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地鐵區(qū)間隧道應(yīng)急照明設(shè)計方案探討

文章更新時間：2023-04-24　點擊量：944

【摘要】針對地鐵區(qū)間隧道較長，火災(zāi)發(fā)生時疏散時間長、疏散困難等問題，結(jié)合GB51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》，探討地鐵區(qū)間隧道的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計方案。

【關(guān)鍵詞】地鐵；區(qū)間隧道；應(yīng)急照明；疏散指示；

引言

目前，對于車站、區(qū)間的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)各大軌道交通設(shè)計院存在著較大的分歧。與地鐵車站不同，區(qū)間隧道長度約0.8～4km。當區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，疏散時間長，疏散困難，嚴重威脅乘客的人身安全。合理合規(guī)的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計顯得尤其重要。本文主要依據(jù)GB51309-2018

《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》、GB51298-2018《地鐵設(shè)計防火標準》、GB/T33668-2017《地鐵安全疏散規(guī)范》、GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）及結(jié)合實際地鐵工程，對地鐵區(qū)間隧道消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計方案進行探討。

一系統(tǒng)設(shè)計

地鐵隧道消防應(yīng)急照明疏散指示系統(tǒng)設(shè)計主要包括：系統(tǒng)類型選擇、消防應(yīng)急照明燈具及疏散指示燈具選擇、系統(tǒng)配電設(shè)計、系統(tǒng)通信設(shè)計、系統(tǒng)控制設(shè)計五個方面。為簡化描述，專業(yè)術(shù)語名稱簡化如下：消防應(yīng)急照明疏散指示系統(tǒng)簡稱“系統(tǒng)"；消防應(yīng)急燈稱為“燈"，其中消防應(yīng)急燈稱為“燈"，消防應(yīng)急標志燈稱為“方向標志燈"，指示安全出口消防應(yīng)急標志燈稱為“出口標志燈"；應(yīng)急照明集中電源簡稱“集中電源"。

1系統(tǒng)類型

一般來說，地鐵站設(shè)有車輛控制室（多線換乘時，可根據(jù)換乘方案共用一個車輛控制室或兩個車輛控制室）。車輛控制室作為整個車站級的控制管理，也是整個車站的消防控制。地鐵站作為人口密集的公共場所，規(guī)模較大（6B車站面積均超過2萬m2）、火災(zāi)風險高，疏散路徑復(fù)雜。3.GB51309-2018.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的系統(tǒng)類型應(yīng)選擇集中控制系統(tǒng)。為減少后期地鐵運營中自帶電池燈具的維護工作量，地鐵站燈具一般采用集中電源或分區(qū)集中電源供電。考慮到地鐵區(qū)間隧道線路較長，環(huán)境潮濕，容易出現(xiàn)燈具自帶電池維護不到位的情況。發(fā)生火災(zāi)時，照明燈、方向標志燈和出口標志燈可能無法照明和指示疏散路徑。因此，區(qū)間隧道應(yīng)采用集中控制系統(tǒng)，燈具應(yīng)采用集中電源集中控制消防應(yīng)急燈（與車站一致），如圖1所示。

2燈具及集中電源

(1)光源選擇和電壓選擇

由于LED光源照明快、光效高、使用壽命長等優(yōu)點，LED光源應(yīng)優(yōu)先考慮區(qū)間消防應(yīng)急照明和疏散指示燈。地鐵區(qū)間隧道多采用盾構(gòu)機，燈具安裝高度小于3000mm（以軌道平面為參考面），方向標志燈安裝高度一般為500mm（以疏散平面為參考面）。區(qū)間隧道燈及方向標志燈安裝示意圖參考圖2。

