照明及疏散系统课程设计.doc

华北水利水电学院
电气防火课程设计

设计课题：照明与疏散系统
指导老师：高庆敏
设计人员：唐晨辉（200809526）
耿司铎（200809527）
设计日期：20110607——20110617

目录
一 设计概述…………………………………………..3
二 设计说明…………………………………………..3
2.1系统设备………………………………………3
2.2系统图要求……………………………………4
2.3系统工作原理…………………………………5
2.4设计方法与步骤………………………………6
2.5防火要求……………………………………..15
三 参考文献…………………………………………17

一， 设计概述
在火灾发生、电网停电时，供有关火灾扑救人员继续工作和居民的安全疏散而设置的照明，总称为火灾应急照明。它有两个作用，一是使消防人员继续工作，二是使居民安全疏散。在疏散期间，为防止疏散通道骤然变暗就要保证一定的照度，以抑制人们心理上的惊慌和保证安全疏散。同时，还要以显眼的文字、鲜明的箭头指示标志指明疏散方向，这种才用信号标记的照明，叫疏散指示标志。消防应急照明和疏散指示系统，为人员疏散、消防作业提供照明和疏散指示的系统，由各类消防应急灯具及应急照明电源等相关装置组成。在实际建筑工程中，应急照明电源的选择应根据建筑物的层数、规模大小、复杂程度、建筑内停留和流动人员的多少、建筑物内的生产和使用特点、火灾危险程度及建筑物的重要程度，以及其他应急电源的设置情况等等，综合考虑并进行技术经济分析比较，选择出最优的应急照明电源。组合电源方式具有二种以上电源的优点，单方缺点可以互补。虽然投资较大，但由于可靠性高，在高层建筑和一些特别重要的大型建筑中仍普遍采用。
二、 设计说明
2.1 系统设备
消防应急灯具
消防照明灯具
消防应急标志灯具
应急照明电源 柴油发电机组、蓄电池、电力网（任意两种组合，满足双电源要求）
2.2 系统图说明
应急照明和疏散指示系统应绘制系统图。
a）系统图中应包括总电源柜、建筑各层或场所分电箱、配电线路、配电方式、导线型号、规格。
b）如系改造工程应事先了解各层照明配电箱的型号及每台配电箱回路数，按专业规范规定配电箱任一回路安装的灯具不得超过25具。
c）照明配电箱型号规格示例供参考：
XM (R) — 7 — 9 / 2 TH—湿热型
线路代号
回路数9
设计序号7
嵌入式
照明配电箱

注：单相引出回路数有3、6、9、12及2、4路等几种。
d）检查建设方提供的有关建筑图，其安全疏散条件应符合《建规》、《高规》中的有关规定。对不符合规范规定的，应及时向设计委托单位提出，必要时可提供参考建议
。

2.3 系统工作原理
对于火灾应急照明和疏散指示标志可以集中供电，也可以分散供电。对于集中布置的大中型建筑，多采用集中式。总配电箱设在底层，以干线向各层照明配电箱供电，各层照明配电箱装于楼梯间或附近，每回路干线上连接的配电箱不超过3个，此时的火灾事故照明电源无论是从专用干线分配电箱取得，还是从与正常照明混合使用的干线分配电箱取得，再有应急备用电源的地方，都要从最末级的分配电箱进行自动切换。
对于分散布置的小型建筑物，内供人员疏散用的疏散照明装置，由于容量小，一般采用小型内装灯具、蓄电池、充电器和继电器的组装单元。正常电源电压也驱动一个继电器以使应急单元上的灯具失电，一旦正常电源停电继电器失励灯具就从内装的蓄电池得电。
当交流电源正常供电时，一路点燃灯管，另一路驱动稳压电源工作，并以小电流给镍镉电池组连续充电。当交流电源因故停电时，无触点开关自动接通逆变电路，将直流变成高频高压交流电；同时，控制部分把原来的电路切断，而将直流点燃电路接通，转入应急照明，直流供电不小于45min。当应急照明达到所需时间后，无触点开关自动切断逆变电路，蓄电池不再放电。一旦交流电恢复，灯具自动投入交流电路，恢复正常点燃，同时，蓄电池组又急需重新充电。应急白炽灯的直流供电与自控系统与上述过程相同，只是没有逆变部分。持续供电时间大于20min，电压不低于正常电压的85%，故能满足消防要求。

