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应急疏散照明技术的发展和应用



关键词:消防应急灯具 光源 光源照度 场致发光器件 疏散走道 自带电源 集中电源 子母电源 安装间距 低位照明

建筑消防应急疏散照明技术是一门涉及建筑火灾时人员安全疏散和灭火救援用的消防应急照明和标志灯具产品开发;系统设计、安装和应用;标准和规范制修订等项内容的重要建筑防火技术。最近十几年,随着科学技术、经济建设和各项社会事业的迅速发展,消防应急照明技术有了长足发展和广泛应用。本文将从上述几个方面论述目前国内外建筑消防应急疏散照明技术发展和应用情况。

一、引言
建筑消防应急疏散照明技术是一项受到各国重视、有多年发展历史和必不可少的涉及建筑火灾时保证人员生命安全的重要救生疏散技术。为了使论题更加醒目和便于将该技术同火场照明技术相区别,本文标题有意使用了“建筑”和“疏散”两个修饰性限定词。消防应急灯具 (国外称之应急灯具)包括照明和标志灯具,在实际应用中,分为持续工作型和非持续工作型。近十几年,特别是近几年,随着照明技术的迅速发展,高大而复杂的智能建筑日益增多,消防应急照明法规和标准不断健全和完善,消防应急灯具产品品种不断增多,性能不断改进,技术水平有很大提高,得到了广泛的应用和发展。
目前,国内外生产使用的消防应急灯具有多种多样。按其用途划分,有消防应急照明灯、消防应急标志灯和消防应急照明标志灯三种;按其功能划分有单功能(照明或标志)或多功能(照明和标志)消防应急灯;按其工作方式划分有持续工作型和非持续工作型;按其应急供电方式划分有自带电源型、集中电源型和子母电源型(国外称之复合型);按其应急工作实现方式划分有独立控制型、集中控制型和子母控制型(国外称之复合型);按其安装高度和使用方式划分有高位安装型(国外称之架空型)、低位安装型和高低位复合安装型;按其应急供电和控制方式划分有自带电源独立控制型(也称作单体灯)、自带电源集中控制型、集中电源独立控制型、集中电源集中控制型、子母电源独立控制型、子母电源集中控制型和子母电源子母控制型等七种。
消防应急灯具采用的光源为荧光灯、白炽灯、场致发光器件、光致发光材料和LED等 。

二、发展及应用
目前,欧美等国建筑消防应急疏散照明技术发展较早、较快,处于领先地位,上述各种灯具和光源已被大量生产和广泛应用。我国虽起步晚,但发展也很快。目前,国内有200多个企业生产消防应急灯具,自1993年以来,国家消防电子产品质量监督检验中心先后受理了150 个左右企业400余个型号产品的检验,产品主要技术指标已达到国外先进水平,但产品质量、性能和品种同发达国家相比还有一定的差距,有待改进。另外,工程设计也存在造价高、施工难、控制不灵等问题,有待解决。现在,自带电源独立控制型消防应急灯具是我国的主要应急灯具产品,占市场总额的80%;发达国家在大工程中广泛使用的集中电源集中控制型消防应急灯具,在我国仅有十几家企业生产,产品数量仅占总量的百分之十几,供不应求;自带电源集中控制型、子母电源独立控制型、子母电源集中控制型和子母电源子母控制型消防应急灯具产品在我国尚无成熟产品,不能满足实际需要,产品结构不合理问题急待解决。