(2)照度值及照明方案

根據(jù)GB/T16275-2008《城市軌道交通照明》4“城市軌道交通各地正常照明"標準值要求，隧道軌道平面照度為5.0lx。根據(jù)GB51298-2018《地鐵設(shè)計防火標準11.2.第四條第二款：地下區(qū)間道床面疏散照明的低水平照度不得小于3.0lx（GB/T16275-2008第6.1.第一條第b條要求相同)。作為區(qū)間疏散走道，區(qū)間疏散平臺的疏散照度為GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018版)10.3.第2條1款的要求不應(yīng)低于1.00lx，早期部分城市軌道交通區(qū)間無疏散平面，作為疏散路徑，疏散照度為3.0lx，新建地鐵線路基本設(shè)置疏散平臺，設(shè)計時應(yīng)考慮疏散平臺的疏散照度。間隔隧道的照度值如表1所示。

表1.png

表1區(qū)間隧道照度值

圖2.png

根據(jù)上述規(guī)范要求，正常照明照度值為5.0lx，3.00疏散照明照明照度值為3.00lx。標準理解不同，目前有三種照明方案，如表2所示。地鐵區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)連續(xù)保證區(qū)間照明的不間斷配電。方案1火災(zāi)時燈熄滅，不宜從以人為本的角度使用。一般來說，發(fā)生火災(zāi)時仍需工作和值班的區(qū)域需要設(shè)置備用照明。區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時，更需要疏散乘客，方案2不宜采用。方案3滿足設(shè)計規(guī)范要求，系統(tǒng)簡單，施工方便。因此，區(qū)間照明疏散照明設(shè)計的照度值為5.0lx。根據(jù)《地鐵疏散規(guī)范》第7.2條，區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的距離一般不超過600m，即聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置的集中電源配電范圍不超過300m。聯(lián)絡(luò)通道布置示意圖如圖3所示。

表2區(qū)間照明方案比較

圖3.png

(3)疏散指示燈及布置間距

在地鐵區(qū)間隧道中，為了使乘客明確位置與疏散出口和安全出口的距離，增強疏散信心，應(yīng)使用帶米標的方向標志燈。根據(jù)GB51298-2018第5.6.6:地下縱向疏散平臺應(yīng)設(shè)置疏散指示標志和疏散出口距離標志。疏散指示標志和疏散出口距離標志應(yīng)設(shè)置在疏散平臺側(cè)墻上，不得占用疏散平臺寬度，間距不得超過15m。GB/T368-2017《地鐵疏散規(guī)范》第8.17條第f)款要求區(qū)間疏散指示標志可控方向。

地鐵區(qū)間隧道標志燈的安裝高度一般在疏散平臺1m以下，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求選擇中小型標志燈?？紤]到與車站的統(tǒng)一性，建議在區(qū)間隧道內(nèi)使用中型標志燈。因此，可以得出方向標志燈不僅需要指示方向，而且具有雙向（方向可變）功能，還具有顯示和疏散出口距離的功能。應(yīng)使用中型標志燈，布置間距應(yīng)按≤10m（設(shè)計應(yīng)采用10m），布置圖如圖4所示。

圖4.png

(4)集中電源應(yīng)急供電時間

GB51298-2018地鐵設(shè)計防火標準11.2.第五條地下車站和區(qū)間應(yīng)急照明的連續(xù)供電時間不得小于60min，從正常照明到應(yīng)急照明的切換時間不得大于5s。GB50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》15.5.5:正常交流電源全部退出時，地下線路應(yīng)急照明連續(xù)供電時間不應(yīng)小于60min(注:GB51309-2018第3.2).4、GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018版)10.1.第五條第二款有類似要求）。地鐵區(qū)間疏散路徑必須經(jīng)過區(qū)間和車站，疏散路徑較遠，屬于人口密集場所的地下空間。GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》13.6.66條要求疏散照明時間≥60min，第6.2.第二條第四款EPS電池的初始容量應(yīng)為疏散照明時間的3倍，即180分鐘。

