火灾应急照明的设计及6种控制方式
GB 50034-2013《建筑照明设计标准》第3.1.2条规定：照明分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明，其中应急照明包括疏散照明、备用照明和安全照明。目前，火灾应急照明在建筑工程中广泛应用。火灾应急照明在不同的工程中有不同的设计方法，在同一工程中也存在不同的设计方法。
在民用建筑中所涉及到的火灾应急照明主要包括疏散照明和备用照明。
疏散照明采用的灯具分为疏散照明灯和疏散指示照明灯，疏散指示灯又分为疏散标志灯和安全出口灯。
本文主要探讨几种常规供电方式下的火灾应急照明设计与接通火灾应急照明的各种控制方式。
应急照明的供电方式
应急照明的供电按电源分布可分为市电供电和自备柴油发电机供电;按应急形式又可分为集中电源型和自带电源型。
对于应急照明的多种供电方式，下面列举了三种常规的供电方式：
1、一路市电供电，设自备柴油发电机，应急照明灯具自带蓄电池，简称供电方式一；
2、两路市电供电，应急照明灯具自带蓄电池，简称供电方式二；
3、两路市电供电，仅疏散出口指示灯、疏散指示标志灯自带蓄电池，其余应急照明灯具由市电供电，简称供电方式三。
应急照明的控制方式
1、正常电源(市电)断电后，由灯具自带蓄电池点亮的应急照明灯控制方式。
(1)住宅的封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室和消防电梯间的前室等区域需要设置应急照明，对于设置了火灾自动报警与联动控制系统的住宅，应急照明可采用自带蓄电池灯具，在火灾时由火警系统自动切除应急照明配电箱进线电源，应急照明灯具由自带蓄电池点亮。
对于未设置火灾自动报警与联动控制系统的住宅，考虑到住宅公共通道属于住户比较熟悉的场所且火灾危险性不大，灯具由节能感应开关(红外感应开关或声光控制开关) 自动点亮是一种选项，设计时利用灯具自带蓄电池作为备用电源并达到连续供电时间，以满足应急灯具正常工作的要求。
(2)设计设备用房(如变电所、消防风机房、消防电梯机房等)备用照明时，灯具平时作为普通照明兼火灾时的备用照明，设计时可利用灯具自带蓄电池作为备用电源以满足要求。
应急照明的控制方式一如图1所示。
图1 应急照明的控制方式一
图1中，一般利用单联翘板开关控制应急灯开和关，当市电断电后由灯具自带蓄电池自动点亮应急灯。
应急照明的控制方式一适用于供电方式一、方式二。
(1)对于供电方式一，只有一路市电，第二路电源采用柴油发电机。受限于柴油发电机的起动时间，疏散照明必须加设蓄电池，以满足疏散照明在正常供电电源停止后，转换到应急电源的时间满足JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》第13.8.5条的要求。
(2)对于供电方式二，正常供电电源停止后，由蓄电池供电。
(3)对于供电方式三，因该供电方式不设蓄电池，所以应急照明不存在以上控制方式。
2、常亮应急照明灯的控制方式
除在假日、夜间无人工作而仅由值班或警卫人员负责管理外，疏散照明平时宜处于点亮状态。
一般设计中，考虑到火灾时能让相关人员迅速识别疏散方向和出口位置，把疏散指示灯设计为常亮状态。
应急照明的控制方式二如图2所示。
图2 应急照明的控制方式二
图2中，一般利用市电供电，当市电断电时利用灯具自带蓄电池供电以保持常亮状态。由于常亮不利于节能，故设计时可在光源设计上采取措施，比如采用LED 光源，其功耗一般在2W左右。
控制方式二均适用于供电方式一、方式二、方式三。
下面着重分析利用火灾自动报警系统中控制模块强制点亮应急灯的控制方式。