2.4 操作方法及步骤
火灾事故照明的设置场所应为：
a）标称面积在150㎡及150㎡以上的录音室、演播室；
b）标称面积在120㎡及120㎡以上的演播室，多层建筑的观众厅、旅馆的重要厅室、每层面积大于1500㎡的展览厅、营业厅；
c）人员密集且面积大于300㎡的地下室及汽车库等；
d）高层民用建筑的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、商场营业厅等人员密集场所和疏散走道以及病房楼、旅馆、居住建筑内长度超过20m的内走道等；
e）公共建筑的封闭楼梯间、放烟楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室、消防控制室、消防水泵房、排烟机房、空调机房、发烟机房、变电室、通讯机房、大中型电子机房、BMS中央控制室等。
疏散指示标志的设置场所应为：
a）走廊、楼梯间和电梯出入口处
b）电影院、体育馆、多功能厅、礼堂、医院、病房楼以及装有备用照明的展览厅、演播室、地下室、地下停车场、多层停车库等的疏散楼梯口、厅室出口和疏散通道；
c）防排烟控制箱、手动报警器、手动灭火装置处等。
通常是在建筑物通向室外的正常出口和应急，多层和高层建筑各楼层通向楼梯间和消防电梯前室的门口，大面积厅、堂、场、馆通向疏散通道或通向前厅、侧厅、楼梯间的出口。
安全出口标志和指向标志的安装位置和朝向：出口标志多装在出口门正上方，门太高时可装在门侧口。为防烟雾影响视觉，其高度以2~2.5m为宜，标志朝向应尽量使标志面垂直于疏散通道界面。对于指向标志可按在墙上或顶棚上，其高度在人的水平视线以下，地面1m以上为最佳。因为烟雾会滞留在顶棚，将指示灯覆盖，使其失去指向效果。
在设计通道疏散照明时，宜用通道正常照明的一部分或者全部，但应有标志。布置时要注意均匀性，距高比，地形变化和照度的要求。要特别注意火灾报警按钮和消防设施处的照度，要是人们容易找到。
图一为疏散通道指示灯设置位置示例。
疏散指示灯的点燃方式分为两类：一类是平时不亮，事故时接受指令而点燃，另一类是平时点燃，兼作平时出入口的标志。无自然采光的地下室、楼内通道与楼梯间的出入口等，需采用平时点燃的方式。事故照明的工作方式分为专用和混用两种，专用者平时不点亮，事故时强行启点；混用者与正常工作照明一样，平时即点亮作为工作照明的一部分。混用着往往装有照明开关，必要时需在火灾事故发上后强迫启点。高层建筑中的楼梯间照明兼作事故疏散照明，通常楼梯灯采用定时自息开关，因此需在火灾事故时强行启点，其接线如图二所示，其中图a是事故强行启点控制回路，图b是事故强行启点一次主回路。
如何满足消防疏散用照明的要求，在高层写字楼通常根据消防疏散的需要将公共照明与事故照明结合起来，应急照明的电源是双路电源，并设有双电源自动投入装置，根据负荷等级的不同设有蓄电池组，正常时充电备用,火灾时市电电源断电，应急蓄电池组供电,并能维持供电20min以上。由消防控制中心发出信号，自动接通应急照明回路，保证人员的安全疏散。考试大论坛
在应急照明的设计上，以往常采用双路电源供电,配合局部设置带镍镉电池灯具的方案，这种方式存在双路电源有一路带电，应急蓄电池不能应急工作，如果考虑平时能控制，并且满足火灾时及时接通事故照明回路还需增设一条应急控制线，使控制线路较繁锁。而分散、数量较多的带蓄电池的应急照明灯具，维护维修工作量比较大，特别是蓄电池的维修替换成本也很高。因而，容易造成带蓄电池的事故照明只是形同虚设。
     设计中改进的应急照明的供电方式，采用每层集中设一双电源带备用蓄电池的配电箱，该配电箱具有双路电源自动投入及备用电池自动投入的功能。此回路可集中控制开、断，当火灾时由消防控制室的信号强行接通，起到应急照明及疏散照明的作用。
应急照明的配电方式如下图：

