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            應急疏散照明技術的發展和應用

            2017-03-29 131

            摘要:建筑消防應急疏散照明技術是一門涉及建筑火災時人員安全疏散和滅火救援用的消防應急照明和標志燈具產品開發;系統設計、安裝和應用;標準和規范制修訂等項內容的重要建筑防火技術。最近十幾年,隨著科學技術、經濟建設和各項社會事業的迅速發展,消防應急照明技術有了長足發展和廣泛應用。本文將從上述幾個方面論述目前國內外建筑消防應急疏散照明技術發展和應用情況。

              關鍵詞:消防應急燈具 光源 光源照度 場致發光器件 疏散走道 自帶電源 集中電源 子母電源 安裝間距 低位照明

            1 導言
              建筑消防應急疏散照明技術是一項受到各國重視、有多年發展歷史和必不可少的涉及建筑火災時保證人員生命安全的重要救生疏散技術。為了使論題更加醒目和便于將該技術同火場照明技術相區別,本文標題有意使用了“建筑”和“疏散”兩個修飾性限定詞。消防應急燈具 (國外稱之應急燈具)包括照明和標志燈具,在實際應用中,分為持續工作型和非持續工作型。近十幾年,特別是近幾年,隨著照明技術的迅速發展,高大而復雜的智能建筑日益增多,消防應急照明法規和標準不斷健全和完善,消防應急燈具產品品種不斷增多,性能不斷改進,技術水平有很大提高,得到了廣泛的應用和發展。
              目前,國內外生產使用的消防應急燈具有多種多樣。按其用途劃分,有消防應急照明燈、消防應急標志燈和消防應急照明標志燈三種;按其功能劃分有單功能(照明或標志)或多功能(照明和標志)消防應急燈;按其工作方式劃分有持續工作型和非持續工作型;按其應急供電方式劃分有自帶電源型、集中電源型和子母電源型(國外稱之復合型);按其應急工作實現方式劃分有獨立控制型、集中控制型和子母控制型(國外稱之復合型);按其安裝高度和使用方式劃分有高位安裝型(國外稱之架空型)、低位安裝型和高低位復合安裝型;按其應急供電和控制方式劃分有自帶電源獨立控制型(也稱作單體燈)、自帶電源集中控制型、集中電源獨立控制型、集中電源集中控制型、子母電源獨立控制型、子母電源集中控制型和子母電源子母控制型等七種。
              目前,消防應急燈具采用的光源為熒光燈、白熾燈、場致發光器件、光致發光材料和LED等 。

            2 發展和應用

              1)發展概況
              目前,歐美等國建筑消防應急疏散照明技術發展較早、較快,處于領先地位,上述各種燈具和光源已被大量生產和廣泛應用。我國雖起步晚,但發展也很快。目前,國內有200多個企業生產消防應急燈具,自1993年以來,國家消防電子產品質量監督檢驗中心先后受理了150 個左右企業400余個型號產品的檢驗,產品主要技術指標已達到國外先進水平,但產品質量、性能和品種同發達國家相比還有一定的差距,有待改進。另外,工程設計也存在造價高、施工難、控制不靈等問題,有待解決?,F在,自帶電源獨立控制型消防應急燈具是我國的主要應急燈具產品,占市場總額的80%;發達國家在大工程中廣泛使用的集中電源集中控制型消防應急燈具,在我國僅有十幾家企業生產,產品數量僅占總量的百分之十幾,供不應求;自帶電源集中控制型、子母電源獨立控制型、子母電源集中控制型和子母電源子母控制型消防應急燈具產品在我國尚無成熟產品,不能滿足實際需要,產品結構不合理問題急待解決。

