杨容
上海水业设计工程有限公司 上海市 200092
摘要：本文依据现行设计规范及工程实例，对于净水厂（以下简称“水厂”）内的应急照明系统的设计理念进行阐述，结合水厂的特点简单介绍应急照明系统在水厂设计中的应用，包括控制系统、应急电源和应急照明灯具等。
关键词：水厂；应急照明；疏散指示；集中控制
0 引言
2019年3月《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（简称“标准”）规范正式实行，应急照明系统从非系统形式走向由统一系统管理形式，紧接着2019年9月国标图集《应急照明设计与安装》（以下简称“图集”）的发行，补充了《标注》中部分文字无法表达明确的做法和说明，给我们设计人员提供了一个可供选择的参考做法。2020年8月《民用建筑电气设计标准》（简称“民标”）的实行，其中对于消防应急照明系统的设计也进行补充部分，原则上与《标准》保持一致。
1 应急照明和疏散指示系统概述
《标准》及《图集》主要对消防应急照明进行重新定义，消防应急照明分为消防备用照明、消防疏散指示和消防应急照明[4]。应急照明系统是为了引导发生火灾或事故的建筑物内的人员能够尽快撤离事故现场到达安全区域。应急照明系统构成包括应急照明灯、疏散指示标志灯、应急照明控制器、集中电源、应急照明配电箱等。
2 应急照明和疏散指示系统设计
2.1控制系统的选择
应急照明系统按控制形式分为集中和非集中控制型。对于水厂内应急照明控制系统的选择情况如下：
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中大型水厂一般占地面积较大，单体较多，分部较广，某个单体内应急照明发生故障时容易被忽略。从水厂运维管理层考虑，当水厂内已经采用集中控制系统，建议把那些没有设报警系统的建筑物内的应急照明也纳入集中控制系统中去，实现对全厂灯具的统一管理、实时监控、发现故障及时检修等。
2.2 应急电源选择
（1）供电形式
应急照明灯具的电源采用主电源（市电）加上蓄电池组的供电方式。主电源采用消防专用电源而蓄电池组可采用集中电源形式或者灯具自带蓄电池形式。两种蓄电池组形式有着各自的优点及缺点，，如下表：
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根据水厂的特点进行选择：
1）对于小型水厂，单体数量少，结构简单以单层建筑为主且多数建筑物内未设配电间或强电井，可采用灯具自带蓄电池的方式。此种情况下应急照明配电箱可以设置于现场或公共区域内而不需额外设置配电间或强电井，往往这种情况下应急照明总数量相对较少，维护更换也较为方便。
2）对于中大型水厂，单体数量多面积大，建筑结构较为复杂以单层、多层建筑为主以及少部分高层建筑，宜采用集中电源供电方式。此种情况下应急照明灯具总体数量较多，当采用灯具自带蓄电池的方式如发生蓄电池故障或蓄电池达到使用周期更换和维护的工作量很大。而中大型型水厂更偏向于智能化和无人化，因此采用集中电源形式更适合水厂的运维管理。
（2）蓄电池时间
应急照明蓄电池组电池容量应能满足火灾发生时灯具需持续工作的时间（t1）加上在非火灾情况下发生故障或事故时应急照明需持续工作的时间（t2），即蓄电池总的持续供电时间为 t=t1+t2；t1是根据建筑性质确定，水厂内建筑一般均按照不低于1h考虑；t2可取0~0.5h，规范并没有明确时间选择的原则，《图集》中只给出了住宅和一类高层的推荐值可供参考；本人认为综合楼及人员密集场所可以按照30min选择，水厂生产性建筑及辅助建筑人员滞留较少可按照10~20min选择，又考虑到全施工的统一性和产品可选性故统一按照30min选择，因此集中电源蓄电池持续供电时间t=1h+0.5h=1.5h。
2.3灯具电压等级的选择
灯具根据电源额定工作电压等级分为A型灯具（≤DC36V）和B型灯具（＞DC36V或AC36V），水厂内应急照明灯具均采用A型灯具。根据《图集》中描述，消防应急照明灯具端子处电压偏差允许值可为额定电压的+20%~-20%。根电压降百分数简化计算公式：
式中：P-线路功率（W）L-线路长度（m）U-标称电压（V）S-线路截面（mm2）
假设线路功率120W（应急照明加疏散指示总功率），线路长度100m，标称电压DC36V（DC24V），线路截面2.5 mm2（4mm2）采用70℃铜芯导线进行计算，结果如下表：
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一般中型水厂的制水车间、超滤膜车间、地下管廊及水泵数量在4台及以上的一级泵房、二级泵房、反冲洗泵房的建筑单边长度可能达到50米甚至100米（长度会根据泵的台数增加），往往此类建筑物配电间一般设置于建筑物端头，因此应急照明供电线路长度可能在60~120米之间，从满足规范及整体性上来说水厂应急照明灯具电压等级采用DC36V电源更加合适。
2.4灯具选择
