【節(jié)能學(xué)院】淺談GB51309實(shí)施后對(duì)于消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)在城市隧道應(yīng)用中的影響

【摘要】：應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于城市隧道、樓宇建筑、地下管廊等各個(gè)方面。當(dāng)隧道這類(lèi)特殊建筑內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)或事故時(shí)，可靠的應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)對(duì)于人員的安全逃生有著重要的作用。隨著GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新規(guī)”）的實(shí)施，對(duì)以往的設(shè)計(jì)方案有著較大的影響，須要進(jìn)行較大的調(diào)整改動(dòng)。本文以新規(guī)實(shí)施前后的兩個(gè)隧道案例（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“A隧道”、“B隧道”）為例，通過(guò)對(duì)兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，剖析新規(guī)在城市隧道中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急照明；疏散指示；集中電源；集中控制；城市公路隧道

1、前言

交通隧道作為城市交通的重要組成部分，在火災(zāi)或事故發(fā)生時(shí)，具有人員疏散時(shí)間短和疏散路徑少，疏散難度與隧道長(zhǎng)度成正比的特點(diǎn)。城市隧道內(nèi)上下班高峰期人員及車(chē)輛較多，除隧道兩端的進(jìn)出口外，無(wú)其他出口。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或事故時(shí)，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(shí)判斷安全疏散路線(xiàn)等因素，造成人員及車(chē)輛疏散困難，甚至?xí)a(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(yīng)急燈具的選擇與布設(shè)等各個(gè)方面，對(duì)應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)進(jìn)行了更加合理和詳細(xì)的規(guī)定，對(duì)于城市隧道這類(lèi)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(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到實(shí)際的隧道應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，是工程設(shè)計(jì)人員及建設(shè)各方面都應(yīng)面對(duì)的挑戰(zhàn)。

2、新規(guī)對(duì)隧道設(shè)計(jì)的主要影響

“新規(guī)”能更好地保護(hù)疏散及消防人員的人身安全，以及合理地減少事故過(guò)程中發(fā)生二次電氣災(zāi)害的因素，要求設(shè)置在距地面8m及以下的燈具應(yīng)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(shí)，為了減少因集中電源出現(xiàn)故障，出現(xiàn)大范圍的應(yīng)急燈具無(wú)法工作，要求集中電源額定輸出功率不應(yīng)大于5kW。

城市隧道作為城市交通的重要組成部分，相對(duì)于樓宇等建筑，隧道具有規(guī)模大、線(xiàn)路長(zhǎng)、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、人流車(chē)流量大，且受地形氣候影響大等特點(diǎn)。如何在這些前提下保障集中電源的壽命、控制路線(xiàn)壓降、減少增設(shè)的設(shè)備對(duì)隧道主體的影響等問(wèn)題，均需在設(shè)計(jì)過(guò)程中統(tǒng)籌考慮。

3、新規(guī)執(zhí)行前后，城市隧道應(yīng)急照明方案分析

新規(guī)執(zhí)行前，城市隧道應(yīng)急照明方案

A隧道為四洞雙向兩車(chē)道，平均洞長(zhǎng)500m，隧道機(jī)動(dòng)車(chē)道采用瀝青路面，路面寬度11.75m，屬于二類(lèi)隧道。本隧道于“新規(guī)”執(zhí)行前實(shí)施，隧道應(yīng)急照明燈具及疏散指示標(biāo)志均采用AC220V的B型燈具，其中，應(yīng)急照明燈具采用LED30W燈具，疏散指示標(biāo)志燈具采用LED5W，應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)或主電電源斷電后，由隧道洞口配電房?jī)?nèi)B型集中電源EPS供電。在常規(guī)工況下，應(yīng)急照明燈具兼作普通照明，當(dāng)正常照明出現(xiàn)故障時(shí)兼作備用照明，當(dāng)應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)作為應(yīng)急照明。應(yīng)急照明燈布設(shè)位置及方式與普通照明一致，普通照明每7m布設(shè)一組，應(yīng)急照明每35m布設(shè)一組。應(yīng)急照明燈具與疏散指示標(biāo)志燈具由隧道主體內(nèi)低壓配電洞處，內(nèi)設(shè)雙切開(kāi)關(guān)的應(yīng)急照明配電箱供電。應(yīng)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(duì)應(yīng)的0.4kW母線(xiàn)。當(dāng)市電電源或線(xiàn)路故障時(shí)，改由配電房處集中電源EPS作為應(yīng)急照明電源，為應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志燈具供電。該隧道全線(xiàn)設(shè)洞口配電房1座，并設(shè)1組10kW集中電源EPS于配電房?jī)?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(yīng)急照明集中電源，此方案的主要優(yōu)點(diǎn)有：

（1）采用220V電壓等級(jí)，同等電壓損失情況下，電纜配電距離長(zhǎng)、供電半徑大，可達(dá)500-600m；

（2）采用統(tǒng)一的電壓等級(jí)，應(yīng)急照明燈具在非應(yīng)急情況下，可兼作其他照明燈具功能，燈具預(yù)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(yīng)急照明EPS設(shè)于配電房?jī)?nèi)，方便管理。而且對(duì)于一些濕度較高的區(qū)域，配電房空間相對(duì)充足，有條件可共享或單獨(dú)設(shè)置除濕設(shè)備，以延長(zhǎng)電池壽命。