              2)新發展
              近幾年,消防應急照明技術的新發展有以下幾點:
              (1)集中控制型消防應急燈具產品在市場上的份額逐年擴大,呈上升趨勢。集中控制型消防應急燈具包括自帶電源集中控制型、集中電源集中控制型和子母電源集中控制型三種消防應急燈具,特別適用于智能建筑,具有便于集中管理、用戶自查、消防監督檢查、延長燈具壽 命、提高應急疏散效能等優點,在建筑智能化管理水平不斷提高的今天,深受歡迎,其中,集中電源集中控制型消防應急燈具最受大工程歡迎,同樣具有很好的發展前景。
              (2)標志燈的光源技術趨于多采用場致發光器件和LED光源和少采用熒光燈、白熾燈光源。在前后這兩種光源中,發達國家是前者多于后者;而我國是前者少于后者,這是一個差距,今后的發展趨勢是前者的使用將遠遠多于后者,甚至會取代后者。原因是場致發光器件和LED 類光源標志燈具具有節能、美觀、表面亮度和勻光度都易控制等優點。場致發光是一種使用熒光粉而不是用熱發光的固態現象,是1936年由在居里夫人的巴黎實驗室工作的喬治·優斯特里安發現的,然而,僅在最近被發展成替代傳統照明方法的高新照明技術方法,有人預料,采用場致發光絲的新技術不久將廣泛用于建筑照明和應急照明的標志,特別適用于疏散走道的低位導向系統,其耗電極低,僅1W/1000米場致發光絲,具有廣闊發展前景。近幾年,國際上還開發出新型固體平板化光源場致發光器件,是在特制導電玻璃、塑料或搪瓷導電屏表面涂發光粉,再鍍上數層金屬導電薄膜和從導電屏及金屬導電膜各引出一條導線做成,其壽命可達一萬小時以上,其標志燈具耗電量按發光面積平方米計算,為熒光燈標志燈具的1%,并具有安全可靠、結構緊湊和體積小的特點。
              (3)目前,歐洲有許多廠商生產的由內部反光鏡和復雜光線控制器組成的稱作“歐洲光源”的新的應急照明燈具是消防應急照明技術的又一個新發展。該燈具具有照度強、安裝簡便、工程用量少、節省電纜、安裝時間和工程造價等許多優點。
              (4)消防應急照明系統自動檢驗技術將得到普遍應用。手動檢驗方法既慢又費時費錢,對于大型建筑內的大型系統來說,更是如此。為此,新的歐洲標準EN50172規定大型建筑內應設置應急照明自動測試系統,檢查應急照明電源的蓄電池充、放電情況、燈管性能等,同時還 可通過網絡系統與建筑管理系統相接,使用戶通過PC機操作取得檢驗結果,并可將檢驗結果打印保存。這一規定說明系統自動檢驗技術的重要性。另外,歐洲也有個別廠家生產手持式照度計,供安裝人員和用戶檢查燈具照度使用等。這些檢驗技術的出現和應用也是消防應急照明技術的一個新發展。
              (5)開展應急照明燈具性能測試研究,提供科學的安裝間距數據。燈具安裝間距是系統設計、安裝中首先要解決的一個技術問題,是與燈具的光輸出量和有效分布光的性能有直接關系,對設計有效的應急照明系統和比較不同廠家照明燈具性能都有重要用途。目前,歐洲標準 化委員會CEN169WG7工作組在開展此項工作,英國應急照明燈具廠商通過應急照明工業委員會為該工作組完成了應急照明燈具性能試驗并編寫了統一的試驗方法,為編制燈具安裝間距表提供可靠試驗數據,使歐洲任何有信譽的應急照明廠家在向用戶提供產品的同時,也提供一份該產品的安裝間距表,指出水平安裝的照明燈具之間允許的最大橫向和軸向間距,詳見表1英國萬輝公司應急照明間距表(符合英國和歐洲標準)。

            表1 英國萬輝公司應急照明間距表:

            疏散走道(在走道中心線上的間距)                  防恐慌(開闊)區域
            最小1 lx       最小0.2 lx                 (區域內的任何處)
            高和一般危險處的規定點上  僅永無受阻的走道         最小0.5 lx(任何處)通用燈具安裝間距減小

