淺談甲類生產(chǎn)廠房應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計問題解析

時間：2023-04-25作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：65

【摘要】：文章結(jié)合電氣設(shè)計項目實踐經(jīng)驗，分析了甲類生產(chǎn)廠房消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計中照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置、疏散走道和疏散通道的規(guī)劃、集中控制型系統(tǒng)類型的選擇、電壓等級的選擇中存在的問題，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗，可以為同類工程提供參考。
【關(guān)鍵詞】：甲類生產(chǎn)廠房；消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)；防爆
1?引言
       《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309—2018）[1]（以下簡稱“《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》”）實施至今已經(jīng)有3年多的時間。在這期間，設(shè)計人員和審圖*按照新標(biāo)準(zhǔn)，同時結(jié)合其他現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對實際項目中的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)（以下簡稱“消防照明指示系統(tǒng)”）進(jìn)行設(shè)計和圖審，但仍然有存疑的地方。文章結(jié)合實際參與電氣設(shè)計的項目的經(jīng)驗對相關(guān)問題展開研究。
1研究背景
1.1工藝流程
       酒石酸/磷酸泰樂菌素提取車間（以下簡稱“提取車間”）以酒石酸/磷酸泰樂菌素發(fā)酵液為原料，經(jīng)酸化過濾、萃取、反萃、精制中和、噴霧干燥得到酒石酸/磷酸泰樂菌素產(chǎn)品。提取車間溶媒介質(zhì)為醋酸丁酯，醋酸丁酯屬于酯類且為甲B類可燃液體，醋酸丁酯的爆炸性混合物分級和分組見《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058—2014）[2]附錄C表C，
如表1所示。
 
