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地铁区间隧道应急照明设计方案探讨

文章更新时间:2023-04-24 点击量:160

【摘要】针对地铁区间隧道较长,火灾发生时疏散时间长、疏散困难等问题,结合GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》,探讨地铁区间隧道的消防应急照明和疏散指示系统设计方案。


【关键词】地铁;区间隧道;应急照明;疏散指示;

引言

目前,对于车站、区间的消防应急照明和疏散指示系统各大轨道交通设计院存在着较大的分歧。与地铁车站不同,区间隧道长度约0.8~4km。当区间发生火灾时,疏散时间长,疏散困难,严重威胁乘客的人身安全。合理合规的消防应急照明和疏散指示系统设计显得尤其重要。本文主要依据GB51309-2018

《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》、GB51298-2018《地铁设计防火标准》、GB/T33668-2017《地铁安全疏散规范》、GB50016-2014《建筑设计防火规范》(2018年版)及结合实际地铁工程,对地铁区间隧道消防应急照明和疏散指示系统设计方案进行探讨。

一系统设计

地铁隧道消防应急照明疏散指示系统设计主要包括:系统类型选择、消防应急照明灯具及疏散指示灯具选择、系统配电设计、系统通信设计、系统控制设计五个方面。为简化描述,专业术语名称简化如下:消防应急照明疏散指示系统简称“系统";消防应急灯称为“灯",其中消防应急灯称为“灯",消防应急标志灯称为“方向标志灯",指示安全出口消防应急标志灯称为“出口标志灯";应急照明集中电源简称“集中电源"。

1系统类型

一般来说,地铁站设有车辆控制室(多线换乘时,可根据换乘方案共用一个车辆控制室或两个车辆控制室)。车辆控制室作为整个车站级的控制管理,也是整个车站的消防控制。地铁站作为人口密集的公共场所,规模较大(6B车站面积均超过2万m2)、火灾风险高,疏散路径复杂。3.GB51309-2018.消防应急照明和疏散指示系统的系统类型应选择集中控制系统。为减少后期地铁运营中自带电池灯具的维护工作量,地铁站灯具一般采用集中电源或分区集中电源供电。考虑到地铁区间隧道线路较长,环境潮湿,容易出现灯具自带电池维护不到位的情况。发生火灾时,照明灯、方向标志灯和出口标志灯可能无法照明和指示疏散路径。因此,区间隧道应采用集中控制系统,灯具应采用集中电源集中控制消防应急灯(与车站一致),如图1所示。

2灯具及集中电源

(1)光源选择和电压选择

由于LED光源照明快、光效高、使用寿命长等优点,LED光源应优先考虑区间消防应急照明和疏散指示灯。地铁区间隧道多采用盾构机,灯具安装高度小于3000mm(以轨道平面为参考面),方向标志灯安装高度一般为500mm(以疏散平面为参考面)。区间隧道灯及方向标志灯安装示意图参考图2。

(2)照度值及照明方案

根据GB/T16275-2008《城市轨道交通照明》4“城市轨道交通各地正常照明"标准值要求,隧道轨道平面照度为5.0lx。根据GB51298-2018《地铁设计防火标准11.2.第四条第二款:地下区间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.第一条第b条要求相同)。作为区间疏散走道,区间疏散平台的疏散照度为GB50016-2014《建筑设计防火规范》(2018版)10.3.第2条1款的要求不应低于1.00lx,早期部分城市轨道交通区间无疏散平面,作为疏散路径,疏散照度为3.0lx,新建地铁线路基本设置疏散平台,设计时应考虑疏散平台的疏散照度。间隔隧道的照度值如表1所示。

表1.png

表1区间隧道照度值

图2.png

根据上述规范要求,正常照明照度值为5.0lx,3.00疏散照明照明照度值为3.00lx。标准理解不同,目前有三种照明方案,如表2所示。地铁区间发生火灾时,应连续保证区间照明的不间断配电。方案1火灾时灯熄灭,不宜从以人为本的角度使用。一般来说,发生火灾时仍需工作和值班的区域需要设置备用照明。区间发生火灾时,更需要疏散乘客,方案2不宜采用。方案3满足设计规范要求,系统简单,施工方便。因此,区间照明疏散照明设计的照度值为5.0lx。根据《地铁疏散规范》第7.2条,区间联络通道的距离一般不超过600m,即联络通道设置的集中电源配电范围不超过300m。联络通道布置示意图如图3所示。

表2区间照明方案比较

图3.png

(3)疏散指示灯及布置间距

在地铁区间隧道中,为了使乘客明确位置与疏散出口和安全出口的距离,增强疏散信心,应使用带米标的方向标志灯。根据GB51298-2018第5.6.6:地下纵向疏散平台应设置疏散指示标志和疏散出口距离标志。疏散指示标志和疏散出口距离标志应设置在疏散平台侧墙上,不得占用疏散平台宽度,间距不得超过15m。GB/T368-2017《地铁疏散规范》第8.17条第f)款要求区间疏散指示标志可控方向。