由各层应急电源配电箱引出的不同回路其控制要求不同。
    a)疏散指示标志灯。其位置设在太平门顶部和疏散走道及其转角处距地面高度1m以下的墙面，采用单应急方式，火灾时由消防控制室发出信号接通。
    b)应急照明回路。该回路的照明平时起正常公共照明的作用，可通过照明开关控制。火灾时能转入应急状态，直接接通应急疏散照明灯具，此时开关处于失控状态，消防应急照明不受开关控制。
    c)一般公共照明回路。此类照明是一般公共照明，不属应急照明，故可不接在带蓄电池的回路，火灾时也不要求立即接通。该类照明接在事故照明配电箱的普通回路可节省单独设置配电箱的费用，不增加蓄电池的容量，管理比较方便。 采集者退散
    d)根据实际工程需要，应急电源配电箱还可以提供消防控制所需要的直流电源。 来源：
    e)对变配电室、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房，供消防用电的蓄电池室、自备发电机房、电话总机房、计算机房及发生火灾仍需坚持工作的重要房间，应单独设置应急电源箱，应急照明应保证平时正常照明的照度。
对于此处位置应保证：
①电源更可靠，三路电源作保证;
    ②控制简化，平时可集中或分散控制，事故时一个信号既可启动全层事故照明回路，比以前控制多路方案简化;
    ③集中蓄电池便于维护维修。
合理选择应急照明电源和控制方式
a）选用消防电源作应急照明电源。消防供电达到一级负荷的场所，应急照明电源选用消防电源，具有电源可靠、经济实惠、环境协调、管理方便、使用维护费用低等优点。疏散走道及楼梯等部位的火灾事故应急照明宜选用消防用电专用供电回路作事故应急电源，用普通灯具作应急灯平时与事故时兼用。设在消防控制、消防泵房、自备发电机房等发生火灾时仍要正常工作的房间的应急照明则应当接在消防电源上。控制方式可采用普通开关和中间继电器并联控制灯的开闭，平时使用中继器常开触点，由普通开关控制灯的开闭，事故状态下通过有关信号使中继器常开点闭合自动打开应急灯。中继器有两种控制方式，一是由火灾报警联动控制系统控制模块触点控制，当发生火灾时通过控制模块使中继器常开点闭合；二是用非消防电源220V控制电源，当发生火灾联动或手动切断非消防电源时，使中继器常开点闭合，这种方式很适合于隐患整改工程。
　　b）选用集中蓄电池作电源。在无消防电源而占地面积大、空间大的场所，应急灯宜选用集中蓄电池供电，通过单独配电线路送到各应急灯，灯具为普通型。集中蓄电池的充电电源为普通电源，发生火灾时电源切断，应急灯工作。
　　c）选用消防电源和集中蓄电池作应急照明电源，其配电线路必须依据有关规范采取可靠的防火保护措施。
　　d）选用带蓄电池的应急灯。对无消防电源和建筑布局及功能复杂的场所应选用带蓄电池的的应急灯，并应按楼层或区域在分区配电箱总开关下设单独控制的专门充电回路，不应与其他照明或插座合用同一回路，以不受正常情况下切断其他电源的影响，保持常充电状态，也利于充放电维护。当发生火灾时，充电电源断开，应急灯自动点亮。对于专用应急灯，应将灯上的开关处于开启状态。即使在有消防电源的场所，二次装修时新增的应急灯由于配电线路难以完全满足防火要求，也应选用带蓄电池的应急灯，同时应注意蓄电池的充电回路必须接在非消防电源上
 这种方式存在的问题是一旦蓄电池组有问题，会影响全层事故照明。因此，搞好平常维护是避免出现事故的有效措施。
标志照明设计时应注意：
a）色彩与亮度：作为一个类型的标志灯具，硬是颜色统一，并且应为通用颜色。如在《安全标志》（GB 2894-82）中，禁止类标志用红色，提示类标用绿色，警告类标用黄色。应急灯多用白炽灯作为光源。
b）控制方式：各疏散通道上的诱导灯均直接连接到消防控制中心的控制器上，当有火情时可手动操作开关，点亮有关诱导灯指示人员疏散。
c）图形与文字：标志灯上一般都具有所传递信息的符号，可用图形或文字表达。注意图形表达的含义要准确，最好采用国家标准局正式公布的图形，汉字一定要用国家文字改革发展委员会公布的标准简化字，书写宜采用铅印体，做到文字使用规范化。
d）视看照明与标志照明尺寸：参照《安全标志》（GB 2894-82）中的一般提示标志的规定，应根据观察距离确定矩形标志灯具的尺寸：
b=0.01414L
a=2.50b
式中 L——最大观察距离（m）；
b——图形短边（m）；
a——图形长边（m）。
对于其他特殊形状和尺寸的标志灯具，应配合室内装修统一设计，其尺寸也需符合《安全标志》（GB 2894-82）标准中尺寸的推算方式：
A=L²/2000
式中 A——安全标志的面积（㎡）；
L——最大观察距离（m）；
应急照明灯的规格建议标准：
应急照明灯规格形式的选择：
应急灯和疏散指示标志设置后必须加强维护管理，否则容易损坏失灵，影响疏散，并增加维护成本。对不同类型的应急照明和疏散指示标志应从以下几个方面加强维护保养：一是对通过消防控制室控制的应急照明，应定期巡检控制模块及中间继电器的功能；对通过非消防电源控制使用消防电源的应急灯，应将控制电源定期切断，以检验中间继电器的性能。二是对带蓄电池的应急灯和疏散指示标志应处于常充电状态，因为标准的应急灯当电池充满时，内部电路能自动转入涓流浮充状态，不会形成过充电。为延长灯具的使用寿命，应每隔3至6个月充放电一次，当放电时间小于30分钟时应更换电池。三是蓄光型疏散指示标志表面应保持清洁，定期更换。