由于地鐵區(qū)間應(yīng)急照明是一級負荷中特別重要的負荷，如果電池維護管理不到位，應(yīng)急時間就不能滿足應(yīng)急照明的要求。因此，本著優(yōu)先、以人為本的基本理念，按180分鐘考慮應(yīng)急照明電池的初始容量是合理的。

3系統(tǒng)配電

(1)燈具功率及電纜選擇

地鐵站降壓為車站及相鄰半?yún)^(qū)間提供電源，即小里程1/2區(qū)間+車站+大里程1/2區(qū)間配電。GB51309-2018第3.3.五條任何配電回路燈具的數(shù)量不得超過60盞。3.3.3.第六條配電電路的額定功率總和不得超過配電電路額定功率的80%。A型燈具配電電路的額定電流不得超過6A。每個配電電路的功率不得超過：

P=80%UI=80%×36×6=172.8W照明：采用LEDC36V8W，間距5m，按3個配電電路交叉配電（即每個電路燈間距15m），每個配電電路按20套燈具計算，供電范圍300m。照明電氣計算如表3所示。

表3.png

表3照明燈電氣計算

方向標志燈：采用LEDC36V3W，間距10m。每個配電電路按30套燈計算，供電范圍300m。方向標志燈的電氣計算如表4所示。從消防配電箱到集中電源，應(yīng)選用柔性礦物絕緣電纜，以保證供電的可靠性。從集中電源到燈具末端，應(yīng)選用耐火銅芯電線，其電壓等級不得低于交流300/500V。

(2)配電系統(tǒng)圖

根據(jù)上述計算，集中電源總?cè)萘浚篠=2×3×8×20+2×1×3×30=1140W集中電源進線AC220V引自站臺消防專用配電箱。根據(jù)0.8的功率因數(shù)，其計算電流為：Ic=1140220×C10A微型斷路器可用于集中電源交流進線開關(guān)，因為饋線負荷為照明燈具。根據(jù)GB51309-2018第3.3.6、集中電源饋線電路保護開關(guān)額定值為6A。表3、表4推薦電纜截面短路電流計算:如果選擇C型脫扣器DC斷路器，瞬時脫扣范圍為7In～15In，當電纜末端短路時，靈敏度不符合要求。集中電流饋出電路開關(guān)應(yīng)為6A保險絲。

4應(yīng)急照明控制器、通信線路

(1)應(yīng)急照明控制器應(yīng)急照明控制器

應(yīng)設(shè)置在車輛控制室?？紤]到國內(nèi)地鐵車輛控制室的綜合設(shè)計，建議安裝應(yīng)急照明控制器?？刂破髦黠@示屏高度應(yīng)為1.5～1.8m，其正面操作距離≥1.2m。

(2)通信線路地鐵區(qū)間

燈具配電電路與燈具通信電路相同，電源線和通信線可穿同一保護管，方便施工安裝，節(jié)省工程投資。樹形總線通信一般可用于應(yīng)急照明控制器與區(qū)間集中電源之間；當區(qū)間距離較長時，也可采用樹形光纖通信方式。

5系統(tǒng)控制設(shè)計

正常情況下，區(qū)間照明應(yīng)開啟節(jié)能模式，區(qū)間疏散指示燈應(yīng)以1/2區(qū)間為界，各指向附近車站；在非火災(zāi)狀態(tài)下，系統(tǒng)主電源斷電后，區(qū)間照明燈應(yīng)從節(jié)能模式轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急照明模式。系統(tǒng)主電源恢復(fù)后，區(qū)間照明燈應(yīng)恢復(fù)正常節(jié)能模式；在火災(zāi)情況下，應(yīng)急照明控制器應(yīng)接受FAS系統(tǒng)的指令，根據(jù)火災(zāi)點位置、區(qū)間氣流組織和出口方向指向有效疏散方向。

二安科瑞選型產(chǎn)品

綜合以上設(shè)計和要求，我公司產(chǎn)品選型如下：

應(yīng)急照明控制器

控制器.png