醫院建筑中智能應急照明疏散指示系統的應用

更新時間：2023-11-09 點擊次數：785

近年來,中國經濟快速增長,帶來了醫療行業的蓬勃發展,中國人口的增長也在客觀上推進了醫療建設,國家投入大量資金進行醫院的建設和改造。伴隨醫療改革的推進,醫院除了提高診治水平和醫德醫風外,還需提高醫療環境的硬件水平。現代醫院建筑更趨于高層化、大型化及復雜化,是所有建筑中使用功能*復雜、安全性要求*高的建筑之一。龐大的醫院建筑導致了內部疏散通道更長,更復雜,而醫院又是人員*為密集的場所,就診患者對醫院內部結構不熟悉因此在火災發生時人員疏散的難度非常大。如何在火災發生時使逃生人員更安全、準確、迅速地逃生,*大限度地減少人員傷亡是目前醫院建筑設計的當務之急,智能應急照明疏散指示系統應運而生,其普及應用受到建筑行業的廣泛好評。本文針對該系統在醫院建筑中的應用闡述了相關設計思想和觀點,希望對同行及專家在指導和建設智能疏散照明系統時有一定的參考價值。

1.傳統應急照明疏散指示系統存在的問題

傳統的應急照明疏散指示系統中,標志燈在建筑物內作為單體存在,獨立型應急標志燈由于其本身電器上的特性,存在著諸多不完善的地方。

(1)疏散指示方向固定,容易把人員引向火場。火災發生時由于煙霧及各種障礙物的影響,被疏散的人們不能準確地判斷出火災發生的具體位置。傳統的疏散指示標志在設計施工中已經確定了指向,因此在火災發生時無法根據火災發生的位置來合理地調整疏散方向,甚至還有可能把被困人員引向火場,造成更嚴重的后果。

(2)現代建筑滅火的形式主要還是以水為主,電壓為 220V。火災時消防水易傷及消防人員。大型建筑設計中,自動噴淋系統、消火栓系統都是必要的,火災發生時,這些系統發揮作用的同時,會產生大量的流水,再加上消防人員自帶的消防車內的水,滅火時建筑內消防水四溢。另外,火災發生時,火災自動報警系統會強制切除非消防電源,但消防應急疏散照明系統作為火災時仍需堅持工作的系統,不能被切除,而水又是電的優良導體,因此對消防人員造成潛在的危險。

(3)疏散指示標志燈在煙霧狀態下透光性不高。傳統的消防安全疏散標志燈使用的是傳統光源,標志燈表面的平均照度為10 -34 ed/m。火實發生時會產生大量的煙霧,傳統光源的透光性不高,距離遠一點就有可能看不清疏散指示標志的方向。

(4)疏散指示燈故情況下無檢修提示目前,電光源型消防安全疏散指示標志安裝驗收合格后,一般要求每月做一次視覺檢查。現代建筑規模大,功能復雜,疏散指示燈其數量龐大,傳統的消防疏散指示標志燈采用一般的電氣回路連接,所有燈具都需要用肉眼去仔細檢查,且不能保證火災發生時每個疏散指示標志都能起作用,影響火災時的消防疏散。

(5)系統不節能。傳統疏散指示燈具的光源為傳統光源,達不到綠色照明的標準。

由此可見,改進現有消防應急照明疏散指示系統,*大限度地減少人員傷亡與降低財產損失，實現安全逃生勢在必行。智能型應急照明疏政指示系統正是在此背景下研發出來的,該系統符合國家相關標準和技術要求,解決了上述獨立型應急疏散照明系統存在的問題。

2.智能應急照明疏散指示系統概況

2.1 智能應急照明疏散指示系統介紹

智能應急照明疏散指示系統采用集中監控方式,通過信息技術、計算機技術和自動控制技術對樓宇內的消防安全通道進行實時監控,以達到智能化安全疏散的目的。它將以往傳統應急疏散照明系統"就近引導逃生"的理念轉化為安全引導逃生"。該系統 24 h不間斷地對設備進行巡檢,保證整個系統在*佳狀態,避免火實發生時的逃生盲區。此外,通過和消防報警設備的聯動,獲悉現場火警信息,動態調整逃生方向,使逃生人員安全、準確、迅速地選擇安全通道逃生。該方式下引導人員逃生,避免進人煙霧彌漫的區域,使整個疏散系統逃生通道選擇有章可循。