            燈具

            在天棚上的安裝高度米

            燈具正下方照度lx

            橫向至墻

            橫向 間距

            軸向間距

            軸向至墻

            橫向至墻

            橫向 間距

            軸向間距

            軸向至墻

            橫向至墻

            橫向 間距

            軸向間距

            軸向至墻

            Britelite NM

            2.5   2.9

            4.0  11.0  5.5  1.9

            6.9  16.0  9.3  3.7

            3.8  11.2  6.2  1.8

            4.0   1.2

            2.1  10.6  5.2  1.0

            8.6  19.0  11.0  4.2

            3.7  14.1  7.1  1.8

            6.0   0.5

            -   5.2  1.7   -

            8.6  22.0  12.0  4.2

            1.8  16.0  7.6  0.5

            Britelite M

            2.5   2.7

            3.7  10.5  5.1  1.8

            6.8  15.5  9.0  3.6

            3.6  11.0  5.9  1.7

            4.0   1.1

            1.5  9.5  4.8  0.7

            8.2  18.0  9.6  4.0

            3.3  13.8  6.8  1.7

            6.0   0.5

            -    -    -    -

            21.0  21.0  11.4  3.9

            1.1  15.2  7.2  0.5

              (6)低位應急照明安裝技術將得到廣泛應用
              低位應急照明技術是指在靠近地面或地面高度上提供疏散應急照明的一項新的安裝應用技術,與傳統的高位(架空)安裝技術相比,它具有特殊的優點和獨到之處。
              傳統的高位應急照明安裝技術常用于有較高天棚的較大空間和疏散走道的天棚或墻壁距地面有一人高度的位置處,為空間和走道提供均勻的照度,并為走道提供清楚的信息和方向標志,一般采用傳統的持續型應急照明燈具和8瓦充電應急標志燈具。
              然而,在更多的有限空間里,如帶有相對低的天棚的走廊,高位應急照明系統提供的照度往往不如低位應急照明系統,原因是著火時,靠近地面處煙少,氧氣多,便于人的自然疏散反應,即彎腰或匍匐行動;另一方面,低位應急照明系統采用能發出穿透煙的強光的發光二極 管光源、標準的白熾燈模塊和高亮度模塊,可產生理想的局部高照度,使疏散人員更容易識別疏散走道,迅速而安全地找到最終出口,所以,低位照明在火災和其它應急情況下對于人的安全疏散十分重要。另外,發光二極管和白熾燈組合的低位高位復合應急照明系統效果更好,在過去十多年里,被廣泛使用。
              航空工業最先認識到疏散走道內安裝低位導向應急照明系統的好處,并在美國很快被采用,美國保險商實驗室UL曾出版低位安裝的導向走道標志系統的標準,在歐洲,低位應急照明或低位應急標志與高位應急照明的復合在各個公共建筑中的應用十分普遍,并在著手制訂消防 低位應急照明技術標準。
              普遍認為,低位應急照明安裝技術的好處,不僅是它的低維護、低成本和經濟有效的優點,更重要的是它的長期安全和可靠的優點。普遍認為,被視為發明性建筑照明系統的場致發光絲將為照明設計開辟一個全新的世界,特別適合于需要照明的有狹長通道場所的低位應急照 明標志系統,為低位應急照明系統發展和應用帶來新的好處和希望。
              (7)解決塑料燈具的防火安全性能
              應急照明燈具現在廣泛采用熱塑性塑料做電氣配件和光散射板,在實際應用中,曾發生過因熱塑性塑料受熱熔化滴落點燃燈具下邊可燃物引起的火災,所以,應急照明燈具熱塑性塑料配件的防火安全性能是設計選擇燈具應考慮的一個重要因素。為解決這個問題,國外曾對目 前采用的以下幾種燈具的熱塑性塑料光散射板做過耐火試驗:
              透明PMMA聚丙烯板:光散射性好,厚度1~2.4毫米,標稱厚度1.5毫米;
              透明聚苯乙烯板:有理想的光散射性,厚度1.5~3.0毫米,標稱厚度1.5毫米;
              透明聚碳酸酯板:厚度1~3毫米,標稱厚度1.5毫米;
              半透明白色PVC-U板:標稱厚度1毫米;
              PVC光散射板:厚度1.5~3.0毫米。
              試驗表明,PVC-U白色半透明板和透明聚碳酸酯板火災危險性小,而透明PMMA聚丙烯板和聚苯乙烯板火災危險性大。所以,應選擇不燃或難燃熱塑性塑料制作的光散射板等燈具配件。目前,歐洲和國際標準已將應急燈具塑料外殼的阻燃溫度由原來的650℃提高到850℃。
              (8)標準和規范的新發展
              隨著消防應急燈具技術水平的不斷提高,產品品種不斷增多和應用范圍不斷擴大,國際、地區和各國都加強、改進和完善消防應急燈具產品、系統應用標準和規范的制修訂工作。標準和規范新發展的特點是新技術含量大,安裝部位規定更細、多;提高照度要求、檢查試驗要 求、系統控制可靠性要求和應急工作轉換時間要求等。目前,國際和國外可供借鑒和參考的消防應急燈具和系統標準、規范和法令主要有:

              歐洲法令:
              1) 89/654EEC《工作場所導則》,規定工作場所最低安全要求;規定雇主承擔保證工作場所符合應急照明和出口標志要求的法律責任;
              2) 89/106EEC《建筑產品導則》,規定建筑配備應急照明系統要求,包括通用應急照明產品性能和照度的最低標準;
              3) 92/58EEC《安全標志導則》,規定建筑必要的應急出口標志;
              4) 86/666EEC《旅館消防安全建議》等,為歐洲標準和規范提出法律要求和依據。

              國際和歐美產品標準:
              1)國際電工委員會1998年版(1994年版的修訂版)IEC598.2.22《照明燈具特別要求》標準是各國和制修訂產品標準的依據(歐洲等同標準EN60598.2.22;英國等同標準BS4533 Section 102.22《自帶電源的應急照明設備》)
              2)國際電工委員會標準IEC62034Ed1《應急照明自動試驗系統》;
              3)國際標準化組織1987年版ISO6309《消防安全標志》標準(英國等同標準BS5499pt1) ;
              4)歐洲標準化委員會標準EN50171《集中電源系統》;
              5)歐洲標準化委員會標準EN50172-1995《應急疏散照明系統》;
              6)歐洲電工委員會標準CENELEC62-8《集中控制系統產品標準》;
              7)英國標準BS5266-1988《應急照明》;
              8)英國應急照明工業委員會標準ICEL1004《應急照明用的主電源燈具的使用和改進》;
              9)英國標準BS5499pt1、3:1990《出口標志產品標準》;
              10)英國標準BS5499.pt4:2000《疏散走道標志實用規范》;
              11)美國標準UL924:2000《應急照明和電源設備》;
              12)德國標準DIN6750pt1《試驗方法》。

              歐洲設計規范:
              1)歐洲標準化委員會標準CEN/T169WG3N661-1996《應急照明設計規范》;
              2)歐洲標準化委員會規范EN1838pt5《照明應用——應急照明》(英國等同規范BS5166 pt7);
              3)英國應急照明工業委員會ICEL1006-1997《應急照明設計指南》(第二版);
              4)英國應急照明工業委員會ICEL1008-1998《火災危險場所危險評估指南》;
              5)英國標準BS5266pt1:1999《應急照明實用規范》;
              6)英國標準BS5266pt2:2000《低位應急電力導向系統》。
              我國于1993年發布實施行業標準GA54-93《消防應急照明燈具通用技術條件》,并于2000年1月3日發布國家標準GB17945-2000《消防應急燈具》,達到世界產品標準領先水平,但同上述地區和國家相比,我國尚缺乏設計安裝使用規范和規范與標準有效實施的法律規定和要求等,需盡快制定和發布,以滿足實際需要和跟上發達國家的發展步伐。

            3 結束語

              本文重點論述目前建筑消防應急疏散照明技術的新發展和應用,而對消防應急照明燈具的系統設計、安裝、檢驗等使用要求和具體規定未作具體論述。從以上論述中可以清楚看出,建筑消防應急疏散照明技術的發展和應用,已得到了世界許多國家的重視,取得了顯著的成效 。然而,同市場需要和社會、經濟發展要求相比,建筑消防應急疏散照明技術的發展還不能完全滿足現實和未來需要,需要研究和解決的問題還很多。為此,撰寫此文,僅供從事此項工作的專業科技人員參考,起到拋磚引玉的作用。由于自己學識有限,文中難免錯誤多出,衷心期望專家們予以指正。

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