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摘要：对火灾应急照明的几种控制方法、若干设计问题的分析研讨。
关键词：消防应急照明 控制系统 智能控制 问题
Abstract: On the several control methods for fire emergency lighting ,Some design problems of Analysis Seminar.
Key words: fire emergency lighting control system intelligent control problems
中图分类号：TU998.1文獻标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、引言
火灾应急照明在工程中广泛应用，不同的设计人员在工程中有不同的设计方法。本文对火灾应急照明的控制方式和设计中遇见的若干问题提出一些自己的分析和做法。
根据《建筑照明设计标准)GB50034-2004第3．1．2条规 定：照明分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明，其中应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明。在民用建筑中我们所设计的火灾应急照明通常包括备用照明和疏散照明。疏散照明分为疏散照明灯和疏散指示灯，疏散指示灯又分为疏散标志灯和安全出口灯，以下统称应急灯。本文只对疏散照明灯和疏散指示灯的控制做讨论。
应急照明是现代建筑物内安全保障体系的一个重要组成部分。在紧急情况下为了保障人员的生命安全及消防和救援工作的顺利进行,应急照明的设置是非常必要的。在一些工作场所和公共场所的重要位置,为保证发生故障时一些重要工作的继续进行,应急照明也有着十分重要的作用。随着现代建筑的快速发展,各类大型、超大型建筑越来越多,功能越来越复杂,在设计中对应急照明的合理设计和可靠控制显得更加重要。
消防应急灯的几种控制方式
工程中不同的场所对应急灯的控制方式有不同的要求与作法，以下就对各种控制方式进行分析：
1、不设计火灾报警系统：
1）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时不亮，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、当地消防部门对灯具有特殊要求的场所，见图一；
图 一
2）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时和普通灯具合用，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、灯具可以现场控制、业主对装修有要求的场所，见图二；
图 二
3）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时和普通灯具合用，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、灯具可以集中控制、业主对装修有要求的场所，见图三；
图 三
2、设计火灾报警系统：
1）、应急照明强制点亮控制原理图（通用）
根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98第6.3.1.8 消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。
图四为消防应急照明强制点亮系统控制二次原理图，能实现上条规范的要求，具体控制过程如下：手动控制按钮SF或者消防信号输入都可以使线圈KM得电，从而使KM线圈接触器动作，接通强制点亮线，点亮消防照明灯具。
图 四
2）、消防灯具不带蓄电池，现场控制工作原理
灯具不带蓄电池，平时和普通灯具一样使用，现场开关控制，火灾时消防信号输入使线圈KM得电，从而使KM接触器动作，接通消防强制点亮线，这时候不管双控开关和延时开关打在什么位置上，都能使灯具点亮，从而实现了强制点亮的功能。
此种控制方式关键在于开关的选择问题上，必须使用单联双控开关代替单控开关，且现场接线比较复杂，容易出错。优点为可以方便灯具的现场控制，延时开关可以满足楼梯间节能的要求。