該系統與消防報警系統聯動,借助消防報警系統感煙探測器探測火災信息,對底層設備進行控制、發送指令、實施額閃、語音、光流閃動等動作。

2.2 智能應急照明疏散指示系統的組成

智能消防應急疏散照明指示系統主要由智能監控主站、智能中央電池主站、智能控制器分機和集中電源式點式監控型標志燈、照明燈四部分組成。

(1)智能監控主站由監控主機、消防聯動控制及反悔信號轉換箱、計算機(終端顯示監控器)及通信模塊組成,是全系統設置、顯示、控制、儲存、打印及與外部進行信息交換的中心設備。

(2)智能中央電池主站每個輸出干線單元(模塊)均有地址碼、狀態接收監視。

(3)智能控制器分機設于防火分區內,作為通信及配電設備給末端集中電源式燈具供電及控制。智能控制器分機每個輸出模塊均有地址碼、狀態接收監視與控制。

(4)集中電源式點式監控型標志燈、照明燈,本體由微處理器(包括算術邏輯部件寄存器、控制電路、時鐘發生器、存儲器、輸人/輸出模塊、輔助電路及內部總線)、電子變壓恒流控制器、LED光源及傳感器組成。每個燈輸人電壓DC24 V.燈內不帶蓄電池組均帶地址編碼及傳感器,可實現點式故障報警。標志燈可編程序點式控制,非持續持續工作模式定義;執行頻閃調向強迫點燈,定時程序控制模式;地面集中電源式點式監控型標志燈可設為地面導光流,在疏散狀態流動指向時使用。

2.3 智能應急疏散照明指示系統主要特性

(1)管理特性。為便于業主進行管理及節能而設。例如可對系統預設8:00 開機.17:00關機。

(2)監視及可靠性特性(運行狀態監視功能)D被動靜態監視功能:自動地對(直流)電池主站、控制器分機、燈的狀態進行實時監控及故障報警記錄;2主動動態監視:24 h一次可編程序執行功能測試計劃,對系統進行動態功能性測驗,給出故障報警記錄,確保 100% 的燈具無任何故障(100% 的可靠性);3可編程序電池應急持續時間測試計劃(3 個月一次):是為確保蓄電池容量能保證規范要求的應急時間。

(3)控制特性。D 強迫點燈功能:一旦火災發生,消防聯動信號送入,全系統所有燈進入全部點亮狀態,形成一條完整的疏散照度線;2可編程疏散導向功能:預設疏散軟件方案,統一據著火位置進行引導,對指向標志燈進行左向右向指令調整,著火位置的出口標志燈關閉在復雜的疏散區間中,盡量避免人員誤入著火區域或無序轉向,而導致無法找到真正出口的情況發生;3可編程序強迫頻閃/流動:可預設或手動對標志燈進行頻閃/流動控制。

(4)安全特性(火災狀態下安全的保證功能)。D火災狀態下 DC 24 V 安全電源及 DC216V隔離電源的運行模式,既要避免觸電事故產生，又盡可能地保證疏散應急照明之供電;2火災狀態下DC24 V安全電源及 DC216V 隔離電源的運行模式主要是考慮切斷疏散應急照明電源與電網電源或發電機組電源的關聯,以形成區域子電網獨立工作。DC24 V的抗串火性遠遠強于AC 220 V。DC 216 V切后與大地網隔離運行,形成懸浮工作狀態,以避免短路沖閘,影響消防動力電源正常使用,確保消防滅火救援工作得以順利進行。