近几年,消防应急照明技术的新发展有以下几点:
  (1)集中控制型消防应急灯具产品在市场上的份额逐年扩大,呈上升趋势。集中控制型消防应急灯具包括自带电源集中控制型、集中电源集中控制型和子母电源集中控制型三种消防应急灯具,特别适用于智能建筑,具有便于集中管理、用户自查、消防监督检查、延长灯具寿 命、提高应急疏散效能等优点,在建筑智能化管理水平不断提高的今天,深受欢迎,其中,集中电源集中控制型消防应急灯具最受大工程欢迎,同样具有很好的发展前景。
  (2)标志灯的光源技术趋于多采用场致发光器件和LED光源和少采用荧光灯、白炽灯光源。在前后这两种光源中,发达国家是前者多于后者;而我国是前者少于后者,这是一个差距,今后的发展趋势是前者的使用将远远多于后者,甚至会取代后者。原因是场致发光器件和LED 类光源标志灯具具有节能、美观、表面亮度和匀光度都易控制等优点。场致发光是一种使用荧光粉而不是用热发光的固态现象,是1936年由在居里夫人的巴黎实验室工作的乔治·优斯特里安发现的,然而,仅在最近被发展成替代传统照明方法的高新照明技术方法,有人预料,采用场致发光丝的新技术不久将广泛用于建筑照明和应急照明的标志,特别适用于疏散走道的低位导向系统,其耗电极低,仅1W/1000米场致发光丝,具有广阔发展前景。近几年,国际上还开发出新型固体平板化光源场致发光器件,是在特制导电玻璃、塑料或搪瓷导电屏表面涂发光粉,再镀上数层金属导电薄膜和从导电屏及金属导电膜各引出一条导线做成,其寿命可达一万小时以上,其标志灯具耗电量按发光面积平方米计算,为荧光灯标志灯具的1%,并具有安全可靠、结构紧凑和体积小的特点。
  (3)目前,欧洲有许多厂商生产的由内部反光镜和复杂光线控制器组成的称作“欧洲光源”的新的应急照明灯具是消防应急照明技术的又一个新发展。该灯具具有照度强、安装简便、工程用量少、节省电缆、安装时间和工程造价等许多优点。
  (4)消防应急照明系统自动检验技术将得到普遍应用。手动检验方法既慢又费时费钱,对于大型建筑内的大型系统来说,更是如此。为此,新的欧洲标准EN50172规定大型建筑内应设置应急照明自动测试系统,检查应急照明电源的蓄电池充、放电情况、灯管性能等,同时还 可通过网络系统与建筑管理系统相接,使用户通过PC机操作取得检验结果,并可将检验结果打印保存。这一规定说明系统自动检验技术的重要性。另外,欧洲也有个别厂家生产手持式照度计,供安装人员和用户检查灯具照度使用等。这些检验技术的出现和应用也是消防应急照明技术的一个新发展。
  (5)开展应急照明灯具性能测试研究,提供科学的安装间距数据。灯具安装间距是系统设计、安装中首先要解决的一个技术问题,是与灯具的光输出量和有效分布光的性能有直接关系,对设计有效的应急照明系统和比较不同厂家照明灯具性能都有重要用途。目前,欧洲标准 化委员会CEN169WG7工作组在开展此项工作,英国应急照明灯具厂商通过应急照明工业委员会为该工作组完成了应急照明灯具性能试验并编写了统一的试验方法,为编制灯具安装间距表提供可靠试验数据,使欧洲任何有信誉的应急照明厂家在向用户提供产品的同时,也提供一份该产品的安装间距表,指出水平安装的照明灯具之间允许的最大横向和轴向间距,详见表1英国万辉公司应急照明间距表(符合英国和欧洲标准)。
(6)低位应急照明安装技术将得到广泛应用
  低位应急照明技术是指在靠近地面或地面高度上提供疏散应急照明的一项新的安装应用技术,与传统的高位(架空)安装技术相比,它具有特殊的优点和独到之处。
  传统的高位应急照明安装技术常用于有较高天棚的较大空间和疏散走道的天棚或墙壁距地面有一人高度的位置处,为空间和走道提供均匀的照度,并为走道提供清楚的信息和方向标志,一般采用传统的持续型应急照明灯具和8瓦充电应急标志灯具。
  然而,在更多的有限空间里,如带有相对低的天棚的走廊,高位应急照明系统提供的照度往往不如低位应急照明系统,原因是着火时,靠近地面处烟少,氧气多,便于人的自然疏散反应,即弯腰或匍匐行动;另一方面,低位应急照明系统采用能发出穿透烟的强光的发光二极 管光源、标准的白炽灯模块和高亮度模块,可产生理想的局部高照度,使疏散人员更容易识别疏散走道,迅速而安全地找到最终出口,所以,低位照明在火灾和其它应急情况下对于人的安全疏散十分重要。另外,发光二极管和白炽灯组合的低位高位复合应急照明系统效果更好,在过去十多年里,被广泛使用。
  航空工业最先认识到疏散走道内安装低位导向应急照明系统的好处,并在美国很快被采用,美国保险商实验室UL曾出版低位安装的导向走道标志系统的标准,在欧洲,低位应急照明或低位应急标志与高位应急照明的复合在各个公共建筑中的应用十分普遍,并在着手制订消防 低位应急照明技术标准。
  普遍认为,低位应急照明安装技术的好处,不仅是它的低维护、低成本和经济有效的优点,更重要的是它的长期安全和可靠的优点。普遍认为,被视为发明性建筑照明系统的场致发光丝将为照明设计开辟一个全新的世界,特别适合于需要照明的有狭长通道场所的低位应急照 明标志系统,为低位应急照明系统发展和应用带来新的好处和希望。
  (7)解决塑料灯具的防火安全性能
  应急照明灯具现在广泛采用热塑性塑料做电气配件和光散射板,在实际应用中,曾发生过因热塑性塑料受热熔化滴落点燃灯具下边可燃物引起的火灾,所以,应急照明灯具热塑性塑料配件的防火安全性能是设计选择灯具应考虑的一个重要因素。为解决这个问题,国外曾对目 前采用的以下几种灯具的热塑性塑料光散射板做过耐火试验:
  透明PMMA聚丙烯板:光散射性好,厚度1~2.4毫米,标称厚度1.5毫米;
  透明聚苯乙烯板:有理想的光散射性,厚度1.5~3.0毫米,标称厚度1.5毫米;
  透明聚碳酸酯板:厚度1~3毫米,标称厚度1.5毫米;
  半透明白色PVC-U板:标称厚度1毫米;
  PVC光散射板:厚度1.5~3.0毫米。
  试验表明,PVC-U白色半透明板和透明聚碳酸酯板火灾危险性小,而透明PMMA聚丙烯板和聚苯乙烯板火灾危险性大。所以,应选择不燃或难燃热塑性塑料制作的光散射板等灯具配件。目前,欧洲和国际标准已将应急灯具塑料外壳的阻燃温度由原来的650℃提高到850℃。

三、结束语
本文重点论述目前建筑消防应急疏散照明技术的新发展和应用,而对消防应急照明灯具的系统设计、安装、检验等使用要求和具体规定未作具体论述。从以上论述中可以清楚看出,建筑消防应急疏散照明技术的发展和应用,已得到了世界许多国家的重视,取得了显著的成效 。然而,同市场需要和社会、经济发展要求相比,建筑消防应急疏散照明技术的发展还不能完全满足现实和未来需要,需要研究和解决的问题还很多。为此,撰写此文,仅供从事此项工作的专业科技人员参考,起到抛砖引玉的作用。由于自己学识有限,文中难免错误多出,衷心期望专家们予以指正。