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【摘要】：結(jié)合GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》和工程案例，從系統(tǒng)形式、照度計算及燈具布置、供電容量、配電回路要求、設(shè)備選型及敷設(shè)等方面探討綜合管廊的管廊層和設(shè)備層的消防應急照明系統(tǒng)設(shè)計方案，使應急照明系統(tǒng)更加安全、合理。
【關(guān)鍵詞】：綜合管廊；應急照明系統(tǒng)；照度計算；燈具布置；集中電源；集中控制；供電容量；配電回路
0.引言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的推進，市政地下空間管線越發(fā)的多樣和復雜，綜合管廊應運而生。綜合管廊作為全地下空間構(gòu)筑物，防火分區(qū)較長，疏散通道復雜，當發(fā)生火災時，疏散困難，嚴重威脅檢修運維人員人身安全。合理地設(shè)計消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)顯得尤為重要。下面將結(jié)合工程實際情況，簡析綜合管廊應急照明系統(tǒng)設(shè)計做法，供業(yè)內(nèi)同行參考。
1.系統(tǒng)設(shè)計步驟
綜合管廊分為管廊層和設(shè)備層。管廊層即放置各種市政管線的隧道空間，內(nèi)設(shè)疏散通道；設(shè)備層位于管廊層正上方，用于放置電氣、通風設(shè)備，其一般結(jié)合逃生口、進風口設(shè)置，并在管廊層和設(shè)備層同一位置垂直設(shè)置防火分隔；管廊防火區(qū)間一般不超過200m。
綜合管廊的消防應急照明系統(tǒng)設(shè)計包括：系統(tǒng)類型的選擇、消防應急照明燈具及疏散指示燈具的選擇、系統(tǒng)配電設(shè)計、系統(tǒng)控制設(shè)計等。主要設(shè)計分為以下幾個步驟：①確定系統(tǒng)架構(gòu)及系統(tǒng)配置。②按消防應急照明照度要求進行照度模擬計算，結(jié)合綜合管廊功能特點確定燈具容量及布置方式。③確定疏散指示燈具布置原則。④確定供電及回路設(shè)置要求。⑤確定設(shè)備、線路、敷設(shè)等選型及要求。⑥確定系統(tǒng)控制要求。
2. 系統(tǒng)形式
綜合管廊是將電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體的城市地下隧道空間。根據(jù)GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》第7.5.7條，干線、支線綜合管廊含電力電纜的艙室應設(shè)置火災自動報警系統(tǒng)。根據(jù)GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》第3.1.2條，設(shè)有消防控制室的消防應急照明系統(tǒng)應選擇集中控制型系統(tǒng)。由于管廊內(nèi)應急照明及疏散指示燈數(shù)量較多，同時其內(nèi)環(huán)境潮濕，分散設(shè)置自帶蓄電池燈具，不便于檢修，系統(tǒng)可靠性差，為便于運營檢修維護，一般采用集中電源集中控制型應急燈具。
綜合管廊應急照明用電負荷等級為二級負荷，一般由雙回市政電源供電。根據(jù)GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）10.1.8條和GB 51309-2018第3.8.2條，應急照明系統(tǒng)應設(shè)置雙電源切換箱，由切換箱供電至專用集中電源箱，再由電源箱供電至各艙室應急照明燈具。燃氣艙和非燃氣艙應分別設(shè)置集中電源箱。
集中電源設(shè)置在管廊設(shè)備層，按照防火分區(qū)設(shè)置；應急照明控制器設(shè)置于綜合管廊監(jiān)控室（或分控室）。典型綜合管廊應急照明系統(tǒng)示意圖詳見圖1.
