甲類生產廠房應急照明和疏散指示系統(tǒng)的設計問題解析

更新時間：2023-10-25

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【摘要】：文章結合電氣設計項目實踐經驗，分析了甲類生產廠房消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)設計中照明燈和標志燈的設置、疏散走道和疏散通道的規(guī)劃、集中控制型系統(tǒng)類型的選擇、電壓等級的選擇中存在的問題，總結了相關經驗，可以為同類工程提供參考。

【關鍵詞】：甲類生產廠房；消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)；防爆

1?引言

《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》（GB51309—2018）[1]（以下簡稱“《應急照明標準》"）實施至今已經有3年多的時間。在這期間，設計人員和審圖專家按照新標準，同時結合其他現(xiàn)行規(guī)范和標準，對實際項目中的消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)（以下簡稱“消防照明指示系統(tǒng)"）進行設計和圖審，但仍然有存疑的地方。文章結合實際參與電氣設計的項目的經驗對相關問題展開研究。

1研究背景

1.1工藝流程

酒石酸/磷酸泰樂菌素提取車間（以下簡稱“提取車間"）以酒石酸/磷酸泰樂菌素發(fā)酵液為原料，經酸化過濾、萃取、反萃、精制中和、噴霧干燥得到酒石酸/磷酸泰樂菌素產品。提取車間溶媒介質為醋酸丁酯，醋酸丁酯屬于酯類且為甲B類可燃液體，醋酸丁酯的爆炸性混合物分級和分組見《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058—2014）[2]附錄C表C，

如表1所示。

1.2建筑概況

提取車間于2019年10月進行電氣設計。建筑面積為6027.45㎡，地上4層，建筑總高度為23.8m，整個建筑物分為3個防火分區(qū)，火災危險性為甲類生產廠房。建筑環(huán)境為中等腐蝕性環(huán)境和爆炸危險環(huán)境2區(qū)，主要爆炸危險介質為醋酸丁酯（ⅡA，T2），提取車間為非人員密集生產場所。

2主要設計內容和存在的問題

2.1照明燈和標志燈的設置

對于實際項目中消防照明指示系統(tǒng)的照明燈和標志燈（出口、方向、樓層）的設置，設計人員和審圖專家都有自己的見解。部分設計人員認為應該參考《建筑設計防火規(guī)范（2018年版）》（GB50016—2014）[3]（以下簡稱《火規(guī)》），而結合實際應該參考《應急照明標準》，理由如下：

（1）在修訂和實施時間上，后者較新。

（2）在照明燈和標志燈的設置上，《火規(guī)》中列出了大的框架但范圍不明晰，讓設計人員不能明確領會。

例如，《火規(guī)》第10.3.1條規(guī)定：“民用建筑、廠房和丙類倉庫的下列部位應設置疏散照明"，第10.3.5條規(guī)定“高層廠房（庫房）和甲、乙、丙類單、多層廠房，應設置燈光疏散指示標志"。此兩條的條文解釋提到“對于本規(guī)范未明確規(guī)定的場所或部位，設計師應根據實際情況，從有利于人員安全疏散需要出發(fā)考慮設置疏散照明"“具體設計還可結合實際情況，在規(guī)范規(guī)定的范圍內合理選定安裝位置"?！稇闭彰鳂藴省返谋?.2.5和第3.2.8～10條中關于照明燈和標志燈的設置相對詳細且明確，設計人員按規(guī)范要求執(zhí)行即可。規(guī)范的不嚴謹、不明晰會讓設計人員、審圖專家和業(yè)主三方產生不必要的困擾。本著“預防為主，防消結合"的消防工作方針，設計人員和審圖專家按照規(guī)范和條文解釋的要求，根據項目的實際情況，從有利于人員安全疏散需要出發(fā)設置的疏散照明的范圍，但這大概率會超出規(guī)范要求，這會讓業(yè)主誤認為設計人員過度解讀規(guī)范從而過度設計，更會因為經濟造價的問題提出異議。而當規(guī)范嚴謹且明晰時，三方可就規(guī)范論事，能很大程度上避免以上問題。