当确认火灾后，由发生火灾报警区域开始，顺序启动全楼疏散通道的消防应急照明和疏散指示系统，系统全部投入应急状态的启动时间不应大于5s。
因此火灾时，如有设置火灾报警系统，无论现场应急灯处于何种状态，均要求强制点亮应急照明灯。
下面对这种控制方式的两种情况进行探讨。
3、火灾与平时照明兼用的应急灯控制方式
这种照明方式在高层建筑应用广泛，可根据不同使用场所采用不同的接线方式。
▲在公共走道、电梯前室等经常有人走动的场所
应急灯通常接于电源系统中专用回路，可利用单联双控开关来实现火灾时强制点亮应急灯。
应急照明的控制方式三如图3所示。
图3 应急照明的控制方式三
图3中，平时照明时，当双控开关处于L接点时，可开启灯，处于L(E)接点时可熄灭灯;火灾报警系统发现火情后联动控制应急相线L(E)通电，从而确保无论现场照明开关处于何种状态均可使照明灯具处于接通状态。
该方式对于不同的供电方式，有不同的控制方式。
(1)供电方式一。火灾时应急照明灯具电源由正常市电转换到柴油发电机供电，由于发电机的转换设计达不到JGJ 16-2008第13.8.5条要求，所以灯具必须自带蓄电池。在转换过程中由蓄电池供电，当柴油发电机起动后，再转由柴油发电机。
(2)供电方式二。火灾时，如果两路市电任一路仍然有电，则应急照明由市电供电，在两路市电均失电的情况下，再由蓄电池供电。
(3)供电方式三。图3中应急灯具不带蓄电池，火灾时应急照明灯具由市电供电。
(4)供电方式一、方式二、方式三。应急照明的应急电源为柴油发电机或者市电，柴油发电机的供电时间在3h以上，而市电为连续供电，因此以上控制方式满足JGJ 16-2008第13.8.6条对火灾应急照明最少持续供电时间的要求。
蓄电池供电时间的选择满足初装容量，为90min，不用按JGJ 16-2008第13.8.6中消防工作区域需不小于180min来选择。
▲在高层建筑中的楼梯间
从节能角度考虑，高层建筑中人们上下楼主要依靠电梯，但在楼梯间很少走动，而当楼梯灯开启后经常会无人熄灭，造成电力资源浪费，不利于节能。因此，可考虑利用节能自熄开关来控制应急照明灯。
当应急照明在采用节能自熄开关控制时，必须采取应急时自动点亮措施。普通的延时自熄开关(如声光控、红外感应开关没带强启端子) 需加强启继电器，对于灯具自带延时自熄开关的，则需要采购带有强启端子的自熄开关;另外可以配带双灯头的应急照明灯具来满足要求。
通过分析，主要可采用以下三种方式满足规范要求。
(1)对于自带延时自熄开关的应急照明灯具，需带强启端子。应急照明的控制方式四如图4所示。
图4 应急照明的控制方式四
需要注意的是，在采购应急照明灯具时，要求灯具带有强启端子。
图5 应急照明的控制方式五
(2)利用普通延时自熄开关与普通应急灯，需加强启继电器。应急照明的控制方式五如图5所示。
该接线方法在供电方式一、方式二、方式三的控制方式同2.3.1节。
(3)采用配带双灯头的的应急照明灯具，其中一个灯头用于平时照明，另一个灯头为火灾专用。
应急照明的控制方式六如图6所示。
图6 应急照明的控制方式六
图6 中，在平时照明时，利用延时开关来控制普通灯头开关，达到节能的目的;火灾报警系统发现火情后联动控制应急相线L(E)通电，点亮应急照明灯。
如果采用该接线方式，需注意两个灯座要采用不同规格(如用E27和E14)，以避免使用过程中感应灯损坏，物业维修人员直接将应急灯挪至感应灯座使用，造成应急灯座无灯具，火灾时无法使灯具强制点亮。
火灾应急照明设计是一项“细活”，虽然有些差错，但不一定违反强制性条文，一个小小的疏忽，在火灾时也可能酿成严重后果。
一个完善的应急照明系统，可能为逃生者赢得宝贵的时间，相反也可能失去获救的机会。
电气设计人员应以高度的责任感去面对每个工程的应急照明控制系统设计。