圖1 管廊防火分區(qū)典型應急照明系統(tǒng)示意
綜合管廊高度一般均不超過8m，根據(jù)GB51309-2018第3.2.1條第4款，應急照明燈具應選擇A型燈具。
3. 照度計算及燈具布置
以成都市東部新區(qū)東一線南延線綜合管廊為例，該管廊設(shè)計為四艙（如圖2所示），分別為綜合艙、高壓電力艙、輸水艙、燃氣艙。綜合艙凈尺寸為B（寬）×H（高）=3.0m×3.8m，高壓電力艙凈尺寸為B×H=2.8m×3.8m，輸水艙凈尺寸為B×H=4.2m×3.m，燃氣艙凈尺寸為B×H=1.8m×3.8m。管廊總長4.16km，共設(shè)26個防火分區(qū)（如圖3所示），3座地下變電所，并附設(shè)一座綜合管廊分控室。
圖2 管廊標準橫斷面
圖3 管廊典型防火分區(qū)平面
綜合管廊內(nèi)各個艙室兩側(cè)一般均有管道、支架或支墩，其內(nèi)凈高一般為3~4m。應急照明燈具及疏散指示燈具均安裝于艙室側(cè)壁或支架上，應急照明燈具和出口疏散指示燈具的安裝高度一般為2~2.5m；方向疏散指示燈具安裝高度一般＜1m，也可采用管吊方式安裝在管廊頂部。消防應急燈具安裝見圖4,。
圖4 管廊消防應急燈具布置橫斷面
3.1 管廊層應急照明設(shè)計
成都市東部新區(qū)東一線南延線綜合管廊根據(jù)不同艙室，寬度為1.8~4.2m不等，高度均為3.8m，疏散通道為狹長型，按常規(guī)選擇了光通量為 900 lm、10 W 應急照明燈，按照 10 m 布置間距，模擬計算結(jié)果見表 1。
表1 模擬低照度計算結(jié)果
可以看出，按照新標準要求 10 m 間距布置燈具，常規(guī)的 10 W 應急燈能滿足 GB 50838 - 2015 對管廊內(nèi)疏散應急照明低照度 5 lx 的要求。
3.2 設(shè)備層應急照明設(shè)計
設(shè)備層主要放電氣設(shè)備及通風設(shè)備，其應急照明分為備用照明和消防應急照明。根據(jù)GB51309-2018第3.2.5條及第3.8.1條的要求，配電室等發(fā)生火災時仍需工作、值守的區(qū)域低照度值為1.0lx，同時按照正常照明100%照度值設(shè)計備用照明。設(shè)備層備用照明采用正常照明燈具，在火災時保持正常照度；對于消防應急照明，常規(guī)設(shè)備層建筑面積約100~120m2，采用光通量為 900 lm、10 W 應急照明燈，只需設(shè)置2盞應急照明燈具，低照度值即可＞1. 0 lx。設(shè)備層應急照明布置見圖 5。
圖5 典型管廊設(shè)備層應急照明燈具布置平面
3.3 疏散指示系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)GB 51309-2018第3.2.9條要求，當方向標志燈的標志面與疏散方向平行時，燈具的設(shè)置間距不應大于10m。根據(jù)GB51309-2018第3.2.1條第6款要求，管廊內(nèi)出口疏散指示燈建議采用中型標志燈，方向標志燈采用小型標志燈。
管廊層內(nèi)方向標志燈具采用小型標志燈，布置間距為10m。在疏散口、逃生口及人行出入口等設(shè)置疏散出口指示燈具，安裝于防火門上時，底邊距門框0.2m壁裝；安裝于逃生孔時，底邊距地2.5m管吊。
管廊設(shè)備層因其面積小（＜120m2），單個房間的長寬均小于10m，一般不設(shè)置方向標志燈具；設(shè)備層朝向地面的疏散通道一般為人員逃生孔，需在逃生孔處安裝出口疏散指示燈具，可在逃生孔下壁裝或管吊安裝。
考慮管廊作為純地下構(gòu)筑物，防火分區(qū)及逃生通道距離較長，具備雙向疏散的可能，為了使檢修人員明確所處的位置，并及時了解與疏散出口的間距，建議采用帶有米標的方向標志燈。管廊內(nèi)消防應急燈具布置見圖6.
