【摘要】:應急照明和疏散指示系統(tǒng)被廣泛運用于城市隧道、樓宇建筑、地下管廊等各個方面。當隧道這類特殊建筑內出現(xiàn)火災或事故時,可靠的應急照明和疏散指示系統(tǒng)對于人員的安全逃生有著重要的作用。隨著GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》(以下簡稱“新規(guī)")的實施,對以往的設計方案有著較大的影響,須要進行較大的調整改動。本文以新規(guī)實施前后的兩個隧道案例(以下簡稱“A隧道"、“B隧道")為例,通過對兩種方案的優(yōu)缺點進行對比,剖析新規(guī)在城市隧道中的應用。
【關鍵詞】:應急照明;疏散指示;城市公路隧道
1前言
交通隧道作為城市交通的重要組成部分,在火災或事故發(fā)生時,具有人員疏散時間短和疏散路徑少,疏散難度與隧道長度成正比的特點。城市隧道內上下班高峰期人員及車輛較多,除隧道兩端的進出口外,無其他出口。當隧道內發(fā)生火災或事故時,人們往往因處于半封閉空間產生的恐慌感已經(jīng)不能及時判斷安全疏散路線等因素,造成人員及車輛疏散困難,甚至會產生人員傷亡或二次事故等。
“新規(guī)"從隧道的供配電系統(tǒng)、系統(tǒng)控制方式、集中電源的選擇、應急燈具的選擇與布設等各個方面,對應急照明和疏散指示系統(tǒng)進行了更加合理和詳細的規(guī)定,對于城市隧道這類特殊建筑,如何在兼顧節(jié)約投資、減少施工難度、保持系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面的前提下,將新規(guī)的各項標準落實到實際的隧道應急照明和疏散指示系統(tǒng)設計工作中,是工程設計人員及建設各方面都應面對的挑戰(zhàn)。
2新規(guī)對隧道設計的影響
“新規(guī)"能更好地保護疏散及消防人員的人身安全,以及合理地減少事故過程中發(fā)生二次電氣災害的因素,要求設置在距地面8m及以下的燈具應選擇A型燈具,并規(guī)定A型燈具的工作電壓均不大于DC36V;同時,為了減少因集中電源出現(xiàn)故障,出現(xiàn)大范圍的應急燈具無法工作,要求集中電源額定輸出功率不應大于5kW。
城市隧道作為城市交通的重要組成部分,相對于樓宇等建筑,隧道具有規(guī)模大、線路長、地質環(huán)境復雜、人流車流量大,且受地形氣候影響大等特點。如何在這些前提下保障集中電源的壽命、控制路線壓降、減少增設的設備對隧道主體的影響等問題,均需在設計過程中統(tǒng)籌考慮。
3新規(guī)執(zhí)行前后,城市照明隧道應急照明方案分析——
新規(guī)執(zhí)行前,城市隧道應急照明方案
A隧道為四洞雙向兩車道,平均洞長500m,隧道機動車道采用瀝青路面,路面寬度11.75m,屬于二類隧道。本隧道于“新規(guī)"執(zhí)行前實施,隧道應急照明燈具及疏散指示標志均采用AC220V的B型燈具,其中,應急照明燈具采用LED30W燈具,疏散指示標志燈具采用LED5W,應急系統(tǒng)啟動或主電電源斷電后,由隧道洞口配電房內B型集中電源EPS供電。在常規(guī)工況下,應急照明燈具兼作普通照明,當正常照明出現(xiàn)故障時兼作備用照明,當應急系統(tǒng)啟動時作為應急照明。應急照明燈布設位置及方式與普通照明一致,普通照明每7m布設一組,應急照明每35m布設一組。應急照明燈具與疏散指示標志燈具由隧道主體內低壓配電洞處,內設雙切開關的應急照明配電箱供電。應急照明配電箱的兩路電源,分別引自市電1和市電2變壓器后對應的0.4kW母線。當市電電源或線路故障時,改由配電房處集中電源EPS作為應急照明電源,為應急照明和疏散指示標志燈具供電。該隧道全線設洞口配電房1座,并設1組10kW集中電源EPS于配電房內。
根據(jù)以上方案可知,統(tǒng)一采用AC220V的LED燈具,并由隧道內EPS作為應急照明集中電源,此方案的主要優(yōu)點有:
(1)采用220V電壓等級,同等電壓損失情況下,電纜配電距離長、供電半徑大,可達500-600m;
(2)采用統(tǒng)一的電壓等級,應急照明燈具在非應急情況下,可兼作其他照明燈具功能,燈具預埋及安裝方式統(tǒng)一,減少施工難度;