图 五
3）、消防灯具不带蓄电池，集中控制工作原理
灯具不带蓄电池，平时和普通灯具一样使用，按钮箱和消防信号都可以使KM接触器动作，接通照明电源线，使灯具点亮，从而实现了集中控制和强制点亮的功能。
图 六
3、新型的智能型消防照明控制系统(见图七)
图 七 智能型消防应急照明和疏散指示系统框图
系统介绍：
一、消防灯具：
消防疏散照明灯和疏散标志灯采用AV220V消防电源和DC24V消防电源2种供电方式，为超高亮LED光源，设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩，安装方式为壁挂、吊装、嵌墙嵌地、吸顶、嵌顶等，关键特点是拥有独立编码功能，可以准确报出灯具故障、运行状态信息；采用四总线与主机连接，不设蓄电池；
二、分配电装置：
分配电装置有2种：安全型（1~3KW）和非安全型(1~30KW)；
安全型分配电装置应用于大型建筑，长距离隧道等场所；
非安全型分配电装置应用于供电线路长且功率较大的场合，如展览厅、营业厅、歌舞娱乐放映游艺场所、餐厅、避难层等；
三、集中电源装置 (1~30KW)，应急时间大于90分钟
四、系统主机：
与火灾报警主机联网，针对每一个火灾报警位置自动生成最佳疏散路径；
内置1~10个程控装置，每一个程控装置可引出4个监控支路，每支路最大63点，单机监控容量2520点；
强大的联网功能，最多32台主机联网；
最多可监控40台应急灯具集中电源；
五、系统的特点：
总线式布线；
与火灾报警主机联网，由系统主机接收火灾位置信息；
采用安全24V电压供电，安全可靠；
集中电源供电，减少了更换电池、维修灯具等的工作量；
不止用于火灾时的疏散工作，还可用于非火灾情况下对建筑物内部人员的疏散引导；例如大型公共建筑，人员密集场所，电影院等；
针对每一个火灾报警位置自动生成最佳疏散路径，对于建筑物内疏散通道较多、疏散路线复杂的场所，可提高人员疏散的效率，减少灾害对人员的伤害；
初期建设成本比较高；
消防应急照明设计存在的问题
1、《消防控制室通用技术要求》GB25506-2010-5.6,5.7条
a)、应能手动控制自带电源型消防应急照明和疏散指示系统的主电工作状态和应急工作状态的转换；
b)、应能分别通过手动和自动控制集中电源型消防应急照明和疏散指示系统和集中控制型消防应急照明和疏散指示系统从主电工作状态切换到应急工作状态；
2、图八中所示，楼梯出屋面的门，经建筑专业确定，为安全出口，电气设计往往没有设安全出口指示灯，且半层楼梯的疏散指示灯方向应该指向哪里？
图 八
3、应急照明及疏散指示标志灯应符合《消防安全标志》GB13495及《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945的有关规定，但某些地区的消防部门会要求用自带蓄电池的消防应急灯（俗称双头灯），自带蓄电池的吸顶灯也不认可，例如大丰，所以做消防设计之前，还要了解一下当地消防部门的特殊要求。
4、自带蓄电池消防应急灯具的火灾强启问题；带蓄电池应急照明灯本身的功能构造即是在加载外电的情况下，处于浮充电状态，失去外电，灯具内蓄电池放电自动点亮。见图九控制原理图：
图九是一种比较常见的消防应急灯原理图。
当供电正常时，开关K1控制照明灯Y，同时变压器B1的次级输出15V交流电，经D1~D4整流全波后，经D5和R2向12V蓄电池充电，此时继电器J1得电动作，其常闭触点J1-1断开，则J1-1右侧电路均不工作，常开触点J1-2闭合，Ls无电流通过；
当供电中断时，继电器J1失电，J1-1闭合，蓄电池12V直流电经J1-1、R3、D6、R4向晶体管BG1提供偏流，BG1导通则使继电器J2动作，接触器J2-1闭合，12V直流电经R5、R6、BG2、BG3、和B2组成的震荡电路产生高频震荡后，由B2的次级端Ls输出高频高压来点亮灯管。开关K2用来控制灯管Y在应急状态的开与关。如果蓄电池电压降低到低于D7的击穿电压时，继电器J2即停止工作，J2-1断开，荧光灯Y熄灭，从而限制了电池的放电终止电压不低于规定的数值，以保护电池的寿命。
图 九
根据此原理，可以看出，带蓄电池的灯具必须电源断电才可以点亮，如图10所见：
图 十