圖6 管廊應急照明及疏散指示燈具平面布置
4. 系統(tǒng)供電容量
根據(jù)GB 51309-2018第3.3.8條的要求，集中電源額定輸出功率不應大于5kW，集中電源輸出回路不應超過8路；第3.3.6條要求，配接燈具的額定功率總和不應大于配電回路額定功率的80%，A型燈具配電回路的額定電流不應大于6A。GB 51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》第6.2.2條要求，EPS的額定輸出功率不應小于所連接的應急照明負荷總?cè)萘康?/span>1.3倍。
綜上，在滿負荷時，綜合管廊每套集中電源配接燈具額定容量上限為：S燈具≤S總回路×80%=36V×8×6×0.8≈1.38kW。每套集中電源的額定輸出容量上限為：S電源≤1.38×130%≈1.79kW。
按照常規(guī)綜合管廊防火分區(qū)間距不超過200m考慮，每個艙室設(shè)置20盞10W應急照明燈具及22盞1W疏散指示燈具，設(shè)備層設(shè)置2盞10W應急照明燈具及4盞1W疏散指示燈具。則非燃氣艙集中電源配接燈具容量為S=3×（20×10+22×1）+2×10+4×1=690W，集中電源的額定輸出容量為897W；燃氣艙集中電源配接燈具容量為S=1×（20×10+22×1）+2×10+4×1=246W，集中電源的額定輸出容量320W。單回路額定電流為：（10×10+2×10）/36=3.33A。根據(jù)各防火分區(qū)實際所接燈具情況，每套非燃氣集中電源容量建議為0.9kW，在人行出入口和車行出入口等特殊防火分區(qū)可相應大電源容量。
另外，根據(jù)GB50838-2015第7.4.1條第2款要求，集中應急照明電源持續(xù)供電時間不應小于60min。
5. 配電回路要求
綜合管廊應急照明系統(tǒng)配電回路要求如下：
a. 疏散燈具應按照防火分區(qū)、管廊層、設(shè)備層等為基本單元設(shè)置配電回路。
b. 應急照明燈和疏散標志燈不宜接在同一回路出線上。
c. 應急照明配電電壓推薦采用36V。
綜合管廊按照防火分區(qū)配電，供電回路較長，采用36V以下（如24V）電源供電，不易于控制線路末端壓降?；芈穾лd能力需考慮電源輸出額定電流、線纜直徑、末端壓降等因素的影響，考慮到工地現(xiàn)場實際安裝情況，電纜長度還需留有余量。根據(jù)國標圖集19D702-7《應急照明設(shè)計與安裝》第21頁，消防應急燈具端子處電壓偏差允許值可為額定電壓+20%，-20%。
按照供電半徑200m考慮，電纜電壓降百分數(shù)計算公式如下：
Δu%=2ρθ×P×L×100/（U2×S）
式中：Δu%——電壓降百分數(shù)；
ρθ——工作溫度θ℃時導線電阻率；
P——線路功率，W；
L——線路長度，m；
U——標稱電壓，V；
S——線路截面，mm2。
當配電電壓采用DC24V時，S≥2×0.0172×120×200×100/（24×24×20）=7.17mm2，需采用10mm2導線。當配電電壓采用DC36V時，S≥2×0.0172×120×200×100/（36×36×20）=3.19mm2，采用4mm2導線即可滿足要求。
綜上建議管廊應急照明配電電壓采用DC36V，配電線采用4mm2，單回路大容量不超過150W。
6. 設(shè)備選型及敷設(shè)要求
a. 應急照明回路饋出線纜選用電壓等級不低于300/500V銅芯耐火導線，控制通信線路采用耐火線纜或耐火光纖。
b. 綜合管廊應急照明系統(tǒng)饋出線纜宜采用穿鋼管或封閉式金屬線槽明敷方式，鋼管和金屬線槽應涂刷防火涂料；當采用暗敷時，應穿鋼管敷設(shè)，并暗敷在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護層厚度應≥30mm。
c. 控制通信回路可與電源線穿同一保護管或金屬線槽敷設(shè)，控制方式可采用鏈式總線通信，也可采用光纖通信。
d. 綜合管廊應急照明系統(tǒng)設(shè)備應滿足地下環(huán)境的使用要求，防護等級不應低于IP54。
e. 燃氣艙內(nèi)應采用防爆應急照明燈具和電氣設(shè)備，并滿足相關(guān)的設(shè)備保護級別要求。
7. 控制要求
綜合管廊應急照明系統(tǒng)采用集中控制型，應急照明控制器一般放置在管廊監(jiān)控內(nèi)的消防控制室中。正常情況下，綜合管廊內(nèi)的應急照明燈具為關(guān)閉模式；在非火災狀態(tài)下，系統(tǒng)主電源斷電后，應急照明燈具轉(zhuǎn)入應急點亮模式；當火災確認后，應急照明控制器應能按預設(shè)邏輯手動、自動控制系統(tǒng)的應急啟動，根據(jù)火災發(fā)生位置啟動相應防火分區(qū)及相鄰防火分區(qū)內(nèi)的應急照明燈具轉(zhuǎn)入應急點亮模式。
8. 安科瑞應急疏散對應選型
綜合以上設(shè)計與要求，我司對應產(chǎn)品選型如下：
9. 結(jié)束語
本文通過綜合管廊工程設(shè)計實例對應急照明設(shè)計進行了研究，提出了適用于綜合管廊的應急照明設(shè)計做法，為管廊應急照明設(shè)計提供參考。
參考文獻：
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[9]杜成煌. 集中控制消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計簡析.
[10]盧洲、陳峰、杜毅威.《綜合管廊消防應急照明系統(tǒng)設(shè)計簡析》
作者介紹：
安躍強，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為為智能電網(wǎng)供配電。
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