2.5 防火要求
1通用要求:
a）主电源应采用220V/380V，50Hz交流电源。
b）系统内各设备应设有保护接地。
c)消防应急标志灯具的标志应满足有关要求。
d）楼层指示应使用阿拉伯数字为主要标志信息。
e）使用荧光灯为光源的灯具不应将启辉器接入应急回路，不应使用有内置启辉器的光源。
  f）应急照明集中电源的单相输出最大额定功率不应大于30kVA，三相输出最大额定功率不应大于90kVA；逆变转换型应急照明分配电装置的单相输出最大额定功率不应大于10kVA，三相输出最大额定功率不应大于30kVA。
2重复转换性能 系统应能连续完成至少50次“主电状态1min→应急状态20s→主电状态1 min”的工作状态循环。
3电压波动 系统在主电电压的85％～110％的范围内，不应转入应急状态。
4转换电压 系统由主电状态转入应急状态时的主电电压应在主电电压60％～85％范围内。由应急状态回复到主电状态时的主电电压不应大于主电电压的85％；系统电压处在主电电压60％～85％范围内的任一电压时，不应发生继电器拉弧或多次跳动切换状态，非闪亮式的光源不应发生光源闪烁的状态。
5充放电耐久 系统应完成10次“完全充电→放电终止→完全充电”循环的充电、放电过程。末次放电时间不应低于首次放电时间的85％，并满足要求。
6绝缘性能 系统各组成设备的主电源输入端与壳体之间的绝缘电阻不应小于50MΩ，有绝缘要求的外部带电端子与壳体间的绝缘电阻不应小于20MΩ。
7耐压性能 系统各组成设备的主电源输入端与壳体间应能耐受频率为50Hz±1%，电压为1500V±10%历时60s±5s的试验；外部带电端子(额定电压≤50VDC)与壳体间应能耐受频率为50Hz±1%、电压500V±10%，历时60s±5s的试验。各设备在试验期间，不应发生表面飞弧和击穿现象；试验后，应能正常工作。
8气候环境耐受性系统的各组成设备应能耐受住表1所规定的气候条件下的各项试验，并满足下述要求：
  a) 试验期间，系统的各组成设备应保持主电状态；
  b) 试验后，系统的各组成设备应无破坏涂覆现象；
  c) 试验后，系统的各组成设备应能正常工作；灯具的表面亮度和光通量应分别满足要求；
  d) 低温试验后，系统的应急工作时间不应小于90min，且不小于标称的应急工作时间。表1　气候条件试验名称 试验参数 试验条件 工作状态高温试验 温度持续时间 55℃±2℃16h 主电状态低温试验 温度持续时间 0℃±1℃24h 主电状态恒定湿热试验 相对湿度温度持续时间 90%～95%40℃±2℃4d 主电状态。

三、参考文献
《电气防火工程》
《外壳防护等级》
《低压配电设计规范》
《建筑设计防火规范》
《消防电子产品检验规则》
《高等民用建筑设计防火规范》
《安全标志》（GB 2894-82）
《电气消防》