隧道消防应急照明系统和疏散指示系统浅析

隧道消防应急照明系统和疏散指示系统浅析

胡宾

上海隧道工程有限公司 上海 200062

摘要：近年来，随着改革开放的不断深入，我国的经济实现了高速增长，同时也推动着我国城市建设的高速发展。尤其是近二十年来，我国建设了一大批引人瞩目的重大建筑，如2008年奥运会的鸟巢、水立方、北京的大兴机场，上海的金融中心、世博场馆等，除了这些知名的大型建筑外，我国各地都在为改善城市交通建设，大力推进地铁和隧道的建设，这些建筑都是一些设计理念超前、内部结构复杂、使用设备科技含量高、装饰装修美观、管理使用要求比较高的建筑，代表了我国目前建筑工艺、制造工艺和科学技术的水平。但随着建筑和设施的大型化，建筑中的消防设施的重要性也越来越引起重视，基于此，本文就隧道消防应急照明系统和疏散指示系统进行了一些分析和探讨。

关键词：隧道消防；应急照明；疏散指示；系统

引言

近年大型建筑火灾频发，尤其是人员流动众多的公共场合的火灾，对社会的发展、人民的生活、工作带来极大的安全隐患。按照建筑设计防火规范的规定，建筑设施内设置的常用消防设施包括：火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、干粉灭火系统、防烟排烟系统、安全疏散系统等，它是保证建筑物消防安全和人员疏散安全的重要设施, ^[1]消防应急照明和疏散指示系统作为消防设施中的重要组成部分，是在发生险情时需指导人员按正确的方向逃生疏散，在发生火灾时对仍需提供照明的场所提供应急照明和疏散指示的系统，引导处于火灾现场的人员按预设的路径脱离现场，到达安全地带，在保障人民的生命和财产方面起重要作用。随着通讯、计算机、图像处理、控制等技术持续革新，安全、可靠、稳定、经济、高效的消防应急照明系统和疏散指示系统越来越受到关注，人们对消防系统和安全诱导提出了更高标准的要求，智能消防疏散指示、应急照明系统也不断推陈出新，助推消防智慧化的发展，推进城市的可持续发展。

1、消防应急照明系统和疏散指示系统的组成

消防应急照明和疏散指示系统按控制方式可分为非集中控制型系统和集中控制型系统，按应急电源的实现方式可分为自带电源型系统和集中电源型系统， 综合以上两种分类方式，可将消防应急照明和疏散指示系统分为以下四种： 1、自带电源非集中控制型 2、集中电源非集中控制型 3、自带电源集中控制型 4、集中电源集中控制型。

对于上述介绍的4种系统类型,其中类型1、2是过去几十年应用广泛的消防应急照明疏散指示系统，在我国有大量的使用实例，尤其在各种简单的场景，居民住宅、小商业市场等非大型公共场所或建筑中得到应用。而对于人员密度高，流动量大的场所，如大型零售商业中心、 大型办公楼综合体、 大型体育比赛中心、地铁、换乘中心、地下通道、水底隧道等结构复杂，出入口众多的场所，需要导光流疏散指示标志的进行导向疏散的应用场景，应该选择上述方案3或方案4集中控制型系统。 目前相对于传统的非智能型和智能型的控制系统，由于科学技术的发展，新工艺、新方案、新技术以及新创新不断出现，方案4最近几年逐步得到流行，广泛应用。

相对于非智能型的方式，智能型的系统有非常大的优势，能满足各种不同场景的需求，主要体现在：

1）系统组成简单，高度智能

应急照明控制主机具有技术先进、高度集成、带载量大等特点，一台主机最多可带20320个灯具、给设计、施工和使用维护带来极大的便利，也提高了系统的稳定性。

2）直观的人机交互图形操作界面

应急照明控制主机一般设置一个交互式人机界面，整个系统显示实际建筑的平面布置图，如实准确的显示智能应急标志的布点位置、实时工作状态，使操作管理人员对系统的运行状态、设备的状况有直观的了解，同时系统具有查询、修改功能，通过查询掌握第一手资料，且系统有具有修改编辑功能，使管理操作人员能根据建筑的真实状况、设备的实际分布对画面进行修改，按需调整疏散方案，在火灾发生时，能直接在平面布置图上显示火灾发生部位并标注出目前最佳、合理、正确的疏散路线。