(5)電源特性。D智能中央電池主站內的智能應急聯絡通道的建立是為可互為備用、交替運行的電池電源提供保障。

(6)燈具光源特性。D 燈具及光源符合寬電壓點亮原則(50% 電壓下燈的亮度不變);2燈具及光源符合快速點亮原則(ms 級相對而言熒光燈管是 s 級);3燈具及光源符合長壽原則(≥50 000 h);燈具及光源具備可測控性。

(7)環保與資源節儉特性。D 智能應急疏散照明系統光源采用LED 光源。LED 被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長等特點;2智能應急疏散照明系統較采用傳統EPS應急照明電源系統蓄電池容量一般下降40倍以上;對減少蓄電池中鉛間接造成的環境污染效果。一般蓄電池按壽命,每3-5年一換。例如400 kW/90 min 的EPS應急照明電源系統,蓄電池的費用是100 萬元,這個維護代價是巨大的,而對智能應急疏散照明系統(10 kW/90 min)蓄電池的費用是2.5萬元,維護代價相對要低得多。

3 智能應急疏散照明指示系統在醫院建筑設計中的應用

3.1 工程概況

某215醫院為三級甲等醫院，地上12F,地下 2F。其中地下2F為汽車庫和部分庫房;地下1F北側主要是設備用房,包括水泵房,直燃機房,變配電所等,南側為直線加速器,模擬定位等醫技用房;地上南側 1F4F為門診樓，5F~12F為A區病房樓，其中4F與5F間設有管道夾層:;地上北側 1F~5F 為醫技樓6F~12F為B區病房樓，其中5F與6F 間設有管道夾層,屋頂為電梯機房、水箱間等。建筑高度為49.90m,總建筑面積為98 351m,地上74505m地下23 846m床位數1132張年門急診量約為30 萬人次。由于建筑功能較復雜人員密集,就診人員不熟悉疏散路線,火災時對疏散照明的依賴性較大，設計選用了E-Bus/10智能應急疏散照明指示系統,與火災自動報警系統聯網運行,預置各種應急方案,保證火災疏散的安全性,同時疏散照明系統具備的監控功能很大地減少了日常維護工作量,明顯降低了運行成本。

3.2系統配置

該工程在地下車庫、樓梯間、所有走廊及公共場所采用 E-Bus/10智能應急疏散照明指示系統,系統由智能監控主站、智能中央電池主站、智能控制器分機和集中電源點式監控型標志燈、照明燈組成。所有設備及燈具均具有唯地址并帶傳感器,控制器的主電源由消防電源供電。

智能監控主站設在首層消防控制室，一臺監控主站*多可配出1~8路通信線,每路通信線可接32臺設備(電池主站及控制器分機)。智能電池主站選用UBS216V -512M/ELS-32N10系列,其中兩臺10kVA·h 電池站設置在消防控制室,為地上部分的智能疏散照明燈具供電。由于地下面積大,燈具設置比較分散,布線距離比較遠,則選用了4臺3 kVA·h 電池主站,分別設在地下2F的4 個豎井中,為地下的智能疏散照明燈具供電。電池主站電源輸人為單路三相四線AC380V輸出干線模塊(回路)4或8路不可任意增減。

工程共采用了 62 臺控制器分機,控制器分機分別設置在各層強電豎井內,每臺控制器分機是標準的4或8路輸出,*多可配帶(32個地址)25個安全電壓型燈(但對設為導光流的地面標志燈可接人64個),即1臺控制器分機一般可帶100~200個燈。

疏散指示燈具設置在門診大廳、出入院大廳、急診門廳、候診室、走廊、樓梯間、餐廳等公共位置。門診大廳、出入院大廳等人流聚集場所在地面設置可變方向的疏散指示燈具,間距不大于10m。沿疏散通道設置的疏散指向標志燈,設置在疏散走道及其轉角處距地面高度1.0m 以下的墻面上。在疏散通道的任一位置至少有 1個疏散指向標志在視覺范圍內,并保證導向的連續性疏散標志燈相互間距不大于20 m;對于袋形走道,不大于10 m;在走道轉角區,不大于1.0 m。出口標志燈安裝在安全出口和疏散門的正上方標志的下邊緣距門的上邊緣不大于 30 cm。為保證照度,走道、消防設備用房和公共區域增設集中電源點式監控型照明燈,以上燈具均采用 LED 光源,具有巡檢、頻閃功能。當發生火災時,系統根據火災報警系統的聯動信息,通過發送開燈指令打開應急照明燈;通過發送頻閃及改變指示方向等指令動態調整標志燈具的疏散指示方向,能在混亂的火災現場為逃生人員指出一條安全、快捷、有效的逃生路徑。疏散照明的照度值要求為:一般通道不低于0.51.散樓梯及人員密集場所不低于5l。