1.2建筑概況
       提取車間于2019年10月進(jìn)行電氣設(shè)計。建筑面積為6027.45㎡，地上4層，建筑總高度為23.8m，整個建筑物分為3個*分區(qū)，火災(zāi)危險性為甲類生產(chǎn)廠房。環(huán)境為中等腐蝕性環(huán)境和爆炸危險環(huán)境2區(qū)，主要爆炸危險介質(zhì)為醋酸丁酯（ⅡA，T2），提取車間為非人員密集生產(chǎn)場所。
2主要設(shè)計內(nèi)容和存在的問題
2.1照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置
        對于實際項目中消防照明指示系統(tǒng)的照明燈和標(biāo)志燈（出口、方向、樓層）的設(shè)置，設(shè)計人員和審圖*都有自己的見解。部分設(shè)計人員認(rèn)為應(yīng)該參考《建筑設(shè)計*規(guī)范（2018年版）》（GB50016—2014）[3]（以下簡稱《火規(guī)》），而結(jié)合實際應(yīng)該參考《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》，理由如下：
       （1）在修訂和實施時間上，后者較新。
       （2）在照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置上，《火規(guī)》中列出了大的框架但范圍不明晰，讓設(shè)計人員不能明確領(lǐng)會。
例如，《火規(guī)》*10.3.1條規(guī)定：“民用建筑、廠房和丙類倉庫的下列部位應(yīng)設(shè)置疏散照明”，*10.3.5條規(guī)定“高層廠房（庫房）和甲、乙、丙類單、多層廠房，應(yīng)設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志”。此兩條的條文解釋提到“對于本規(guī)范未明確規(guī)定的場所或部位，設(shè)計師應(yīng)根據(jù)實際情況，從有利于人員安全疏散需要出發(fā)考慮設(shè)置疏散照明”“具體設(shè)計還可結(jié)合實際情況，在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)合理選定安裝位置”?！稇?yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》的表3.2.5和*3.2.8～10條中關(guān)于照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置相對詳細(xì)且明確，設(shè)計人員按規(guī)范要求執(zhí)行即可。規(guī)范的不嚴(yán)謹(jǐn)、不明晰會讓設(shè)計人員、審圖*和業(yè)主三方產(chǎn)生不必要的困擾。本著“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，設(shè)計人員和審圖*按照規(guī)范和條文解釋的要求，根據(jù)項目的實際情況，從有利于人員安全疏散需要出發(fā)設(shè)置的疏散照明的范圍，但這大概率會**出規(guī)范要求，這會讓業(yè)主誤認(rèn)為設(shè)計人員過度解讀規(guī)范從而過度設(shè)計，較會因為經(jīng)濟(jì)造價的問題提出異議。而當(dāng)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)且明晰時，三方可就規(guī)范論事，能很大程度上避免以上問題。
提取車間為非人員密集生產(chǎn)場所，依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.5中Ⅱ-1、Ⅳ-1、Ⅳ-6和*3.2.8～10條，需要在車間內(nèi)相應(yīng)位置設(shè)置照明燈、出口標(biāo)志燈、方向標(biāo)志燈、樓層標(biāo)志燈；車間內(nèi)疏散走道照度設(shè)計值不**1lx，疏散樓梯間照度設(shè)計值不**5lx。
2.2疏散走道和疏散通道的規(guī)劃
       因工藝流程的復(fù)雜性、連貫性，提取車間內(nèi)設(shè)備的數(shù)量和種類繁多、布置緊湊（提取車間西側(cè)一層布置64個儲罐、38臺機(jī)泵、10臺離心機(jī)；東側(cè)一～四層通高布置2臺噴霧干燥塔，其中二層布置4個儲罐、2臺機(jī)泵）。
按照《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》的要求，需要在疏散走道和疏散通道設(shè)置照明燈和標(biāo)志燈。工業(yè)建筑生產(chǎn)場所內(nèi)的疏散走道和疏散通道的規(guī)劃是一個難點(diǎn)，電氣設(shè)計人員不能僅憑建筑、工藝條件，結(jié)合自己的主觀猜想進(jìn)行規(guī)劃，這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹ｋ姎庠O(shè)計人員需要和專業(yè)、工藝專業(yè)、業(yè)主充分溝通，合理規(guī)劃疏散走道和疏散通道，在合適的位置設(shè)置照明燈和標(biāo)志燈。
2.3集中控制型系統(tǒng)類型的選擇
       《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116—2013）[4]*3.4.1條規(guī)定：“具有消防聯(lián)動功能的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的保護(hù)對象中應(yīng)設(shè)置消防控制室”。提取車間是廠區(qū)中的一個單體，需要將整個廠區(qū)視為一個保護(hù)對象，故在廠區(qū)中設(shè)置消防控制室，在提取車間內(nèi)不再設(shè)置。又因提取車間火災(zāi)危險性為甲類生產(chǎn)廠房，故在車間內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。
《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》*3.1.2.2條規(guī)定：“設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，但未設(shè)置消防控制室的場所宜選擇集中控制型系統(tǒng)”，國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）*5頁*2段提及：“消防控制室所管轄范圍內(nèi)且設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建筑均應(yīng)采用集中控制型系統(tǒng)”，故提取車間選擇集中控制型系統(tǒng)。集中電源集中控制型系統(tǒng)、分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖可參考國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）*15、16、19頁。
2.3.1集中電源集中控制型系統(tǒng)
       （1）將集中電源設(shè)置于配電室或消防控制室，因廠區(qū)占地面積大、車間多、配電線路的供電距離較長、壓降損耗大，為保證配電線路末端燈具電壓正常，需增大配電線路線徑，這會導(dǎo)致工程中部分耗材增加，造價增高。