3）分布式计算与智能控制技术

采用先进的分布式计算与智能控制技术，采用光纤通讯或总线通讯，多个智能控制单元协同处理信息，整个系统将控制、维护、管理集合在一起。所采用的灯具均内置独立的控制单元，具有电子条码，可设置独立的IP地址，系统对每一个终端设备进行在线监控、对疏散指示方向进行控制、闪动频率进行调整、灭灯及使用汉英两种语音进行提示和应急照明灯自动点亮等进行处理。

4）火灾报警信息输入快捷

系统主机除可通过人工输入火灾发生位置或火警信息，还可与火灾自动检测报警系统（FAS）、智能化楼宇系统主机通过网口、串口等物理接口进行通讯，由应急灯具控制主机 接收火灾自动检测报警系统、智能化楼宇系统主机发布的报警位置信息，从而实现针对每个报警点自动快捷的联动，使疏散引导智能化。

5）安全电压供电

系统中应急标志灯、应急照明灯电源由系统主机输出直流安全电压供电，在任何场合使用都不必担心会发生意外触电事故，从而保证人员的安全。

6）集中电源供电，节能环保

系统中应急标志灯和应急照明灯不再自带电源，工作电源由系统主机提供，避免了电池长期充放电所造成漏液腐蚀灯具的缺陷，减少了日常更换、维保的工作量。

7）施工简单便捷

系统采用二线制直DC24V电源供电和通讯二总线控制方式，在穿线时，可将电源线和通讯线同时穿入一根电线套管中，管路分布按树枝状结构，可任意分支，施工极其简单方便。

所有应急灯具的内部控制线路采用高集成技术，应急标志灯的外型采用超薄壳体，材料多样，兼顾美观和经济，安装时只需预埋普通86盒，方便统一安装采购。

8）集中管理，维护方便

系统主机行24小时在线对灯具进检测，对于系统中灯具的故障能做到早发现，早报警，早检修，消除火灾或应急时的疏散盲区，解决了传统灯具维护检修的繁琐问题。

系统的广泛用途，该系统不只用于火灾时疏散，还可用于建筑物内突发灾害时对人员的疏散引导。

9）多种安装方式，适合各类场所

系统中的集中电源集中控制型消防应急标志灯可以采用埋地、嵌墙、嵌项、壁挂、吊挂等多种安装方式，能适合各种工程场景的需要。

10）闪亮的工作模式，强化了主动引导疏散功能

火灾时，应急标志灯上的发光箭头将通过高频闪烁的方式提高在烟雾条件下的可见度和辨识度，使逃生或救援人员能更快的响应；同时应急标志灯逐个依次闪烁形成导向光流，光流终端指向安全出口，可靠有效地将疏散人流，指向性明确，诱导效果突出。

下表给出了智能消防疏散指示系统与传统疏散指示系统的性能比较。

2、隧道消防应急照明和疏散指示系统

近年来，随着全国各地基础建设的大力发展，城市都在建设地铁和隧道，以满足人民对交通的便利性和安全性的要求，尤其是城市发展为求美观建设地下通道和水底隧道，而且建设的规模越来越大，长度越来越长。隧道作为一种特殊的建筑结构，有别于其他大型建筑，意外发生时，在内的使用人员对周围逃生的环境完全陌生，所以一套有效可靠的隧道消防应急照明系统和疏散指示系统将发挥重要作用。

现以上海在建的某隧道消防应急照明系统和疏散指示系统为例，具体分析整个系统结构。该系统是一个分层分布式结构，第一层是位于控制中心的隧道消防应急照明系统和疏散指示系统的控制主机，其负责通过网络与消防主机进行通讯，对整个隧道内不同点位的消防报警信号进行采集分析，在事故发生时，按预设的系统方案进行动作，推算出最佳合理正确的疏散路线，并通过控制主机发布控制方案，控制现场的消防应急标志灯指示正确方向，同时将执行结果反馈给消防主机。第二层是设置在隧道各个点的消防应急照明系统和疏散指示系统的分控主机分控，采用一台主机多台分级的模式是避过度集中设置集中电源主机一旦发生故障造成的供电整体瘫痪的风险，控制主机和分级之间通过敷设在隧道内部的光纤环网进行通讯，保证传输的可靠性。第三层是现场消防应急照明系统和疏散指示系统执行层，包括消防应急照明灯、消防疏散指示灯及相关设备。整个隧道照明系统的结构如下图所示：