平时KM接触器闭合，消防灯具充电，火灾时，利用消防信号打开KM，灯具供电停止，启用内部蓄电池供电，实现火灾时消防强制点亮的功能。但是此设计也存在问题，火灾时切除正常电源，不满足二级乃至一级的供电等级，是否满足规范要求？咨询过消防部门，得到的答案也很模糊。这个问题只能既希望于各部门沟通解决，也希望消防灯具厂家能多考虑设计规范要求，设计出更完善的照明产品。
5、选用带蓄电池的应急照明灯作为应急照明主器件，并采取分别来自变电所两台变压器电源干线的两路电源，经就地双电源自动切换控制箱，对应急照明灯进行供电。 应急照明灯的控制方式为：平时光源常闭、灯具处于浮充电状态：当正常照明因故失电时，自动点亮。由于应急照明电源是通过双电源自动切换控制箱提供的，当正常电源失电时，备用电源将自动切换投入，因此实际加载于应急照明灯的外电依然存在，只是换了另一路电源而已，应急照明灯当然无法自动点亮。
6、按防火分区设置消防配电箱；
根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008.13.9.2条规定，一般建筑（住宅除外）都应按防火分区设置消防配电箱；
根据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011.9.3.1条文说明的规定，建议住宅建筑每4~6层设置应急照明消防配电箱；
7、消防灯具安装高度及间距问题：
根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008.13.8.4条规定，疏散诱导照明灯中安全出口灯一般距门上口０．２m壁装，可暗装或明装，但同一工程中应统一。疏散指示灯在狭窄走廊、通道及楼梯转角处大都采用距地1.0m以下暗装或明装，间距不超过20米，如图十一所示；
在大厅、敞开式通道宜采用距地不大于２.５m的吊装方式（链吊或管吊）安装，灯具为双面灯。
有些商业建筑，因场地问题，无法2.5米以下吊装，可以考虑埋地安装，但是要保证电源型标志的间距不大于5米，蓄光型标志不大于3米。
图 十一
8、消防应急灯具的选择问题：
火灾应急照明特别是疏散指示的光源必须能够瞬间点亮，例如白炽灯、快速启动的荧光灯、高频荧光灯、小功率卤钨灯等。在某些高大空间的场所，如影剧院、商场、仓库等的设计中，个别设计人员为了将火灾应急照明作为备用照明的一部分，与一般灯具求得一致，而选择用金属卤化物灯作为火灾应急照明光源，这其实是错误的。因为金属卤化物灯属高强度气体放电灯，其灯丝从冷态到全辉度需要4~8min，点亮时突然停电也需4~5min冷却后才能再次启动，所以不能满足瞬间点亮的要求。
四、结语
随着科技的进步和社会化功能的需要，单体建筑的面积越来越大，建筑高度越来越高，聚集的人员越来越多。一旦建筑物发生火灾，在正常电源被切断时，如果没有事故照明和疏散指示标志等应急照明灯具，受困人员往往因找不到安全出口而发生拥挤、碰撞、摔倒等现象。尤其是高层建筑、影剧院、礼堂、歌舞厅等公众聚集场所发生火灾后，由于人员拥挤，对场所情况不熟悉，更是极易造成较大的伤亡事故。所以良好的应急照明系统是一个相当重要的安全设施，是建筑物内人员的安全和及时疏散的前提，并有利于救援工作的顺利进行，从而最大限度地减少人员的伤亡与降低财产的损失。
应急照明在人们日常生活中起着很重要的作用，给我们的人身安全带来很大的保障，做好每类建筑的应急照明会给我们带来很大的方便。同时在设计整个应急照明系统时候需要我们不断的完善，解决设计中的问题，使的系统能够正常安全的发挥其作用。在設计过程中，我们要熟练的运用各种规范，使得我们在设计过程中减少错误，同时合理经济的设计。
以上是工作中发现的一些问题及想法，愿与大家共同探讨。
参考文献
[1]北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册(第二版). 北京 ：中国电力出版社，2006.484~S87。
[2]民用建筑电气设计规范.JGJ16-2008.195~198。
[3]住宅建筑电气设计规范.JGJ242-2011.64。
[4]消防应急照明和疏散指示系统.GB17945-2010。
关键词：消防应急照明 控制系统 智能控制 问题
Abstract: On the several control methods for fire emergency lighting ,Some design problems of Analysis Seminar.