(3)同一配電房供配電區(qū)間內,應急照明EPS設于配電房內,方便管理。而且對于一些濕度較高的區(qū)域,配電房空間相對充足,有條件可共享或單獨設置除濕設備,以延長電池壽命。
當然,此方案也存在一些明顯的缺點:
(1)均勻度低:考慮應急燈具在正常工況下須兼作普通照明燈具,布燈方式及功率宜與普通照明燈具保持統(tǒng)一性,因此應急照明燈具選擇的單燈功率相比單獨設置應急照明燈時更大,其布燈間距也更遠,應急照明均勻度相對低;
(2)故障面影響廣:集中電源供電半徑大,火災發(fā)生時,若出現(xiàn)電源或配電線路故障,應急照明故障面影響較廣;
(3)易發(fā)生觸電事故:應急燈具及末端路線電壓均為AC220V,當發(fā)生事故時,疏散及消防人員碰觸漏電線路及設備時,發(fā)生觸電事故概率高。
新規(guī)執(zhí)行后,城市隧道應急照明方案
B隧道四洞雙向兩車道,平均洞長582m,機動車道采用瀝青路面,路面寬度14.5m,為二類隧道。交通隧道中的短隧道、中隧道配電房一般設于隧道的井出口處,長隧道及超長隧道配電房設于隧道內橫洞配電所及洞口配電房,隧道的消防控制室,位于配電房內。根據(jù)隧道配電房、配電洞分布情況,以及隧道的供配電方案,結合新規(guī)關于設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統(tǒng),燈具應選擇A型燈具等相關規(guī)定,交通隧道應急照明和疏散指示系統(tǒng)新方案采用集中控制型系統(tǒng),應急照明控制器安裝于配電房消防控制室內,在隧道各個配電洞室處,設置A型應急照明集中電源,當應急系統(tǒng)啟動后,統(tǒng)一為隧道應急照明燈具和疏散指示標志燈具提供DC36V電源。
在A型應急照明集中電源內應設置電壓轉換模塊,同時應能實現(xiàn)對應急照明燈具正常狀態(tài)與火災狀態(tài)及其他非正常狀態(tài)下節(jié)電模式與應急照明模式的切換。應急照明集中電源配置通訊接口,數(shù)據(jù)與控制器進行聯(lián)動,實現(xiàn)對主電源、電池組、應急燈具的監(jiān)測、控制以及試驗等功能。A型應急照明集中電源220V進線電源引自帶雙切開關的消防負荷配電箱出線回路,消防負荷配電箱內設的雙切開關電源分別取自市電1和市電2變壓器后對應的0.4kW母線。當市電電源或線路故障時,主電電源被切斷,改由集中電源EPS為應急照明和疏散指示標志燈具供電。該隧道全線設洞口配電房1座,并設12組1kW集中電源EPS于隧道各分區(qū)配電洞內,DC36V集中電源配電分區(qū)處供電半徑約138m。
產品選型:
根據(jù)新規(guī)調整方案后,該系統(tǒng)的優(yōu)點有:
(1)應急照明單獨設置,燈具功率小,布燈密度更大,照明均勻度高,且EPS不受備用照明限制,容量需求更??;
(2)集中電源供電半徑小,火災發(fā)生時,若出現(xiàn)電源或配電線路故障,應急照明故障面影響較小;
(3)應急燈具及末端線路均為DC36V,合理地避免了人員觸電事故的發(fā)生。
同時,該方案也存在一些新的問題出現(xiàn):
(1)施工難度增加:應急照明單獨設置后,隧道頂至燈具的縱向穿管增加,燈具安裝點增加,施工難度增加的同時,也增加了附屬設施對隧道內襯結構的影響;
(2)維護難度增加:受隧道配電方案及線路壓降限制,集中電源容量減少,但數(shù)量增加較多,且位置由配電房處統(tǒng)一設置變?yōu)榘凑辗謪^(qū)配電洞單獨設置,增加了后期電源檢修和維護的難度;
(3)防護性能要求增加:南方氣候相對潮濕,單獨設置于空間較為有限的配電洞內,對集中電源電池的防潮、防腐、防塵等性能要求更高,需進一步加強設備采購時對電源質量的管控。
4結束語
“新規(guī)"的出現(xiàn),是以往的問題反饋與工程實踐的重要成果,它結合了國內外的先進做法、標準與理念,經(jīng)統(tǒng)合、協(xié)定后編制而成。規(guī)范和標準會一直隨著科技的進步、社會的變化而進行調整和變化,持續(xù)保持與時代的同步性,提高其實踐性與綜合性。作為工程設計人員,應積極學習各階段頒布的新規(guī)范、新標準,結合自身所學理論與工程設計實踐經(jīng)驗,學習和汲取其中的知識,能更快的適應市場需求的改變,將新的規(guī)范和標準盡快運用于工程實踐中。