提取車間為非人員密集生產場所，依據《應急照明標準》表3.2.5中Ⅱ-1、Ⅳ-1、Ⅳ-6和第3.2.8～10條，需要在車間內相應位置設置照明燈、出口標志燈、方向標志燈、樓層標志燈；車間內疏散走道照度設計值不低于1lx，疏散樓梯間照度設計值不低于5lx。

2.2疏散走道和疏散通道的規(guī)劃

因工藝流程的復雜性、連貫性，提取車間內設備的數(shù)量和種類繁多、布置緊湊（提取車間西側一層布置64個儲罐、38臺機泵、10臺離心機；東側一～四層通高布置2臺噴霧干燥塔，其中二層布置4個儲罐、2臺機泵）。

按照《應急照明標準》的要求，需要在疏散走道和疏散通道設置照明燈和標志燈。工業(yè)建筑生產場所內的疏散走道和疏散通道的規(guī)劃是一個難點，電氣設計人員不能僅憑建筑、工藝條件，結合自己的主觀猜想進行規(guī)劃，這是不嚴謹?shù)?。電氣設計人員需要和建筑專業(yè)、工藝專業(yè)、業(yè)主充分溝通，合理規(guī)劃疏散走道和疏散通道，在合適的位置設置照明燈和標志燈。

2.3集中控制型系統(tǒng)類型的選擇

《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50116—2013）[4]第3.4.1條規(guī)定：“具有消防聯(lián)動功能的火災自動報警系統(tǒng)的保護對象中應設置消防控制室"。提取車間是廠區(qū)中的一個單體，需要將整個廠區(qū)視為一個保護對象，故在廠區(qū)中設置消防控制室，在提取車間內不再設置。又因提取車間火災危險性為甲類生產廠房，故在車間內設置火災自動報警系統(tǒng)。

《應急照明標準》第3.1.2.2條規(guī)定：“設置火災自動報警系統(tǒng)，但未設置消防控制室的場所宜選擇集中控制型系統(tǒng)"，國家建筑標準設計圖集《應急照明設計與安裝》（19D702-7）第5頁第2段提及：“消防控制室所管轄范圍內且設置火災自動報警系統(tǒng)的建筑均應采用集中控制型系統(tǒng)"，故提取車間選擇集中控制型系統(tǒng)。集中電源集中控制型系統(tǒng)、分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖可參考國家建筑標準設計圖集《應急照明設計與安裝》（19D702-7）第15、16、19頁。

2.3.1集中電源集中控制型系統(tǒng)

（1）將集中電源設置于配電室或消防控制室，因廠區(qū)占地面積大、車間多、配電線路的供電距離較長、壓降損耗大，為保證配電線路末端燈具電壓正常，需增大配電線路線徑，這會導致工程中部分耗材增加，造價增高。

（2）《應急照明標準》第3.3.8條規(guī)定：“集中電源額定輸出功率不應大于5kW"“輸出回路不應超過8路"。廠區(qū)車間不僅數(shù)量多，而且每個車間的使用功能、工藝流程和建筑概況均有不同，各車間內設置的應急照明燈和標志燈的數(shù)量也不相同，因此各個車間需要由配電室或消防控制室引入的配電線路回路數(shù)不同。但可以肯定的是，配電線路回路數(shù)肯定不少，這意味著配電室或消防控制室內設置的集中電源數(shù)量較多，配電室或消防控制室的面積需要加大，這會引發(fā)一個新的問題：集中電源的自備電源大部分是鋰電池或鉛酸蓄電池，需要確定配電室或消防控制室是否同時也為蓄電池室。如果同時也為蓄電池室，該功能房間電氣專業(yè)需按照《電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程》（DL/T5044—2014）（以下簡稱“《直流電源規(guī)程》"）設計?！吨绷麟娫匆?guī)程》第8.1.4條規(guī)定：“蓄電池室內的照明燈具應為防爆型，且應布置在通道的上方，室內不應裝設開關和插座。蓄電池室內的地面照度和照明線路敷設應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《發(fā)電廠和變電站照明設計技術規(guī)定》DL/T5390的有關規(guī)定"，這無疑提高了該功能房間的設計標準。

