簡析安科瑞消防應急照明和疏散指示系統在城市隧道應用中的影響
發布時間：2023-10-11瀏覽次數：825返回列表
【摘要】：應急照明和疏散指示系統被廣泛運用于城市隧道、樓宇建筑、地下管廊等各個方面。當隧道這類特殊建筑內出現火災或事故時，可靠的應急照明和疏散指示系統對于人員的安全逃生有著很重要的作用。隨著GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（以下簡稱“新規”）的實施，對以往的設計方案有著較大的影響，須要進行較大的調整改動。本文以新規實施前后的兩個隧道案例（以下簡稱“A隧道”、“B隧道”）為例，通過對兩種方案的優缺點進行對比，剖析新規在城市隧道中的應用。
【關鍵詞】：應急照明；疏散指示；集中電源；集中控制；城市公路隧道
0 . 前言
交通隧道作為城市交通的重要組成部分，在火災或事故發生時，具有人員疏散時間短和疏散路徑少，疏散難度與隧道長度成正比的特點。城市隧道內上下班高峰期人員及車輛較多，除隧道兩端的進出口外，無其他出口。當隧道內發生火災或事故時，人們往往因處于半封閉空間產生的恐慌感已經不能及時判斷安全疏散路線等因素，造成人員及車輛疏散困難，甚至會產生人員傷亡或二次事故等。
“新規”從隧道的供配電系統、系統控制方式、集中電源的選擇、應急燈具的選擇與布設等各個方面，對應急照明和疏散指示系統進行了加合理和詳細的規定，對于城市隧道這類特殊建筑，如何在兼顧節約投資、減少施工難度、保持系統穩定性等方面的前提下，將新規的各項標準落實到實際的隧道應急照明和疏散指示系統設計工作中，是工程設計人員及建設各方面都應面對的挑戰。
1 . 新規對隧道設計的主要影響
“新規”能好地保護疏散及消防人員的人身安全，以及有效地減少事故過程中發生二次電氣災害的因素，要求設置在距地面8m及以下的燈具應選擇A型燈具，并規定A型燈具的工作電壓均不大于DC36V；同時，為了減少因集中電源出現故障，出現大范圍的應急燈具無法工作，要求集中電源額定輸出功率不應大于5kW。
城市隧道作為城市交通的重要組成部分，相對于樓宇等建筑，隧道具有規模大、線路長、地質環境復雜、人流車流量大，且受地形氣候影響大等特點。如何在這些前提下保障集中電源的壽命、控制路線壓降、減少增設的設備對隧道主體的影響等問題，均需在設計過程中統籌考慮。
2 . 新規執行前后，城市隧道應急照明方案分析
2.1 新規執行前，城市隧道應急照明方案
A隧道為四洞雙向兩車道，平均洞長500m，隧道機動車道采用瀝青路面，路面寬度11.75m，屬于二類隧道。本隧道于“新規”執行前實施，隧道應急照明燈具及疏散指示標志均采用AC220V的B型燈具，其中，應急照明燈具采用LED30W燈具，疏散指示標志燈具采用LED5W，應急系統啟動或主電電源斷電后，由隧道洞口配電房內B型集中電源EPS供電。在常規工況下，應急照明燈具兼作普通照明，當正常照明出現故障時兼作備用照明，當應急系統啟動時作為應急照明。應急照明燈布設位置及方式與普通照明一致，普通照明每7m布設一組，應急照明每35m布設一組。應急照明燈具與疏散指示標志燈具由隧道主體內低壓配電洞處，內設雙切開關的應急照明配電箱供電。應急照明配電箱的兩路電源，分別引自市電1和市電2變壓器后對應的0.4kW母線。當市電電源或線路故障時，改由配電房處集中電源EPS作為應急照明電源，為應急照明和疏散指示標志燈具供電。該隧道全線設洞口配電房1座，并設1組10kW集中電源EPS于配電房內。
根據以上方案可知，統一采用AC220V的LED燈具，并由隧道內EPS作為應急照明集中電源，此方案的主要優點有：
（1）采用220V電壓等級，同等電壓損失情況下，電纜配電距離長、供電半徑大，可達500-600m；
（2）采用統一的電壓等級，應急照明燈具在非應急情況下，可兼作其他照明燈具功能，燈具預埋及安裝方式統一，減少施工難度；
（3）同一配電房供配電區間內，應急照明EPS設于配電房內，方便管理。而且對于一些濕度較高的區域，配電房空間相對充足，有條件可共享或單獨設置除濕設備，以延長電池壽命。
當然，此方案也存在一些明顯的缺點：
（1）均勻度低：考慮應急燈具在正常工況下須兼作普通照明燈具，布燈方式及功率宜與普通照明燈具保持統一性，因此應急照明燈具選擇的單燈功率相比單獨設置應急照明燈時大，其布燈間距也遠，應急照明均勻度相對低；
