地铁车站消防应急照明及疏散指示系统设计研究

蔡 恒

(华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000)

0 引 言

随着近年来城市的人口规模逐年加大，而地铁作为出行的交通工具之一，地铁车站客流也保持着逐年增长的趋势，因此类似地铁这种封闭空间内如何设计好消防应急照明及疏散指示系统是动力照明设计重中之重。

1 消防应急照明及疏散指示系统架构

地铁车站消防应急照明及疏散指示系统通常采用集中控制型系统(参考GB 51309条款3.1.2)，其系统由应急照明控制器，应急照明集中电源以及消防应急灯或疏散指示标志组成。

位于架构顶层的应急照明控制器设置于车站控制室内，电源取自该区域的消防配电箱(参考GB 51309条款3.3.7)，并与FAS/BAS/通信专业预留相关接口，通过通信干线与各区域内的集中电源联系，对系统实施组织、协调、管理的任务，并可按照预设的逻辑和时序控制来指示应急灯及疏散指示的工作状态；位于架构中层的集中电源箱通常设置于内有气灭房间(如照明配电室或环控电控室)，电源取自该区域的消防配电箱，此外通常还有正常照明配电箱的馈线回路作为市电检测信号与集中电源相连，当发生紧急情况下，400 V切断正常照明配电箱后集中电源会检测到信号掉电，从而开启集中电源点亮应急灯具及疏散指示。集中电源系统位于架构底层的消防应急灯及疏散指示灯通常采用A型直流36 V灯具，设置在设备区车控室，弱电通信机房，照明配电室，环控电控室，环控机房，风道，楼梯间，公共区等区域。

2 设计方案

2.1 根据不同位置确定灯具选型及布置

照度要求：地铁应急照明的照度要求目前有以下5本规范涉及(GB 50016/GB 51298/GB 16275/GB 51309/GB 51348)，综合对比后其本质并无较大差别，通常建议参考51309执行相关照度要求。具体照度对比值详见表1。

表1 各规范照度对比值 单位：Lx

灯具选型：根据地铁土建条件，吊顶安装高度等因素，应急灯具照明安装高度一般在小于3 m，除特殊房间如消防泵房，污水泵房，废水泵房采用三防型灯具外，其余房间采用5 w或10 w壁装/吸顶安装；疏散指示按照转角不大于1 m，直线不大于10 m设计。以上选型是基于满足房间照度要求后，考虑日后维护成本，一次造价后通常选用的选型方案。

灯具布置：灯具及疏散指示应分别在满足疏散照度和最短路径疏散布置，值得注意的是，借用防火分区疏散，在借用区域设双向疏散指示，按最短路径和避险原则疏散，即有防火分区间隔区域的门体上方需要设置采用带“出口指示/禁止入内”功能，即任意一个防火分区发生紧急情况，视情况允许/禁止借用相邻防火分区进行疏散，如图1所示。

图1 防火分区间隔区域疏散指示布置图

在走廊的消防疏散楼梯口应悬挂垂直与疏散口方向垂直的应急标志灯。

疏散楼梯内应布置楼梯楼层指示标志灯(参考GB 51309条款3.2.10)，如图2所示。

图2 疏散楼梯应急照明及疏散指示布置图

风道内应顺着疏散方向在路过的每道门体上方均应布置疏散指示及应急照明灯等，这几处地方往往容易在设计中疏漏。

2.2 根据集中电源容量确定回路

根据防火分区划分回路：在灯具连线中除了在同一个房间内的灯具需在一个回路以及集中电源单根馈线容量不超过6A外，也应当注意防火分区的影响，特别是站厅大端风道与设备区是两个防火分区(防火分区三与防火分区四)的情况应单独设置配电回路；此外，GB 51309中3.3.3.5条款规定“配电室、消防控制室、消防水泵房、自备发电机房等发生火灾时仍需工作的值守的区域和相关疏散通道，应单独设置配电回路。”也应当按要求执行相关规定。

电缆选型：集中电源馈线较为成熟有两线制和四线制，四线制系统架构是在通信二总线的基础上增加独立的直流电源线；二线制是将直流电流和通信信号合并在一组线缆上，同时进行电能和通信数据传输的方式，通过一组双绞线电缆即可实现线路设备的正常运行及启动需求。虽然在管线成本及人工成本方面二线制优于四线制，但在GB 51309中3.6.3条款规定“集中电源或应急照明配电箱与灯具的通信中断时，非持续型灯具的光源应应急点亮、持续型灯具的光源应山节电点亮模式转入应急点亮模式”。一旦两线制灯具的通信线断掉，供电也难以提供，该功能将无法实现。因而二线制可能无法完备地满足GB 51309的要求。各地的地铁主流采用的四线制模式。

