《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018对消防应急照明的设计做了详细规定,很多做法与传统理念不同,其中增加了在非火灾状态下使用消防应急照明的规定,该做法属于新要求,产品标准无规定,目前业界做法不统一,其合理性也备受质疑。电力仪表从必要性、可行性、经济性几个方面做简要论述。
1、规范规定及解读
1.1规范规定
第3.2.4条规定:“系统应急启动后,在蓄电池电源供电时的持续工作时间应满足下列要求:……(略);5 本条第1款~第4款规定的场所中,当按照本标准第3.6.6条的规定设计时,持续工作时间应分别增加设计文件规定的灯具持续应急点亮时间。……(略)”。
第3.6.6条规定:(集中控制型系统) “在非火灾状态下,系统主电源断电后,系统的控制设计应符合下列规定:1集中电源或应急照明配电箱应连锁控制其配接的非持续型照明灯的光源应急点亮、持续型灯具的光源由节电点亮模式转入应急点亮模式;灯具持续应急点亮时间应符合设计文件的规定,且不应超过0.5h。……(略)”。
第3.6.7条规定:(集中控制型系统)“在非火灾状态下,任一防火分区、楼层、隧道区间、地铁站台和站厅的正常照明电源断电后,系统的控制设计应符合下列规定:1为该区域内设置灯具供配电的集中电源或应急照明配电箱应在主电源供电状态下,连锁控制其配接的非持续型照明灯的光源应急点亮、持续型灯具的光源由节电点亮模式转入应急点亮模式;……(略)”。
1.2条文解析
结合第3.2.4条、第3.6.6条和第3.6.7条的规定可以得出以下几点结论:
1)非集中控制型系统不增加非火灾状态下蓄电池使用时间;
2)集中控制型系统均应增加非火灾状态蓄电池使用时间,且该时间不应大于0.5h;
3)集中控制型系统的非火灾状态下的工作状态见表1。
表1 集中控制型系统非火灾状态下的工作状态表
从表1可知,序号1为正常情况,序号2要求蓄电池不得放电,序号3和序号4状态相同(与正常照明电源状态无关),都兼做辅助照明,但状态3没有实际意义。
2、必要性分析
2.1 备用照明
备用照明指用于确保正常活动继续或暂时继续进行的应急照明。需确保正常工作或活动继续进行的场所,应设置备用照明。
如果某场所设置了备用照明,非火灾状态下应由备用照明来保证活动正常进行,不必使用消防应急照明;如果某场所不需要设置备用照明,说明该场所的正常活动可以暂停或终止,因此在非火灾状态下也没有使用消防应急照明的必要,暂停活动即可。
相比备用照明,消防应急照明的照度很低,供电时间也很短,直接利用不满足备用照明要求;若按兼做备用照明来设计,则大大提高了消防应急照明的设计标准,并且采用A类灯具难以实现备用照明的照度。GB51309在第3.8.1条也规定备用照明要单独设置,条文说明进一步指出“备用照明不应代替消防应急照明”,反过来讲,消防应急照明也无法代替备用照明。
2.2 负荷等级
消防应急照明一般设置在疏散通道和人员密集场所,而人员密集场所(如商业营业厅)往往设置备用照明。
备用照明均为二级或一级负荷,甚至是一级负荷中的特别重要负荷;走道照明在建筑内也具有较高的负荷等级,在高层建筑和多层重要公共建筑中为二级及以上负荷。
备用照明和走道照明用电一般不低于消防用电负荷等级,很多情况下还会高于消防用电,如多层五星级酒店、三级医院的多层门诊楼等,其走道照明为一级负荷,消防用电为二级负荷,此时,走道照明比消防应急照明供电更可靠才符合常理,非火灾状态下消防应急照明根本没有使用的机会。
对于所有用电都是三级负荷的建筑,说明该建筑规模不大或不够重要,即使断电也不会造成大的损失和混乱,风险可控。消防应急照明采用蓄电池做备用电源是满足一级负荷供电要求的做法,只能说GB51309提高了消防应急照明用电的供电要求,但这并不是非火灾状态下使用消防应急照明的理由。
2.3 供电可靠性
《配电网规划设计技术导则》DL/T5729-2016提出了各供电区域规划目标,供电可靠率(RS-1)见表2,供电区域划分见DL/T5729-2016第4.1.2条,本文摘录几个典型区域帮助理解。