按照目前通用的控制模式，本隧道内和疏散通道的侧墙上每隔10米埋设一只消防应急标志灯，消防应急标志灯从隧道进口一直埋设至隧道出口，在隧道内部每一个安全出口也设置消防应急指示灯。在隧道正常通车时,控制器一直在线检测每一个消防应急标志灯的工作状态，当设备发生故障时检测出故障灯的位置和引起故障的原因，在控制中心的界面上显示并发出警告。火灾发生时,控制器接收到火灾自动检测报警系统（FAS）发出的报警信号和探测器编号后，立即在预设的路线方案中匹配并查找出最佳疏散线路，并迅速点亮消防应急标志灯，使疏散线路上的所有消防应急标志灯逐个依次闪烁形成导向光流向安全出口的方向一个个依次闪烁，使逃生者能沿着导向光流安全地到达出口。随着火情的变化，现场发生新的变化时，例如当原先判断能到达安全出口的路径或出口在火情变化的过程中变成不是最佳线路或出口时，火灾自动报警系统将新信息提供给系统控制器，控制器将根据火灾的实际情况，自动判断出新的最佳疏散路线并控制消防应急标志灯形成新的导向光流指示正确的逃生方向。

3、隧道消防应急照明系统和疏散指示系统的功能

本隧道消防应急照明和疏散指示系统中消防应急标志灯常时处于节能点亮状态，消防应急照明灯灭灯，集中电源集中控制型智能疏散指示系统24小时不间断的对终端进行巡检，每个终端设具有独立的地址编码，系统内任一灯具发生故障时，主机发出报警信号，并报出灯具故障状态，系统内所有设备故障排除后，光报警才自动消除。

火灾发生时，应急照明控制器接收到FAS系统的火灾报警信号后，系统主机根据火灾报警系统传递的事故信息位置进行联动：

（1）控制系统所有非持续型应急照明灯点亮；

（2）应急标志灯进入应急点亮状态；

（3）灯具启动频闪功能，形成导向光流，指向安全区域，引导人员安全、快速的脱离现场，到达安全位置。

（4）应急标志灯依据火灾或非火灾疏散模式改变指示方向。

（5）正常照明失效时，失效区域的应急照明灯可快速启动点亮工作；

（6）本系统疏散标志灯10米一盏，照明灯10米一盏，集中电源设置在隧道内和工作井内。

（7）电源线采用无极性连接，通讯线采用无极性连接。

4、结束语：

在我国经济快速增长、各地GDP不断创新高的大环境下，全国各地的基础建设也在全面快速发展，与此同时，科学技术也在进步，随着诸多创新性技术，如智能AI技术、大数据采集分析技术的广泛应用，不断推动产品的升级换代，改变了以往常规的隧道消防应急照明系统和疏散指示系统。在隧道防火的实际应用中，消防应急照明和疏散指示系统的设计、安装和使用保养至关重要，直接关系到隧道的通行安全，驾驶员和乘坐人员的生命财产安全，高科技、智能化的隧道消防应急照明和疏散指示系统的应用，不仅为隧道的防火安全提供保障，为隧道的正常安全运营提供助力。本文介绍的系统不但作为一个单独的系统运行，而是融入到整个隧道综合监控系统中，促进隧道向智慧化隧道发展，隧道不仅仅是一个交通通道，通过前期的设计、施工、和最终的运营养护是要提供给驾驶人员一个环保、安全、顺畅、高效可靠的通行环境，促进国家的高速发展。

参考文献：

［1］刘悦，张超，双耀强.物流仓库的消防应急照明和疏散指示系统设计——基于GB 51309—2018的实际做法[J].工程建设与设计，2019（23）：55-56，59.

［2］刘自春 . 新标准下应急照明和疏散指示系统的设计应用[J].中国标准化，2019（22）：284-285.

［3］GB51309—2018国家标准编制组.学习GB51309—2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》——地铁专场问答[J].建筑电气，2019（10）：47.