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地鐵區間隧道應急照明設計方案探討

文章更新時間：2023-04-24　點擊量：829

【摘要】針對地鐵區間隧道較長，火災發生時疏散時間長、疏散困難等問題，結合GB51309-2018《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》，探討地鐵區間隧道的消防應急照明和疏散指示系統設計方案。

【關鍵詞】地鐵；區間隧道；應急照明；疏散指示；

引言

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

《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》、GB51298-2018《地鐵設計防火標準》、GB/T33668-2017《地鐵安全疏散規范》、GB50016-2014《建筑設計防火規范》（2018年版）及結合實際地鐵工程，對地鐵區間隧道消防應急照明和疏散指示系統設計方案進行探討。

一系統設計

地鐵隧道消防應急照明疏散指示系統設計主要包括：系統類型選擇、消防應急照明燈具及疏散指示燈具選擇、系統配電設計、系統通信設計、系統控制設計五個方面。為簡化描述，專業術語名稱簡化如下：消防應急照明疏散指示系統簡稱“系統"；消防應急燈稱為“燈"，其中消防應急燈稱為“燈"，消防應急標志燈稱為“方向標志燈"，指示安全出口消防應急標志燈稱為“出口標志燈"；應急照明集中電源簡稱“集中電源"。

1系統類型

一般來說，地鐵站設有車輛控制室（多線換乘時，可根據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，規模較大（6B車站面積均超過2萬m2）、火災風險高，疏散路徑復雜。3.GB51309-2018.消防應急照明和疏散指示系統的系統類型應選擇集中控制系統。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集中電源供電。考慮到地鐵區間隧道線路較長，環境潮濕，容易出現燈具自帶電池維護不到位的情況。發生火災時，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，區間隧道應采用集中控制系統，燈具應采用集中電源集中控制消防應急燈（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、使用壽命長等優點，LED光源應優先考慮區間消防應急照明和疏散指示燈。地鐵區間隧道多采用盾構機，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GB51298-2018《地鐵設計防火標準11.2.第四條第二款：地下區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)。作為區間疏散走道，區間疏散平臺的疏散照度為GB50016-2014《建筑設計防火規范》(2018版)10.3.第2條1款的要求不應低于1.00lx，早期部分城市軌道交通區間無疏散平面，作為疏散路徑，疏散照度為3.0lx，新建地鐵線路基本設置疏散平臺，設計時應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區間隧道照度值

圖2.png

根據上述規范要求，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。地鐵區間發生火災時，應連續保證區間照明的不間斷配電。方案1火災時燈熄滅，不宜從以人為本的角度使用。一般來說，發生火災時仍需工作和值班的區域需要設置備用照明。區間發生火災時，更需要疏散乘客，方案2不宜采用。方案3滿足設計規范要求，系統簡單，施工方便。因此，區間照明疏散照明設計的照度值為5.0lx。根據《地鐵疏散規范》第7.2條，區間聯絡通道的距離一般不超過600m，即聯絡通道設置的集中電源配電范圍不超過300m。聯絡通道布置示意圖如圖3所示。

表2區間照明方案比較

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，應使用帶米標的方向標志燈。根據GB51298-2018第5.6.6:地下縱向疏散平臺應設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設置在疏散平臺側墻上，不得占用疏散平臺寬度，間距不得超過15m。GB/T368-2017《地鐵疏散規范》第8.17條第f)款要求區間疏散指示標志可控方向。

地鐵區間隧道標志燈的安裝高度一般在疏散平臺1m以下，應根據規范要求選擇中小型標志燈。考慮到與車站的統一性，建議在區間隧道內使用中型標志燈。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。應使用中型標志燈，布置間距應按≤10m（設計應采用10m），布置圖如圖4所示。

圖4.png

(4)集中電源應急供電時間

GB51298-2018地鐵設計防火標準11.2.第五條地下車站和區間應急照明的連續供電時間不得小于60min，從正常照明到應急照明的切換時間不得大于5s。GB50157-2013《地鐵設計規范》15.5.5:正常交流電源全部退出時，地下線路應急照明連續供電時間不應小于60min(注:GB51309-2018第3.2).4、GB50016-2014《建筑設計防火規范》(2018版)10.1.第五條第二款有類似要求）。地鐵區間疏散路徑必須經過區間和車站，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電池的初始容量應為疏散照明時間的3倍，即180分鐘。

由于地鐵區間應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，應急時間就不能滿足應急照明的要求。因此，本著優先、以人為本的基本理念，按180分鐘考慮應急照明電池的初始容量是合理的。

3系統配電

(1)燈具功率及電纜選擇

地鐵站降壓為車站及相鄰半區間提供電源，即小里程1/2區間+車站+大里程1/2區間配電。GB51309-2018第3.3.五條任何配電回路燈具的數量不得超過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)配電系統圖

根據上述計算，集中電源總容量：S=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0.8的功率因數，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，因為饋線負荷為照明燈具。根據GB51309-2018第3.3.6、集中電源饋線電路保護開關額定值為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應為6A保險絲。

4應急照明控制器、通信線路

(1)應急照明控制器應急照明控制器

應設置在車輛控制室。考慮到國內地鐵車輛控制室的綜合設計，建議安裝應急照明控制器。控制器主顯示屏高度應為1.5～1.8m，其正面操作距離≥1.2m。

(2)通信線路地鐵區間

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，節省工程投資。樹形總線通信一般可用于應急照明控制器與區間集中電源之間；當區間距離較長時，也可采用樹形光纖通信方式。

5系統控制設計

正常情況下，區間照明應開啟節能模式，區間疏散指示燈應以1/2區間為界，各指向附近車站；在非火災狀態下，系統主電源斷電后，區間照明燈應從節能模式轉變為應急照明模式。系統主電源恢復后，區間照明燈應恢復正常節能模式；在火災情況下，應急照明控制器應接受FAS系統的指令，根據火災點位置、區間氣流組織和出口方向指向有效疏散方向。

二安科瑞選型產品

綜合以上設計和要求，我公司產品選型如下：

應急照明控制器

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