任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

【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、地下管廊等各個方面。當(dāng)隧道這類特殊建筑內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)或事故時，可靠的應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)對于人員的安全逃生有著很重要的作用。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)》（以下簡稱“新規(guī)"）的實施，對以往的設(shè)計方案有著較大的影響，須要進(jìn)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(jìn)行對比，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

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，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(jìn)出口外，無其他出口。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)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)不能及時判斷安全疏散路線等因素，造成人員及車輛疏散困難，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)等各個方面，對應(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(biāo)準(zhǔn)落實到實際的隧道應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計工作中，是工程設(shè)計人員及建設(shè)各方面都應(yīng)面對的挑戰(zhàn)。

“新規(guī)"能更好地保護(hù)疏散及消防人員的人身安全，以及有效地減少事故過程中發(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，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，相對于樓宇等建筑，隧道具有規(guī)模大、線路長、地質(zhì)環(huán)境復(fù)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(shè)的設(shè)備對隧道主體的影響等問題，均需在設(shè)計過程中統(tǒng)籌考慮。

2.1 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道，平均洞長500m，隧道機(jī)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(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(yīng)急照明燈具兼作普通照明，當(dāng)正常照明出現(xiàn)故障時兼作備用照明，當(dāng)應(yīng)急系統(tǒng)啟動時作為應(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變壓器后對應(yīng)的0.4kW母線。當(dāng)市電電源或線路故障時，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。該隧道全線設(shè)洞口配電房1座，并設(shè)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(yīng)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(dá)500-600m；

（2）采用統(tǒng)一的電壓等級，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(dú)設(shè)置除濕設(shè)備，以延長電池壽命。

當(dāng)然，此方案也存在一些明顯的缺點：

（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)急照明燈時更大，其布燈間距也更遠(yuǎn)，應(yīng)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(zāi)發(fā)生時，若出現(xiàn)電源或配電線路故障，應(yīng)急照明故障面影響較廣；

（3）易發(fā)生觸電事故：應(yīng)急燈具及末端路線電壓均為AC220V，當(dāng)發(fā)生事故時，疏散及消防人員碰觸漏電線路及設(shè)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(yīng)急照明方案

B隧道四洞雙向兩車道，平均洞長582m，機(jī)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(shè)于隧道的井出口處，長隧道及超長隧道配電房設(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(guān)于設(shè)置消防控制室的場所應(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，同時應(yīng)能實現(xiàn)對應(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，實現(xiàn)對主電源、電池組、應(yīng)急燈具的監(jiān)測、控制以及試驗等功能。A型應(yīng)急照明集中電源220V進(jìn)線電源引自帶雙切開關(guān)的消防負(fù)荷配電箱出線回路，消防負(fù)荷配電箱內(nèi)設(shè)的雙切開關(guān)電源分別取自市電1和市電2變壓器后對應(yīng)的0.4kW母線。 當(dāng)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(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志燈具供電。該隧道全線設(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。

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

（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，若出現(xiàn)電源或配電線路故障，應(yīng)急照明故障面影響較小；

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

（2）維護(hù)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(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)性能要求增高：南方氣候相對潮濕，單獨(dú)設(shè)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(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)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(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)會一直隨著科技的進(jìn)步、社會的變化而進(jìn)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(shè)計人員，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)專業(yè)理論與工程設(shè)計實踐經(jīng)驗，學(xué)習(xí)和汲取其中的知識，能更快的適應(yīng)市場需求的改變，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(shè)計防火規(guī)范》[S].

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

[4].GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[S].

[5].李小輝《城市隧道應(yīng)急照明和疏散指示設(shè)計方案分析》[J].江西建材