应保持正常照明的照度水平，其他场所可不低于正常照明照度的1/10，但最低不宜少于5lx。”笔者认为，在实际工程中，备用照明的照度做得越高，当然是越好，但能够满足国家标准《照标》的要求，就应该说是达到了标准。在某些场所(如：收银处，商场贵重物品售货处等)，若能适当提高备用照明的照度，这也是合理及必要的。
笔者归纳总结了备用照明及安全照明的设计要求，列于下表：
五、应急照明的供电：
《民规》附录第C、3、1条规定：应急照明在正常断电后，对电源转换时间应满足：
疏散照明≤15s
备用照明≤15s(金融商业交易场所≤1.5s)
类别设计要求设置场所
备用照明消防控制室、消防泵房、排烟机房、发电机房、变电室、电话总机房、中央监控室等应保持正常照明的照度水平，其他场所可不低于正常照明照度的1/10，但最低不宜少于5lx，重要场所宜适当提高。 消防控制室、消防泵房、排烟机房、发电机房、变电室、电话总机房、中央监控室等。
多层建筑中层面积〉1500m2的展厅、营业厅，面积〉200m2的演播厅。
高层建筑中的观众厅、多功能厅、餐厅、会议厅、国际候车(机)厅、展厅、营业厅、出租办公用房。
人员密集且面积〉300m2的地下建筑。
安全照明照度不宜低于5%，特别危险场所不宜低于10%(避难层照度不应小于1lx)。
医院手术室、急救室宜保持正常照明的照度 医院手术室、急救室、避难层等
安全照明≤0.5s。
这条规定与CIE推荐标准一致。为了满足其要求，应急照明的供电主要有两种：一种是分散供电式系统，即每个应急灯上自带备用电源。正常电源切断时，备用电源自动投入。该系统可将应急灯直接接入正常照明供电系统，平时还可利用正常供电对备用电源充电。另一种是集中供电式系统，应急灯本身不带电源，正常照明电源故障时，由专用集中应急电源供电。该系统需设置独立的供电线路和配电设备。专用集中应急电源供电又分为两种类型，一种为集中或分区设置蓄电池组，另一种为后备交流应急电源，可由(1)电网引来有效的独立电源，(2)柴油发电机组供电。
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作出具体规定，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，其优点是供电可靠性高，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组供电方式时，其优点是供电可靠性高、转换迅速，与自带蓄电池方式相比投资较少，管理及维护较方便，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，供电容量受到制约。
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，此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，要求发电机具有自启动功能，起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是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》中有规定：①应急照明和疏散指示标志，可采用蓄电池作备用电源，且连续供电时间不应少于20min，高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min。②避难层应急照明供电时间不应少于1.00h。应该指出，这是所指的应急照明只是指火灾时的应急照明，我们 应按前面的所述，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时间是个不确定因素，因此，应急照明持续时间也是不确定的，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。
所以笔者认为：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(起动及投入运行时间小于15s)，只对诱导指示照明，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渡照明，以满足转换时间的要求。
六、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，对于其它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分区划分。另外，还应采取以下防火措施：当采用暗敷设时，应敷设在不燃烧体结构内，且保护层厚度不宜小于3cm；当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽上涂防火涂料保护；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可靠、安全供电是必要的。除此以外，笔者认为应急照明配线宜提倡采用阻燃型电线和电缆，有条件时可采用耐火型电线和电缆，以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》是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，这规定是在考虑了不少设计人员的异议后作出的具体修改规定，需要双电源并在最末一级配电箱处自动切换的重点是高层建筑的消防控制室、消防电梯、防排烟风机等。
七、应急照明的灯具：
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，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，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，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》作出了上述明确的规定。
此外，应急灯应符合有关部门制订的安全技术要求。作为诱导指示标志灯具，还应满足：
1、安全出口标志灯和疏散指示标志灯应装有玻璃或非燃材料的保护罩。
2、标志的图案、字体尺寸、颜色应根据公安部GA-54-93《消防应急照明灯具通用标术条件》和国家标准GB13495《消防安全标志》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/m2，小于300cd/m2，并要求标志面最低和最高亮度比为1：10为宜(最低：最高)。
八、应急照明电源的切断
虽说应急照明是一项综合安全设施，并不都是用于火灾时，但它应满足消防的规范，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，切断有关部位的消防电源，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，消防控制也应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便可，这样可以完全减少救火人员触电的可能性，更便于扑救。有消防人员证实，在扑救火灾中，他们要求有关部位的电源要全部切断。
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