浅谈GB51309实施后对消防应急照明和疏散系统在城市隧道中的影响

【摘要】：应急照明和疏散指示系统广泛应用于城市隧道、建筑物、地下管道走廊等各个方面。当隧道等特殊建筑物发生火灾或事故时，可靠的应急照明和疏散指示系统对人员的安全逃生起着重要作用。随着GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》（以下简称《新规定》）的实施，必须对以往的设计方案进行重大调整和修改。新规定实施前后的两个隧道案例（以下简称“a隧道”）、以“B隧道”为例，通过比较两种方案的优缺点，分析新规定在城市隧道中的应用。

【关键词】：紧急照明；疏散指示；集中供电；集中控制；城市公路隧道

1、前言

交通隧道作为城市交通的重要组成部分，在发生火灾或事故时，具有疏散时间短、疏散路径少、疏散难度与隧道长度成正比的特点。城市隧道高峰时段人员和车辆较多，除隧道两端进出口外，无其他出口。当隧道内发生火灾或事故时，人们往往无法及时判断半封闭空间内的安全疏散路线，造成人员和车辆疏散困难，甚至造成人员伤亡或二次事故。

《新规》从隧道供配电系统、系统控制模式、集中电源选择、应急灯具选择和布置等方面对应急照明和疏散指示系统进行了更加合理和详细的规定。对于城市隧道等特殊建筑，如何在节约投资、降低施工难度、保持系统稳定的前提下，将新规定的各项标准落实到隧道应急照明和疏散指示系统的实际设计中，是工程设计师和施工人员在各个方面都应该面临的挑战。

2、新规定对隧道设计的主要影响

“新规定”可以更好地保护疏散和消防人员的人身安全，合理减少事故过程中二次电气灾害的因素。对于距离地面8m以下的灯具，应选择A型灯具，并规定A型灯具的工作电压不得大于DC36V；同时，为减少集中电源故障，大范围应急灯无法工作，要求集中电源额定输出功率不得超过5kW。

城市隧道是城市交通的重要组成部分。与建筑物等建筑物相比，隧道具有规模大、线路长、地质环境复杂、人流量大、受地形气候影响大等特点。在这些前提下，在设计过程中需要综合考虑如何保证集中电源的使用寿命，控制路线的压降，减少增加设备对隧道主体的影响。

3、新规实施前后，城市隧道应急照明方案分析

新规实施前，城市隧道应急照明方案

A隧道为四洞双向两车道，平均孔长500m。隧道机动车道采用沥青路面，路面宽度11.75m，属于二级隧道。该隧道在“新规定”实施前实施。AC220VB灯用于隧道应急照明和疏散指示灯。其中，LED30W灯用于应急照明，LED5W用于疏散指示灯。应急系统启动或主电源断电后，B型集中电源EPS由隧道开口配电室供电。在正常情况下，应急照明灯具作为普通照明，在正常照明出现故障时作为备用照明，在应急系统启动时作为应急照明。应急照明的布置位置和方式与普通照明一致，普通照明每7m布置一组，应急照明每35m布置一组。应急照明灯具和疏散指示灯具由隧道主体内的低压配电孔和内置双切开关的应急照明配电箱供电。应急照明配电箱的两个电源，分别引用与市电1和市电2变压器相对应的0.4kW母线。当城市电源或线路出现故障时，配电室集中电源EPS改为应急照明电源，为应急照明和疏散指示灯供电。该隧道全线设有1个开口配电室，配电室内设有1组10kW集中电源EPS。

根据上述方案，采用AC220VLED灯，隧道内EPS作为应急照明的集中电源。该方案的主要优点是：

(1)采用220V电压等级，当电压损失相同时，电缆配电距离长，供电半径大，可达500-600m；

（2）采用统一的电压等级。在非紧急情况下，应急照明灯具可作为其他照明灯具功能使用。灯具的嵌入和安装方法统一，降低了施工难度；

（3）在同一配电室的供配电范围内，配电室内设置应急照明EPS，便于管理。此外，对于一些高湿度区域，配电室的空间相对充足。如果可能的话，可以共享或单独设置除湿设备，以延长电池寿命。

这个方案当然也有一些明显的缺点：

（1）均匀性低：考虑到应急灯在正常工作条件下必须与普通照明灯一起使用，照明布置方式和功率应与普通照明灯保持统一。因此，应急照明选用的单灯功率大于单独设置应急照明时，其照明间距较远，应急照明均匀性相对较低；

(2)故障面影响广泛：集中供电半径大，发生火灾时，如发生电源或配电线路故障，应急照明故障面影响广泛；

（3）容易发生触电事故：应急灯具和终端线路的电压为AC220V。当事故发生时，疏散和消防队员触摸泄漏线路和设备时，触电事故的概率很高。

新规实施后，城市隧道应急照明方案

隧道四洞双向两车道，平均孔长582米，机动车道采用沥青路面，路面宽度14.5米m，第二类隧道。交通隧道中的短隧道和中隧道配电室一般设置在隧道出口处，长隧道和超长隧道配电室设置在隧道内的水平隧道配电站和洞口配电室，隧道消防控制室位于配电室内。根据隧道配电室、配电洞的分布情况和隧道的供配电方案，结合新规定，应选择集中控制系统设置消防控制室，灯具应选择A型灯具等相关规定。新的交通隧道应急照明和疏散指示系统方案采用集中控制系统，应急照明控制器安装在配电室的消防控制室内。

在A型应急照明集中电源中设置电压转换模块，同时实现应急照明灯具正常状态与火灾状态及其他异常状态下节电模式与应急照明模式之间的切换。应急照明集中电源配置通信接口，数据与控制器连接，实现主电源、电池组、应急灯具的监控、控制和测试。A型应急照明集中电源220V进线电源采用消防负荷配电箱出线电路，带双切换，消防负荷配电箱内的双切换电源采用市电1和市电2变压器后相应的0.4k。

根据新规调整方案后，该系统的优点有：

（1）应急照明单独设置，灯具功率小，布灯密度更大，照明均匀度高，且EPS不受备用照明限制，容量需求更小；

（2）集中电源供电半径小，火灾发生时，若出现电源或配电线路故障，应急照明故障面影响较小；

（3）应急灯具及末端线路均为DC36V，合理地避免了人员触电事故的发生。

同时，该方案也存在一些新的问题出现：

（1）施工难度增加：应急照明单独设置后，隧道顶至灯具的纵向穿管增加，灯具安装点增加，施工难度增加的同时，也增加了附属设施对隧道内衬结构的影响；

（2）维护难度增加：受隧道配电方案及线路压降限制，集中电源容量减少，但数量增加较多，且位置由配电房处统一设置变为按照分区配电洞单独设置，增加了后期电源检修和维护的难度；

（3）防护性能要求增加：南方气候相对潮湿，单独设置于空间较为有限的配电洞内，对集中电源电池的防潮、防腐、防尘等性能要求更高，需进一步加强设备采购时对电源质量的管控。

4、结束语

“新规”的出现，是以往的问题反馈与工程实践的重要成果，它结合了国内外的先进做法、标准与理念，经统合、协定后编制而成。规范和标准会一直随着科技的进步、社会的变化而进行调整和变化，持续保持与时代的同步性，提高其实践性与综合性。作为工程设计人员，应积极学习各阶段颁布的新规范、新标准，结合自身所学理论与工程设计实践经验，学习和汲取其中的知识，能更快的适应市场需求的改变，将新的规范和标准尽快运用于工程实践中。

审核编辑 黄宇