四线制电源线采用低烟无卤阻燃耐火B级软电线(WDZBN-BYJ-)，通信线采用低烟无卤信号屏蔽电缆(WDZBN-RYJSP-)，线径根据传输距离与功率综合考虑选型，电源线与通信线穿镀锌钢管共管敷设。

集中电源容量：每个集中电源容量配备有8个回路，每个回路不超过6A，单个回路容量为P=6×36=216 W，单个集中电源额定容量为P额=216×8=1 728 W，考虑到目前的LED灯都是采用恒功率供电方式，端电压下降，则会自动增大电流，基于此原因要求回路配接灯具的额定功率不大于回路额定功率的80%，此要求也变相明确了回路末端的最大电压降允许值为20%，因此实际容量按0.8倍的额定容量考虑为1 382 W。且地铁车站一般以车站中心为界，从配电箱至灯具末端长度一般不超过300 m，因此在小端灯具不多的情况下，厂家一般会提供0.5 kW及1 kW两种规格供选择，设计时应考虑末端灯具用电需求合理的选择集中电源容量，避免造成浪费。

3 消防应急设计中易出问题的几点理解

(1)配电室、消防控制室等发生火灾仍需工作、值守区域，未设置应急照明灯或备用照明的问题。

根据GB 51309第3.2.5及3.8.1条款规定，配电室、消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、消控室等发生火灾时仍需工作、值守的区域，应设置应急照明灯，疏散照明和疏散指示。

重要房间不仅要布置应急灯具，在面积较大时应在每个出入口布置出口标志灯，且在房间过大时可增设疏散箭头指示灯。

(2)《民用建筑电气设计标准》GB 51348—2019第13.6.1条:每一回路应急照明灯具不宜超过25盏;与《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》GB 51309—2018第3.3.5条60盏冲突的问题。

GB 51348中标准规定每一回路灯具数量，主要是为满足导线线径、供电半径及线路压降合理要求。在线路压降要求的前提下，可以根据所用消防应急照明和疏散指示系统产品的技术要求，适当增加每一回路灯具数量。

(3)《建筑设计防火规范》GB 50016—2014(2018版)第10.3.6条，在疏散走道和主要疏散路径的地面上增设能保持视觉连续的灯光疏散指示标志或蓄光疏散指示标志;《消防应急照明和疏散指示系统技术规范》GB 51309—2018第3.2.1条2款，不应采用蓄光型指示标志替代消防应急标志灯具，保持视觉连续是否不能采用蓄光疏散指示标志的问题。

GB 50016与GB 51309均是现行有效的技术标准，但在GB 51309第3.2.1条的条文解释中对不能采用蓄光型标志牌替代标志灯的原因作了如下解释：蓄光型标志牌是利用储能物质吸收环境照度发光的产品，表面亮度较低，且亮度的衰减较快。一般很难保证设置场所的日常照度始终达到蓄光型标志牌储能所需的照度条件，从而很容易导致在火灾条件下其标志的亮度根本无法引起疏散人员的视觉反应，无法有效发挥其疏散指示导引的作用，因此不能釆用蓄光型标志牌替代标志灯。

因此设计应注意:需在疏散走道和主要疏散路径的地面上増设能保持视觉连续的疏散指示标志时，该疏散指示标志应釆用灯光疏散指示标志。此外，《民用建筑电气设计标准》GB 51348—2019第13.2.3条3款规定，当地面上设置能保持视觉连续的疏散指示标志时，蓄光疏散标志只能作为灯光疏散指示标志的补充。

(4)关于集中电源和应急照明配电箱设置数量问题

GB 51309第3.3.8条款2中解释要按防火分区划分情况设置集中电源，在第3.3.7条款2，2)中说明“人员密集场所，每个防火分区应设置独立的应急照明配电箱;非人员密集场所，多个相邻防火分区可设置一个共用的应急照明配电箱”在地铁中设备区虽然属于非人员密集区，但是考虑到应急照明配电箱的电源可能是从二级或三级配电箱引过来的，加上自身这一级，对末端设备来说就是第三级或第四级配电了，此时供电可靠性较低，不建议将多个相邻防火分区共用一个应急照明配电箱。应急照明配电箱的电源为两路不同电源组成的一级负荷，则理解可以共用应急照明配电箱。同理，由于集中电源配电箱的电源除来自消防负荷配电箱外，还内置了蓄电池，可靠性非常高，对末端设备来说，可以认为是第一级配电，因此在相邻的几个防火分区也可以共用一个集中电源。

4 结 语

消防应急照明设计是电气设计过程中极为重要的一环，不仅关系着消防验收是否能审核通过，更关系着紧急情况下人员能否安全疏散，GB 51309自实施以来，在地铁电气设计中广泛的传播并应用到图纸中，设计过程应及时注意与各专业的沟通并充分核算照度与疏散方向，深入理解条文，以确保图纸合规，合理的完成。