（2）故障面影響廣：集中電源供電半徑大，火災發生時，若出現電源或配電線路故障，應急照明故障面影響較廣；
（3）易發生觸電事故：應急燈具及末端路線電壓均為AC220V，當發生事故時，疏散及消防人員碰觸漏電線路及設備時，發生觸電事故概率高。
2.2 新規執行后，城市隧道應急照明方案
B隧道四洞雙向兩車道，平均洞長582m，機動車道采用瀝青路面，路面寬度14.5m，為二類隧道。交通隧道中的短隧道、中隧道配電房一般設于隧道的井出口處，長隧道及超長隧道配電房設于隧道內橫洞配電所及洞口配電房，隧道的消防控制室，位于配電房內。根據隧道配電房、配電洞分布情況，以及隧道的供配電方案，結合新規關于設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統，燈具應選擇A型燈具等相關規定，交通隧道應急照明和疏散指示系統新方案采用集中控制型系統，應急照明控制器安裝于配電房消防控制室內，在隧道各個配電洞室處，設置A型應急照明集中電源，當應急系統啟動后，統一為隧道應急照明燈具和疏散指示標志燈具提供DC36V電源。
在A型應急照明集中電源內應設置電壓轉換模塊，同時應能實現對應急照明燈具正常狀態與火災狀態及其他非正常狀態下節電模式與應急照明模式的切換。應急照明集中電源配置通訊接口，數據與控制器進行聯動，實現對主電源、電池組、應急燈具的監測、控制以及試驗等功能。A型應急照明集中電源220V進線電源引自帶雙切開關的消防負荷配電箱出線回路，消防負荷配電箱內設的雙切開關電源分別取自市電1和市電2變壓器后對應的0.4kW母線。 當市電電源或線路故障時，主電電源被切斷，改由集中電源EPS為應急照明和疏散指示標志燈具供電。該隧道全線設洞口配電房1座，并設12組1kW集中電源EPS于隧道各分區配電洞內，DC36V集中電源配電分區處供電半徑約138m。
產品選型：
根據新規調整方案后，該系統的優點有：
（1）應急照明單獨設置，燈具功率小，布燈密度大，照明均勻度高，且EPS不受備用照明限制，容量需求小；
（2）集中電源供電半徑小，火災發生時，若出現電源或配電線路故障，應急照明故障面影響較小；
（3）應急燈具及末端線路均為DC36V，有效地避免了人員觸電事故的發生。
同時，該方案也存在一些新的問題出現：
（1）施工難度增加：應急照明單獨設置后，隧道頂至燈具的縱向穿管增加，燈具安裝點增加，施工難度增加的同時，也增加了附屬設施對隧道內襯結構的影響；
（2）維護難度加大：受隧道配電方案及線路壓降限制，集中電源容量減少，但數量增加較多，且位置由配電房處統一設置變為按照分區配電洞單獨設置，增加了后期電源檢修和維護的難度；
（3）防護性能要求增高：南方氣候相對潮濕，單獨設置于空間較為有限的配電洞內，對集中電源電池的防潮、防腐、防塵等性能要求高，需進一步加強設備采購時對電源質量的管控。
3. 結束語
“新規”的出現，是以往的問題反饋與工程實踐的重要成果，它結合了國內外的做法、標準與理念，經統合、協定后編制而成。規范和標準會一直隨著科技的進步、社會的變化而進行調整和變化，持續保持與時代的同步性，提高其實踐性與綜合性。作為工程設計人員，應積極學習各階段頒布的新規范、新標準，結合自身所學專業理論與工程設計實踐經驗，學習和汲取其中的知識，能快的適應市場需求的改變，將新的規范和標準盡快運用于工程實踐中。
參考文獻
[1].安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊.2018.01
[2].GB50116-2014《建筑設計防火規范》[S].
[3].GB17945-2010《消防應急照明和疏散指示系統》[S].
[4].GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》[S].
[5].李小輝《城市隧道應急照明和疏散指示設計方案分析》[J].江西建材
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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