劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

【摘要】：應急照明和疏散指示系統(tǒng)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(nèi)出現(xiàn)火災或事故時，可靠的應急照明和疏散指示系統(tǒng)對于人員的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(tǒng)技術標準》（以下簡稱“新規(guī)"）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(diào)整改動。本文以新規(guī)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(yōu)缺點進行對比，剖析新規(guī)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

 

       交通隧道作為城市交通的重要組成部分，在火災或事故發(fā)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(nèi)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(nèi)發(fā)生火災或事故時，人們往往因處于半封閉空間產(chǎn)生的恐慌感已經(jīng)不能及時判斷疏散路線等因素，造成人員及車輛疏散困難，甚至會產(chǎn)生人員傷亡或二次事故等。

      “新規(guī)"從隧道的供配電系統(tǒng)、系統(tǒng)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(tǒng)進行了更加合理和詳細的規(guī)定，對于城市隧道這類特殊建筑，如何在兼顧節(jié)約投資、減少施工難度、保持系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的前提下，將新規(guī)的各項標準落實到實際的隧道應急照明和疏散指示系統(tǒng)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(zhàn)。

 

      “新規(guī)"能更好地保護疏散及消防人員的人身，以及有效地減少事故過程中發(fā)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(guī)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(xiàn)故障，出現(xiàn)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(guī)模大、線路長、地質(zhì)環(huán)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(tǒng)籌考慮。

 

2.1 新規(guī)執(zhí)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(guī)"執(zhí)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(tǒng)啟動或主電電源斷電后，由隧道洞口配電房內(nèi)B型集中電源EPS供電。在常規(guī)工況下，應急照明燈具兼作普通照明，當正常照明出現(xiàn)故障時兼作備用照明，當應急系統(tǒng)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(nèi)低壓配電洞處，內(nèi)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(nèi)。

      根據(jù)以上方案可知，統(tǒng)一采用AC220V的LED燈具，并由隧道內(nèi)EPS作為應急照明集中電源，此方案的主要優(yōu)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(tǒng)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(tǒng)一，減少施工難度；

（3）同一配電房供配電區(qū)間內(nèi)，應急照明EPS設于配電房內(nèi)，方便管理。而且對于一些濕度較高的區(qū)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(tǒng)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更大，其布燈間距也更遠，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(fā)生時，若出現(xiàn)電源或配電線路故障，應急照明故障面影響較廣；

（3）易發(fā)生觸電事故：應急燈具及末端路線電壓均為AC220V，當發(fā)生事故時，疏散及消防人員碰觸漏電線路及設備時，發(fā)生觸電事故概率高。

 

2.2 新規(guī)執(zhí)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(nèi)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(nèi)。根據(jù)隧道配電房、配電洞分布情況，以及隧道的供配電方案，結(jié)合新規(guī)關于設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統(tǒng)，燈具應選擇A型燈具等相關規(guī)定，交通隧道應急照明和疏散指示系統(tǒng)新方案采用集中控制型系統(tǒng)，應急照明控制器安裝于配電房消防控制室內(nèi)，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(tǒng)啟動后，統(tǒng)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(nèi)應設置電壓轉(zhuǎn)換模塊，同時應能實現(xiàn)對應急照明燈具正常狀態(tài)與火災狀態(tài)及其他非正常狀態(tài)下節(jié)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(shù)據(jù)與控制器進行聯(lián)動，實現(xiàn)對主電源、電池組、應急燈具的監(jiān)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(nèi)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(qū)配電洞內(nèi)，DC36V集中電源配電分區(qū)處供電半徑約138m。

 

 

 

      根據(jù)新規(guī)調(diào)整方案后，該系統(tǒng)的優(yōu)點有：

（1）應急照明單獨設置，燈具功率小，布燈密度更大，照明均勻度高，且EPS不受備用照明限制，容量需求更??；

（2）集中電源供電半徑小，火災發(fā)生時，若出現(xiàn)電源或配電線路故障，應急照明故障面影響較??；

（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(fā)生。

      同時，該方案也存在一些新的問題出現(xiàn)：

（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(nèi)襯結(jié)構(gòu)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(shù)量增加較多，且位置由配電房處統(tǒng)一設置變?yōu)榘凑辗謪^(qū)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(nèi)，對集中電源電池的防潮、防腐、防塵等性能要求更高，需進一步加強設備采購時對電源質(zhì)量的管控。

 

      “新規(guī)"的出現(xiàn)，是以往的問題反饋與工程實踐的重要成果，它結(jié)合了國內(nèi)外的先進做法、標準與理念，經(jīng)統(tǒng)合、協(xié)定后編制而成。規(guī)范和標準會一直隨著科技的進步、社會的變化而進行調(diào)整和變化，持續(xù)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(guī)范、新標準，結(jié)合自身所學專業(yè)理論與工程設計實踐經(jīng)驗，學習和汲取其中的知識，能更快的適應市場需求的改變，將新的規(guī)范和標準盡快運用于工程實踐中。

 

 

 

      [1].安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊.2018.01

      [2].GB50116-2014《建筑設計防火規(guī)范》[S].

      [3].GB17945-2010《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)》[S].

      [4].GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)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：劉細鳳，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司