3.3 系統的管線要求系統管線的要求為:

(1) 安全電壓類集中電源點式監控型標志燈/照明燈的電源線及通信線同管敷設采用WDZ-BYJ(F)2x4+ZR-RVS2x1.5穿鋼管敷設,當使用其他敷設方式時,通信線改為帶屏蔽雙絞線。

(2)E-Bus 總線采用 WDZ-BYJ(F)2 x25+ZR-RVS2x1.5穿鋼管敷設，當使用其他敷設方式時,通信線改為帶屏蔽雙絞線。

(3)智能電池主站至智能控制器分機的電源線采用 WDZ-BYJ(F)3x4穿鋼管敷設。

3.4系統基本功能

系統的基本功能為:

(1)可通過日常OFF/ON程序預設管理及手動管理功能設置系統運行時段,便于業主管理,以達到節能的目的。

(2)監控主站系統自動對下層設備及燈具進行實時監測,發生故障時可發出聲光報警。聲報警可手動解除,光報警排除故障后才能解除。

(3)系統自動執行每24 h一次的功能性測試計劃程序;每3個月一次的放電性測試計劃程序提示,由此保證在災難發生前系統及每一個燈具均處于完好狀態。

(4)火災發生時,智能監控主站接收到火災信號立刻按照著火位置啟動相應程序,智能電池主站、智能控制器分機及消防燈具均在5s內完成預設動作,全樓應急照明燈點亮,疏散標志燈按程序完成指向調整,并執行頻閃動作。

(5)火災后期通信中斷后,系統能保持*后一次指令動作狀態。

3.5系統與傳統應急照明疏散指示系統的投資成本分析

構建應急照明疏散指示系統有以下幾種方案:

(1)以自帶電源型照明燈 +自帶電源型標志燈為主體,簡稱A系統

(2)以EPS+通用照明燈+自帶電源型標志燈為主體,簡稱B系統。

(3) 中央電池型智能控制式(照明燈 +標志燈)系統,簡稱C系統。

系統初次投資成本概算如表1所示(只列出直接及關聯的主要設備材料參考成本)

表1系統初次投資成本概算

由表1可知,系統的初次投資成本比傳統投資成本要高,但從系統長期維護成本照明節能減排、環保與資源節儉級別等方面看其*性是傳統系統。表2給出了不同系統的4 年維護成本,其中包括4 年(一個周期)光源、鎮流器、電池更換材料成本費,以及設備更換人工管理費等,而智能應急照明疏散指示系統的燈具都是全壽命免維護的。

4.安科瑞消防應急照明和疏散指示系統選型方案

4.1系統概述

消防應急照明和疏散指示系統主要由應急照明控制器、消防應急照明集中電源或應急照明配電箱、消防應急燈具等幾部分組成。該套系統可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺或火災自動報警系統等進行數據交換和共享。

該系統配合火災報警控制器使用時，在平時對系統內的設備進行實時的監視和控制，便于日常的管理和維護，保障系統的穩定運行。基于此保證在火災發生時，能夠準確改變消防應急標志燈具的指示方向，點亮消防應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全的逃生方向，保障群眾的人身安全，為各類用戶擔心的安全問題解決了后顧之憂。

4.2應用場所

適用于住宅、酒店、辦公樓、商城綜合體、醫院、隧道管廊、軌道交通、地庫、倉庫、工廠等各行業的消防應急照明和疏散指示系統。

4.3系統結構