Key words: fire emergency lighting control system intelligent control problems
中图分类号：TU998.1文獻标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
一、引言
火灾应急照明在工程中广泛应用，不同的设计人员在工程中有不同的设计方法。本文对火灾应急照明的控制方式和设计中遇见的若干问题提出一些自己的分析和做法。
根据《建筑照明设计标准)GB50034-2004第3．1．2条规 定：照明分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明，其中应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明。在民用建筑中我们所设计的火灾应急照明通常包括备用照明和疏散照明。疏散照明分为疏散照明灯和疏散指示灯，疏散指示灯又分为疏散标志灯和安全出口灯，以下统称应急灯。本文只对疏散照明灯和疏散指示灯的控制做讨论。
应急照明是现代建筑物内安全保障体系的一个重要组成部分。在紧急情况下为了保障人员的生命安全及消防和救援工作的顺利进行,应急照明的设置是非常必要的。在一些工作场所和公共场所的重要位置,为保证发生故障时一些重要工作的继续进行,应急照明也有着十分重要的作用。随着现代建筑的快速发展,各类大型、超大型建筑越来越多,功能越来越复杂,在设计中对应急照明的合理设计和可靠控制显得更加重要。
消防应急灯的几种控制方式
工程中不同的场所对应急灯的控制方式有不同的要求与作法，以下就对各种控制方式进行分析：
1、不设计火灾报警系统：
1）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时不亮，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、当地消防部门对灯具有特殊要求的场所，见图一；
图 一
2）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时和普通灯具合用，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、灯具可以现场控制、业主对装修有要求的场所，见图二；
图 二
3）、应急照明灯具自带蓄电池,照明灯平时和普通灯具合用，停电时蓄电池放电而自动点亮，疏散指示灯采用长亮的形式。适用于不做火灾自动报警、灯具可以集中控制、业主对装修有要求的场所，见图三；
图 三
2、设计火灾报警系统：
1）、应急照明强制点亮控制原理图（通用）
根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98第6.3.1.8 消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。
图四为消防应急照明强制点亮系统控制二次原理图，能实现上条规范的要求，具体控制过程如下：手动控制按钮SF或者消防信号输入都可以使线圈KM得电，从而使KM线圈接触器动作，接通强制点亮线，点亮消防照明灯具。
图 四
2）、消防灯具不带蓄电池，现场控制工作原理
灯具不带蓄电池，平时和普通灯具一样使用，现场开关控制，火灾时消防信号输入使线圈KM得电，从而使KM接触器动作，接通消防强制点亮线，这时候不管双控开关和延时开关打在什么位置上，都能使灯具点亮，从而实现了强制点亮的功能。
此种控制方式关键在于开关的选择问题上，必须使用单联双控开关代替单控开关，且现场接线比较复杂，容易出错。优点为可以方便灯具的现场控制，延时开关可以满足楼梯间节能的要求。
图 五
3）、消防灯具不带蓄电池，集中控制工作原理
灯具不带蓄电池，平时和普通灯具一样使用，按钮箱和消防信号都可以使KM接触器动作，接通照明电源线，使灯具点亮，从而实现了集中控制和强制点亮的功能。