（3）集中電源集中控制型系統(tǒng)可靠性差，若配電室或消防控制室內集中電源因故障不能工作，整個廠區(qū)的集中控制型系統(tǒng)會隨之故障?？梢詫⒓须娫丛O置在消防控制室內或有人值班的場所，在日常管理和維護檢修上比較便利。

綜上，集中電源集中控制型系統(tǒng)不適合提取車間，提取車間并未采用此系統(tǒng)。

2.3.2分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)

相較于集中電源集中控制型系統(tǒng)，分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護檢修上不能集中在一個場所，操作有不便之處外，當用于正常環(huán)境的車間時沒有其他明顯缺點。然而，提取車間于2019年10月進行電氣設計時，《應急照明標準》剛剛實施不久，市場上還沒有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應急照明集中電源，雖然有一些廠家生產了防爆A型應急照明集中電源，但大多數(shù)沒有經過3C認證，只是過渡型產品，出于安全考慮，提取車間沒有采用此系統(tǒng)。

2.3.3自帶電源集中控制型系統(tǒng)

相較于集中電源和分區(qū)集中電源型兩種系統(tǒng)，自帶電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護檢修上不能集中在一個場所，操作有不便之處外，沒有其他明顯缺點。

通過以上對比，提取車間選擇自帶電源集中控制型系統(tǒng)，按照《應急照明標準》第3.3.7條規(guī)定，提取車間共設置7個A型應急照明配電箱（隔爆型），3個防火分區(qū)及4個封閉樓梯間各設置1個；依據《應急照明標準》表3.2.5中相應條款，在提取車間對應的位置設置自帶蓄電池照明燈（隔爆型）和自帶蓄電池標志燈（隔爆型）。

目前，市場上已經有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應急照明集中電源，提取車間及其他甲類生產廠房可選擇分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)。分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)不管從使用成本還是使用功能上并沒有明顯的優(yōu)劣勢之分，電氣設計人員可任選其一，也可根據業(yè)主的需要選擇相對應的方案。

2.4電壓等級的選擇

依據《應急照明標準》相關規(guī)定，A型應急燈具的額定工作電壓不應大于DC36V。常見的A型應急燈具工作電壓以DC24V和DC36V為主。電壓等級的選取，需從實際項目出發(fā)，計算相關出線回路的電壓損失是否滿足規(guī)范要求。提取車間中，*不利電壓損失的應急照明回路長度為95m，負載功率為77W，線路統(tǒng)一采用2.5m㎡耐火型BV銅導線。依據國家建筑標準設計圖集《應急照明設計與安裝》（19D702-7）第21頁相關計算公式，當選擇DC36V的工作電壓偏差9.32%<20%, 選擇24V時偏差為20.97%>20%.電壓損失為根據以上計算，當選擇DC24V的工作電壓時，無法滿足規(guī)范規(guī)定的電壓損失允許值（±20%）；當選擇DC36V工作電壓時，可滿足規(guī)范要求。

對于小型廠房而言，消防照明指示系統(tǒng)的電壓等級選擇DC24V或DC36V的區(qū)別不大，但對于中大型廠房，其出線線路越長，線路負載越大，不同電壓等級引起的電壓損失會越明顯。如果選擇較低的系統(tǒng)電壓等級（DC24V），為了保證電壓損失滿足規(guī)范要求，需要將線纜截面放大一級甚至兩級，這顯然不符合經濟合理原則。事實上，目前市面上的隔爆型A型應急燈具和集中電源的額定電壓以DC36V為主。不同電壓等級的產品在生產成本上無較大差別，但在適用范圍上，DC36V有更大優(yōu)勢。

3 安科瑞選型產品

綜合以上設計與要求，我司產品選型如下：

應急照明控制器