當(dāng)然，此方案也存在一些明顯的缺點(diǎn)：

（1）均勻度低：考慮應(yīng)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(yīng)急照明燈具選擇的單燈功率相比單獨(dú)設(shè)置應(yīng)急照明燈時(shí)更大，其布燈間距也更遠(yuǎn)，應(yīng)急照明均勻度相對(duì)低；

（2）故障面影響廣：集中電源供電半徑大，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，若出現(xiàn)電源或配電線(xiàn)路故障，應(yīng)急照明故障面影響較廣；

（3）易發(fā)生觸電事故：應(yīng)急燈具及末端路線(xiàn)電壓均為AC220V，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，疏散及消防人員碰觸漏電線(xiàn)路及設(shè)備時(shí)，發(fā)生觸電事故概率高。

新規(guī)執(zhí)行后，城市隧道應(yīng)急照明方案

B隧道四洞雙向兩車(chē)道，平均洞長(zhǎng)582m，機(jī)動(dòng)車(chē)道采用瀝青路面，路面寬度14.5m，為二類(lèi)隧道。交通隧道中的短隧道、中隧道配電房一般設(shè)于隧道的井出口處，長(zhǎng)隧道及超長(zhǎng)隧道配電房設(shè)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?jī)?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(guān)于設(shè)置消防控制室的場(chǎng)所應(yīng)選擇集中控制型系統(tǒng)，燈具應(yīng)選擇A型燈具等相關(guān)規(guī)定，交通隧道應(yīng)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(yīng)急照明控制器安裝于配電房消防控制室內(nèi)，在隧道各個(gè)配電洞室處，設(shè)置A型應(yīng)急照明集中電源，當(dāng)應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)后，統(tǒng)一為隧道應(yīng)急照明燈具和疏散指示標(biāo)志燈具提供DC36V電源。

在A(yíng)型應(yīng)急照明集中電源內(nèi)應(yīng)設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急照明燈具正常狀態(tài)與火災(zāi)狀態(tài)及其他非正常狀態(tài)下節(jié)電模式與應(yīng)急照明模式的切換。應(yīng)急照明集中電源配置通訊接口，數(shù)據(jù)與控制器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電源、電池組、應(yīng)急燈具的監(jiān)測(cè)、控制以及試驗(yàn)等功能。A型應(yīng)急照明集中電源220V進(jìn)線(xiàn)電源引自帶雙切開(kāi)關(guān)的消防負(fù)荷配電箱出線(xiàn)回路，消防負(fù)荷配電箱內(nèi)設(shè)的雙切開(kāi)關(guān)電源分別取自市電1和市電2變壓器后對(duì)應(yīng)的0.4kW母線(xiàn)。當(dāng)市電電源或線(xiàn)路故障時(shí)，主電電源被切斷，改由集中電源EPS為應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志燈具供電。該隧道全線(xiàn)設(shè)洞口配電房1座，并設(shè)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。

產(chǎn)品選型：

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

（1）應(yīng)急照明單獨(dú)設(shè)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，容量需求更小；

（2）集中電源供電半徑小，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，若出現(xiàn)電源或配電線(xiàn)路故障，應(yīng)急照明故障面影響較?。?/p>

（3）應(yīng)急燈具及末端線(xiàn)路均為DC36V，合理地避免了人員觸電事故的發(fā)生。

同時(shí)，該方案也存在一些新的問(wèn)題出現(xiàn)：

（1）施工難度增加：應(yīng)急照明單獨(dú)設(shè)置后，隧道頂至燈具的縱向穿管增加，燈具安裝點(diǎn)增加，施工難度增加的同時(shí)，也增加了附屬設(shè)施對(duì)隧道內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的影響；

（2）維護(hù)難度增加：受隧道配電方案及線(xiàn)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(shè)置變?yōu)榘凑辗謪^(qū)配電洞單獨(dú)設(shè)置，增加了后期電源檢修和維護(hù)的難度；

（3）防護(hù)性能要求增加：南方氣候相對(duì)潮濕，單獨(dú)設(shè)置于空間較為有限的配電洞內(nèi)，對(duì)集中電源電池的防潮、防腐、防塵等性能要求更高，需進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備采購(gòu)時(shí)對(duì)電源質(zhì)量的管控。

4、結(jié)束語(yǔ)

“新規(guī)”的出現(xiàn)，是以往的問(wèn)題反饋與工程實(shí)踐的重要成果，它結(jié)合了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)做法、標(biāo)準(zhǔn)與理念，經(jīng)統(tǒng)合、協(xié)定后編制而成。規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)會(huì)一直隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的變化而進(jìn)行調(diào)整和變化，持續(xù)保持與時(shí)代的同步性，提高其實(shí)踐性與綜合性。作為工程設(shè)計(jì)人員，應(yīng)積極學(xué)習(xí)各階段頒布的新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自身所學(xué)理論與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)和汲取其中的知識(shí)，能更快的適應(yīng)市場(chǎng)需求的改變，將新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)盡快運(yùn)用于工程實(shí)踐中。