图 六
3、新型的智能型消防照明控制系统(见图七)
图 七 智能型消防应急照明和疏散指示系统框图
系统介绍：
一、消防灯具：
消防疏散照明灯和疏散标志灯采用AV220V消防电源和DC24V消防电源2种供电方式，为超高亮LED光源，设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩，安装方式为壁挂、吊装、嵌墙嵌地、吸顶、嵌顶等，关键特点是拥有独立编码功能，可以准确报出灯具故障、运行状态信息；采用四总线与主机连接，不设蓄电池；
二、分配电装置：
分配电装置有2种：安全型（1~3KW）和非安全型(1~30KW)；
安全型分配电装置应用于大型建筑，长距离隧道等场所；
非安全型分配电装置应用于供电线路长且功率较大的场合，如展览厅、营业厅、歌舞娱乐放映游艺场所、餐厅、避难层等；
三、集中电源装置 (1~30KW)，应急时间大于90分钟
四、系统主机：
与火灾报警主机联网，针对每一个火灾报警位置自动生成最佳疏散路径；
内置1~10个程控装置，每一个程控装置可引出4个监控支路，每支路最大63点，单机监控容量2520点；
强大的联网功能，最多32台主机联网；
最多可监控40台应急灯具集中电源；
五、系统的特点：
总线式布线；
与火灾报警主机联网，由系统主机接收火灾位置信息；
采用安全24V电压供电，安全可靠；
集中电源供电，减少了更换电池、维修灯具等的工作量；
不止用于火灾时的疏散工作，还可用于非火灾情况下对建筑物内部人员的疏散引导；例如大型公共建筑，人员密集场所，电影院等；
针对每一个火灾报警位置自动生成最佳疏散路径，对于建筑物内疏散通道较多、疏散路线复杂的场所，可提高人员疏散的效率，减少灾害对人员的伤害；
初期建设成本比较高；
消防应急照明设计存在的问题
1、《消防控制室通用技术要求》GB25506-2010-5.6,5.7条
a)、应能手动控制自带电源型消防应急照明和疏散指示系统的主电工作状态和应急工作状态的转换；
b)、应能分别通过手动和自动控制集中电源型消防应急照明和疏散指示系统和集中控制型消防应急照明和疏散指示系统从主电工作状态切换到应急工作状态；
2、图八中所示，楼梯出屋面的门，经建筑专业确定，为安全出口，电气设计往往没有设安全出口指示灯，且半层楼梯的疏散指示灯方向应该指向哪里？
图 八
3、应急照明及疏散指示标志灯应符合《消防安全标志》GB13495及《消防应急照明和疏散指示系统》GB17945的有关规定，但某些地区的消防部门会要求用自带蓄电池的消防应急灯（俗称双头灯），自带蓄电池的吸顶灯也不认可，例如大丰，所以做消防设计之前，还要了解一下当地消防部门的特殊要求。
4、自带蓄电池消防应急灯具的火灾强启问题；带蓄电池应急照明灯本身的功能构造即是在加载外电的情况下，处于浮充电状态，失去外电，灯具内蓄电池放电自动点亮。见图九控制原理图：
图九是一种比较常见的消防应急灯原理图。
当供电正常时，开关K1控制照明灯Y，同时变压器B1的次级输出15V交流电，经D1~D4整流全波后，经D5和R2向12V蓄电池充电，此时继电器J1得电动作，其常闭触点J1-1断开，则J1-1右侧电路均不工作，常开触点J1-2闭合，Ls无电流通过；
当供电中断时，继电器J1失电，J1-1闭合，蓄电池12V直流电经J1-1、R3、D6、R4向晶体管BG1提供偏流，BG1导通则使继电器J2动作，接触器J2-1闭合，12V直流电经R5、R6、BG2、BG3、和B2组成的震荡电路产生高频震荡后，由B2的次级端Ls输出高频高压来点亮灯管。开关K2用来控制灯管Y在应急状态的开与关。如果蓄电池电压降低到低于D7的击穿电压时，继电器J2即停止工作，J2-1断开，荧光灯Y熄灭，从而限制了电池的放电终止电压不低于规定的数值，以保护电池的寿命。
图 九
根据此原理，可以看出，带蓄电池的灯具必须电源断电才可以点亮，如图10所见：
图 十