       （2）《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》*3.3.8條規(guī)定：“集中電源額定輸出功率不應(yīng)大于5kW”“輸出回路不應(yīng)**過8路”。廠區(qū)車間不僅數(shù)量多，而且每個車間的使用功能、工藝流程和建筑概況均有不同，各車間內(nèi)設(shè)置的應(yīng)急照明燈和標(biāo)志燈的數(shù)量也不相同，因此各個車間需要由配電室或消防控制室引入的配電線路回路數(shù)不同。但可以肯定的是，配電線路回路數(shù)肯定不少，這意味著配電室或消防控制室內(nèi)設(shè)置的集中電源數(shù)量較多，配電室或消防控制室的面積需要加大，這會引發(fā)一個新的問題：集中電源的自備電源大部分是鋰電池或鉛酸蓄電池，需要確定配電室或消防控制室是否同時也為蓄電池室。如果同時也為蓄電池室，該功能房間電氣專業(yè)需按照《電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5044—2014）（以下簡稱“《直流電源規(guī)程》”）設(shè)計?！吨绷麟娫匆?guī)程》*8.1.4條規(guī)定：“蓄電池室內(nèi)的照明燈具應(yīng)為防爆型，且應(yīng)布置在通道的上方，室內(nèi)不應(yīng)裝設(shè)開關(guān)和插座。蓄電池室內(nèi)的地面照度和照明線路敷設(shè)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL/T5390的有關(guān)規(guī)定”，這無疑提高了該功能房間的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
       （3）集中電源集中控制型系統(tǒng)可靠性差，若配電室或消防控制室內(nèi)集中電源因故障不能工作，整個廠區(qū)的集中控制型系統(tǒng)會隨之故障?？梢詫⒓须娫丛O(shè)置在消防控制室內(nèi)或有人值班的場所，在日常管理和維護(hù)檢修上比較便利。
綜上，集中電源集中控制型系統(tǒng)不適合提取車間，提取車間并未采用此系統(tǒng)。
2.3.2分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)
       相較于集中電源集中控制型系統(tǒng)，分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護(hù)檢修上不能集中在一個場所，操作有不便之處外，當(dāng)用于正常環(huán)境的車間時沒有其他明顯缺點(diǎn)。然而，提取車間于2019年10月進(jìn)行電氣設(shè)計時，《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》剛剛實施不久，市場上還沒有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應(yīng)急照明集中電源，雖然有一些廠家生產(chǎn)了防爆A型應(yīng)急照明集中電源，但大多數(shù)沒有經(jīng)過3C認(rèn)證，只是過渡型產(chǎn)品，出于安全考慮，提取車間沒有采用此系統(tǒng)。
2.3.3自帶電源集中控制型系統(tǒng)
       相較于集中電源和分區(qū)集中電源型兩種系統(tǒng)，自帶電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護(hù)檢修上不能集中在一個場所，操作有不便之處外，沒有其他明顯缺點(diǎn)。
通過以上對比，提取車間選擇自帶電源集中控制型系統(tǒng)，按照《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》*3.3.7條規(guī)定，提取車間共設(shè)置7個A型應(yīng)急照明配電箱（隔爆型），3個*分區(qū)及4個封閉樓梯間各設(shè)置1個；依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.5中相應(yīng)條款，在提取車間對應(yīng)的位置設(shè)置自帶蓄電池照明燈（隔爆型）和自帶蓄電池標(biāo)志燈（隔爆型）。
目前，市場上已經(jīng)有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應(yīng)急照明集中電源，提取車間及其他甲類生產(chǎn)廠房可選擇分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)。分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)不管從使用成本還是使用功能上并沒有明顯的優(yōu)劣勢之分，電氣設(shè)計人員可任選其一，也可根據(jù)業(yè)主的需要選擇相對應(yīng)的方案。
2.4電壓等級的選擇
依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定，A型應(yīng)急燈具的額定工作電壓不應(yīng)大于DC36V。常見的A型應(yīng)急燈具工作電壓以DC24V和DC36V為主。電壓等級的選取，需從實際項目出發(fā)，計算相關(guān)出線回路的電壓損失是否滿足規(guī)范要求。提取車間中，*不利電壓損失的應(yīng)急照明回路長度為95m，負(fù)載功率為77W，線路統(tǒng)一采用2.5m㎡耐火型銅導(dǎo)線。依據(jù)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《應(yīng)急照明設(shè)計與安裝》（19D702-7）*21頁相關(guān)計算公式，當(dāng)選擇DC36V的工作電壓偏差9.32%<20%, 選擇24V時偏差為20.97%>20%.電壓損失為根據(jù)以上計算，當(dāng)選擇DC24V的工作電壓時，無法滿足規(guī)范規(guī)定的電壓損失允許值（±20%）；當(dāng)選擇DC36V工作電壓時，可滿足規(guī)范要求。
對于小型廠房而言，消防照明指示系統(tǒng)的電壓等級選擇DC24V或DC36V的區(qū)別不大，但對于*型廠房，其出線線路越長，線路負(fù)載越大，不同電壓等級引起的電壓損失會越明顯。如果選擇較低的系統(tǒng)電壓等級（DC24V），為了保證電壓損失滿足規(guī)范要求，需要將線纜截面放大一級甚至兩級，這顯然不符合經(jīng)濟(jì)合理原則。事實上，目前市面上的隔爆型A型應(yīng)急燈具和集中電源的額定電壓以DC36V為主。不同電壓等級的產(chǎn)品在生產(chǎn)成本上無較大差別，但在適用范圍上，DC36V有較大優(yōu)勢。
 
3 安科瑞選型產(chǎn)品
綜合以上設(shè)計與要求，我司產(chǎn)品選型如下：
 
應(yīng)急照明控制器

 
注：安裝在本項目的消防控制室內(nèi)
 
應(yīng)急照明配電箱
      

 
應(yīng)急燈具
 
 


注：非集中電源方案用在本項目的提取車間
 
應(yīng)急照明集中電源

應(yīng)急燈具

 
注：集中電源方案用在本項目的其他防爆區(qū)域
 
4 結(jié)束語
       工業(yè)建筑生產(chǎn)廠房工藝流程復(fù)雜、多樣，需要從安全角度出發(fā)，認(rèn)識消防照明指示系統(tǒng)的重要性。作為設(shè)計人員，除了按照規(guī)范設(shè)計項目之外，在設(shè)計中遇到問題也需要思考和總結(jié)，力求較準(zhǔn)確、較全面、較完善地進(jìn)行設(shè)計。

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