地铁区间隧道标志灯的安装高度一般在疏散平台1m以下,应根据规范要求选择中小型标志灯。考虑到与车站的统一性,建议在区间隧道内使用中型标志灯。因此,可以得出方向标志灯不仅需要指示方向,而且具有双向(方向可变)功能,还具有显示和疏散出口距离的功能。应使用中型标志灯,布置间距应按≤10m(设计应采用10m),布置图如图4所示。

图4.png

(4)集中电源应急供电时间

GB51298-2018地铁设计防火标准11.2.第五条地下车站和区间应急照明的连续供电时间不得小于60min,从正常照明到应急照明的切换时间不得大于5s。GB50157-2013《地铁设计规范》15.5.5:正常交流电源全部退出时,地下线路应急照明连续供电时间不应小于60min(注:GB51309-2018第3.2).4、GB50016-2014《建筑设计防火规范》(2018版)10.1.第五条第二款有类似要求)。地铁区间疏散路径必须经过区间和车站,疏散路径较远,属于人口密集场所的地下空间。GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》13.6.66条要求疏散照明时间≥60min,第6.2.第二条第四款EPS电池的初始容量应为疏散照明时间的3倍,即180分钟。

由于地铁区间应急照明是一级负荷中特别重要的负荷,如果电池维护管理不到位,应急时间就不能满足应急照明的要求。因此,本着优先、以人为本的基本理念,按180分钟考虑应急照明电池的初始容量是合理的。

3系统配电

(1)灯具功率及电缆选择

地铁站降压为车站及相邻半区间提供电源,即小里程1/2区间+车站+大里程1/2区间配电。GB51309-2018第3.3.五条任何配电回路灯具的数量不得超过60盏。3.3.3.第六条配电电路的额定功率总和不得超过配电电路额定功率的80%。A型灯具配电电路的额定电流不得超过6A。每个配电电路的功率不得超过:

P=80%UI=80%×36×6=172.8W照明:采用LEDC36V8W,间距5m,按3个配电电路交叉配电(即每个电路灯间距15m),每个配电电路按20套灯具计算,供电范围300m。照明电气计算如表3所示。

表3.png

表3照明灯电气计算

方向标志灯:采用LEDC36V3W,间距10m。每个配电电路按30套灯计算,供电范围300m。方向标志灯的电气计算如表4所示。从消防配电箱到集中电源,应选用柔性矿物绝缘电缆,以保证供电的可靠性。从集中电源到灯具末端,应选用耐火铜芯电线,其电压等级不得低于交流300/500V。

(2)配电系统图

根据上述计算,集中电源总容量:S=2×3×8×20+2×1×3×30=1140W集中电源进线AC220V引自站台消防专用配电箱。根据0.8的功率因数,其计算电流为:Ic=1140220×C10A微型断路器可用于集中电源交流进线开关,因为馈线负荷为照明灯具。根据GB51309-2018第3.3.6、集中电源馈线电路保护开关额定值为6A。表3、表4推荐电缆截面短路电流计算:如果选择C型脱扣器DC断路器,瞬时脱扣范围为7In~15In,当电缆末端短路时,灵敏度不符合要求。集中电流馈出电路开关应为6A保险丝。

4应急照明控制器、通信线路

(1)应急照明控制器应急照明控制器

应设置在车辆控制室。考虑到国内地铁车辆控制室的综合设计,建议安装应急照明控制器。控制器主显示屏高度应为1.5~1.8m,其正面操作距离≥1.2m。

(2)通信线路地铁区间

灯具配电电路与灯具通信电路相同,电源线和通信线可穿同一保护管,方便施工安装,节省工程投资。树形总线通信一般可用于应急照明控制器与区间集中电源之间;当区间距离较长时,也可采用树形光纤通信方式。

5系统控制设计

正常情况下,区间照明应开启节能模式,区间疏散指示灯应以1/2区间为界,各指向附近车站;在非火灾状态下,系统主电源断电后,区间照明灯应从节能模式转变为应急照明模式。系统主电源恢复后,区间照明灯应恢复正常节能模式;在火灾情况下,应急照明控制器应接受FAS系统的指令,根据火灾点位置、区间气流组织和出口方向指向有效疏散方向。

二安科瑞选型产品

综合以上设计和要求,我公司产品选型如下:

应急照明控制器

控制器.png

应急照明集中电源

电源.png

灯具



三结论

通过以上研究,地铁区间隧道消防应急照明疏散指示系统可得出以下结论:

a.区间隧道应采用集中控制系统,灯具应采用集中电源集中控制消防应急灯。

b.灯具应采用LED光源,电压应采用DC36V,灯具保护等级不得低于IP65。

c.区间照明应按疏散照明设计,照度值为5.0lx。

d.方向标志灯应采用双向(方向可变),还应具有米标显示功能、显示与出口距离功能;尺寸应为中型标志灯,布置间距为10m。

e.集中供电时间不得小于60min,从安全优先、以人为本的基本理念出发,应按90min考虑连续供电时间。




参考文献

[1].GB50016-2014 《建筑设计防火规范》[S].

[2].GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》[S].

[3].GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》[S].

[4].GB 50034 - 2013 建筑照明设计标准[S].

[5].《地铁区间应急照明设计方案探讨》.李 昕,崔洪敏. 

[6].安科瑞电气股份有限公司产品选型手册