平时KM接触器闭合，消防灯具充电，火灾时，利用消防信号打开KM，灯具供电停止，启用内部蓄电池供电，实现火灾时消防强制点亮的功能。但是此设计也存在问题，火灾时切除正常电源，不满足二级乃至一级的供电等级，是否满足规范要求？咨询过消防部门，得到的答案也很模糊。这个问题只能既希望于各部门沟通解决，也希望消防灯具厂家能多考虑设计规范要求，设计出更完善的照明产品。
5、选用带蓄电池的应急照明灯作为应急照明主器件，并采取分别来自变电所两台变压器电源干线的两路电源，经就地双电源自动切换控制箱，对应急照明灯进行供电。 应急照明灯的控制方式为：平时光源常闭、灯具处于浮充电状态：当正常照明因故失电时，自动点亮。由于应急照明电源是通过双电源自动切换控制箱提供的，当正常电源失电时，备用电源将自动切换投入，因此实际加载于应急照明灯的外电依然存在，只是换了另一路电源而已，应急照明灯当然无法自动点亮。
6、按防火分区设置消防配电箱；
根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008.13.9.2条规定，一般建筑（住宅除外）都应按防火分区设置消防配电箱；
根据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011.9.3.1条文说明的规定，建议住宅建筑每4~6层设置应急照明消防配电箱；
7、消防灯具安装高度及间距问题：
根据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008.13.8.4条规定，疏散诱导照明灯中安全出口灯一般距门上口０．２m壁装，可暗装或明装，但同一工程中应统一。疏散指示灯在狭窄走廊、通道及楼梯转角处大都采用距地1.0m以下暗装或明装，间距不超过20米，如图十一所示；
在大厅、敞开式通道宜采用距地不大于２.５m的吊装方式（链吊或管吊）安装，灯具为双面灯。
有些商业建筑，因场地问题，无法2.5米以下吊装，可以考虑埋地安装，但是要保证电源型标志的间距不大于5米，蓄光型标志不大于3米。
图 十一
8、消防应急灯具的选择问题：
火灾应急照明特别是疏散指示的光源必须能够瞬间点亮，例如白炽灯、快速启动的荧光灯、高频荧光灯、小功率卤钨灯等。在某些高大空间的场所，如影剧院、商场、仓库等的设计中，个别设计人员为了将火灾应急照明作为备用照明的一部分，与一般灯具求得一致，而选择用金属卤化物灯作为火灾应急照明光源，这其实是错误的。因为金属卤化物灯属高强度气体放电灯，其灯丝从冷态到全辉度需要4~8min，点亮时突然停电也需4~5min冷却后才能再次启动，所以不能满足瞬间点亮的要求。
四、结语
随着科技的进步和社会化功能的需要，单体建筑的面积越来越大，建筑高度越来越高，聚集的人员越来越多。一旦建筑物发生火灾，在正常电源被切断时，如果没有事故照明和疏散指示标志等应急照明灯具，受困人员往往因找不到安全出口而发生拥挤、碰撞、摔倒等现象。尤其是高层建筑、影剧院、礼堂、歌舞厅等公众聚集场所发生火灾后，由于人员拥挤，对场所情况不熟悉，更是极易造成较大的伤亡事故。所以良好的应急照明系统是一个相当重要的安全设施，是建筑物内人员的安全和及时疏散的前提，并有利于救援工作的顺利进行，从而最大限度地减少人员的伤亡与降低财产的损失。
应急照明在人们日常生活中起着很重要的作用，给我们的人身安全带来很大的保障，做好每类建筑的应急照明会给我们带来很大的方便。同时在设计整个应急照明系统时候需要我们不断的完善，解决设计中的问题，使的系统能够正常安全的发挥其作用。在設计过程中，我们要熟练的运用各种规范，使得我们在设计过程中减少错误，同时合理经济的设计。
以上是工作中发现的一些问题及想法，愿与大家共同探讨。
参考文献
[1]北京照明学会照明设计专业委员会编.照明设计手册(第二版). 北京 ：中国电力出版社，2006.484~S87。
[2]民用建筑电气设计规范.JGJ16-2008.195~198。
[3]住宅建筑电气设计规范.JGJ242-2011.64。
[4]消防应急照明和疏散指示系统.GB17945-2010。