表2 各类供电区域的供电可靠率规划目标
根据中国电力企业联合会2022年7月发布的《中国电力行业年度发展报告2022》统计:2021年,全国供电系统用户平均供电可靠率为99.872%,用户平均停电时间11.26小时/户,用户平均停电频率2.77次/户。
可见,市电供电可靠性已有相当高的水平,若为双重电源供电,可谓万无一失。《供配电系统设计规范》GB50052第4.0.3条规定,除一级负荷中的特别重要负荷外,不应按两路电源同时故障进行设计。
而GB51309考虑了双重电源故障、电池放电后来不及充电、此时又发生火灾的“多重事故”情况,与GB50052的规定相抵触。这类极端事件的概率有多高,危害有多大,需要广泛调研和统计分析,进行风险评估,以论证条文的必要性。
3、可行性分析
3.1 技术方案
规范规定的控制要求在技术上很容易实现,在规范实施后,设备厂迅速跟进,市面上产品很多,都宣称满足规范要求。
目前市面上的集中控制型产品都设置了电源检测模块,正常照明电源信号采用硬线方案,在正常照明箱内预留检测回路,布线量大,施工及后期管理工作量大;建议采用总线方案,正常照明箱设置检测模块,直接接入通信总线,控制逻辑可以在应急照明控制器编程实现。
比如在图集19D702-7第58页方案中,防烟楼梯间设置单独的应急照明配电箱,该应急照明箱需要接入各楼层正常照明电源检测线路,若采用硬线信号,布线量很大,接线繁琐,并且需产品支持这么多信号接入才行。
3.2 不利影响
在非火灾状态下使用消防应急照明,增加了系统设备,控制逻辑更加复杂,进而影响了系统的可靠性。
增加非火灾状态下的蓄电池使用时间后,由于该时间不是固定值(0~30min任意值),蓄电池持续供电时间会有很多组合方式,造成设备选型(蓄电池容量)复杂化,不利于产品标准化,选型不当会留下安全隐患。
4、经济性分析
规范本意是共享资源,降低造价,但是规范的实施方案并不是利用原有系统,而是要增大蓄电池容量,同时增加电源检测线路和相应模块,并没有实现资源共享。
从上文分析知,非火灾状态下没有必要使用消防应急照明,增加了本可不做的系统和设备,必然增加工程造价。
5、实施建议
综上所述,非火灾状态下没有使用消防应急照明的必要,按规范实施不仅增加工程造价,也使得系统逻辑关系更趋复杂,产品质量难以把控,影响系统可靠性,得不偿失。
但是规范是强制性条文,设计必须遵守,否则消防审查和验收都无法通过。针对现状,本文提出以下实施建议:
1)非集中控制型系统不增加非火灾状态下蓄电池使用时间,这是规范明确的。
2)集中控制型系统,建议非火灾状态下蓄电池使用时间尽量短,比如取10min,甚至5min或更短。
3)考虑非火灾状态下使用后,持续供电时间不再是标准值(如设计要求66min),在设备选型时可以采用“功率换时间”的方法。
备注
1、关于备用照明,中建西南院的杨皞和杜毅威两位专家在《建筑电气》2019年第12期《民用建筑备用照明和安全照明设计探讨》一文中对备用照明的定义、设置部位、照度要求、供电方案、控制方式等做了详细论述,请自行查阅。(国标图集《应急照明设计与安装》19D702-7备用照明部分也是西南院的几位专家编写的)。
2、负荷分级详见《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019附录A以及其他专项建筑类规范(如《教育建筑电气设计规范》JGJ310-2013、《商店建筑电气设计规范》JGJ392-2016等),规范名称可参考杨皞先生的文章。本文列举的几种情况均依据上述规范。
3、“功率换时间”的概念和计算方法详见厦门合立道工程设计集团洪友白总工在《建筑电气》2022年第4期《消防疏散照明用集中电源容量计算分析》一文。
4、因技术在不断进步,产品在不断更新,理念也在不断变化,规范条文出现争议在所难免。
本文旨在抛砖引玉,希望业界能统一认识,优化设计,促进标准完善和行业发展。
作者:于留辉
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