通常情况下应急照明灯具及疏散指示标志采用金属外壳；安装在户外的灯具的防护等级不低于IP67，安装于地下管廊或泵房、水池管廊等环境潮湿的场所内时灯具的防护等级不低于IP65。综合制水车间、超滤膜车间、一（二）级泵房等高大空间的场所内设置吊装标志灯时选择大型标志灯。
特殊情况下如综合加药间里的加氨间和氨库、氯酸钠、亚氯酸钠库房、高锰酸钾间、粉末活性炭投加间等爆炸危险性环境，应采用防爆型灯具；加药系统中加矾（聚合氯化铝）、加三氯化铁、加氨（硫酸铵）等为酸性环境，加氯（次氯酸钠）、加高锰酸盐（高锰酸钾）、加石灰等碱性腐蚀场所，都是腐蚀性场所，因此应急照明灯具的所有外露金属均应采用抗腐蚀材料或增加防腐蚀处理，灯具的电缆线路的接口处采用密封胶处理。
2.5 备用照明
备用照明分为消防备用照明和重要场所非消防备用照明[4]。水厂中设有火灾报警系统的综合楼变配电间、消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房等场所的备用照明属于消防时使用的备用照明；水厂总变配电间、生产性建筑（一级泵房、二级泵房等）配套的低配中心、配电间、变频器室、电容器室、软启动室、变压器室、中心控制室、调度室、弱电机房等场所的备用照明属于非消防时使用的备用照明。非消防时使用的备用照明的供电电源可采用两路电源切换后给灯具供电或采用一路电源加灯具自带蓄电池的供电形式；消防备用照明采用一路正常电源和一路消防电源专用回路切换后供电。所有备用照明灯具均采用正常照明兼备用照明，消防时使用的备用照明灯具采用带耐火保护罩的灯具。
3 应急照明系统水厂设计中的应用
本次以宜兴市某水厂项目作为案例，简述水厂中的应急照明系统的设计与应用。
3.1 项目介绍：
本水厂总规模为30万立方米/日，含预处理、常规处理、排泥水处理等单元，占地面积约180亩。主要建筑物包括：预臭氧接触池、平流层沉淀池、综合加药间、清水池、二级泵房、臭氧发生器间、污泥平衡池及进料泵房、办公化验楼及食堂（简称综合楼）、鼓风机房及反冲洗泵房等。
3.2 系统设计与应用
（1）系统设计：
本水厂项目仅综合楼内设有火灾报警系统及消防控制室故选择集中电源集中控制系统，消防控制室内设置1台壁挂式应急照明控制器，控制全厂共278盏灯具。应急照明控制器能够接受火灾报警系统发出的启动信号，并且联动火灾相关区域内的集中电源，保持点亮直到火灾报警系统取消启动信号。控制器的主电源取自消防控制室内消防电源，控制器内装设蓄电池电源保证在主电源失电的情况下能够继续持续工作3小时。
（2）控制要求设计：
1）在未发生火灾时，系统正常工作模式下集中电源采用主电源（市电）为灯具供电，指示标志保持在节电点亮模式，而应急照明灯具保持熄灭状态。
2）在未发生火灾时，当集中电源的主电源（市电）失电时，集中电源控制应急照明灯具强制点亮、控制指示标志从节电的状态转入应急点亮状态，当集中电源的主电源恢复供电或者蓄电池供电到达30min后，集中电源自动转换到主电源供电状态并向控制器反馈主电源状态。
3）在未发生火灾时，当正常照明失电即市电监测信号消失时，集中电源控制应急照明灯具强制点亮、控制指示标志从节电状态转入应急点亮状态，直到正常照明恢复后，联锁控制灯具恢复到正常工作模式。
4）在确认火灾后，由火灾报警系统向应急照明控制器发出启动信号，应急照明控制器在接收到触发信号后能够按照预设程序自动或采用手动控制的方式让集中电源点亮应急照明和疏散指示标志。
（3）应急照明灯具设置
安装在二级泵房、冲洗泵房等场所的灯具选择IP65，安装在室外的灯具选择IP67，综合加药间内粉炭间、高锰酸钾间采用防爆防腐型灯具、其他加药系统采用防腐型灯具，其余场所均采用金属材质。综合加药间内的应急照明灯具采用防腐措施保护。无论是应急照明灯具应急的点亮时间还是熄灭时间都应该≤5S。综合楼配电间、消防控制室、消防水泵房内的应急照明疏散指示标志采用单独回路，每间封闭楼梯间采用独立回路供电。
（4）备用照明设置：
二级泵房配套高压配电间、变频器室、低压配电室、软启动室以及生产性单体配套低压配电室内设置非消防备用照明，备用电源采用单灯蓄电池供电，蓄电池持续时间采用1小时；综合楼的消控室、消防水泵房、配电间内设置消防备用照明，采用两路消防电源切换后供电，灯具采用耐火材料保护罩保护。
4.结束语
本文浅谈净水厂应急照明系统的设计与应用，结合水厂的特点严格执行《标准》、《民标》及图集的要求进行相应设计。水厂应急照明与民用住宅、办公商业总体上类似，但细节上会有些许不同，特别是生产性建筑。随着智慧水厂推行，水厂逐步走向少人化甚至无人化管理，智能、方便维护及安全可靠的应急照明系统必成为将来发展的趋势。
参考文献：
[1]《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》 GB51309-2018[S]
[2]《民用建筑电气设计标准》 GB51348-2019[S]
[3] 《消防应急照明和疏散指示系统》消防应急照明和疏散指示系统编委会 [M]
[4]《应急照明设计与安装》19D702-7[M]