葉 充，王健華

(1. 廣州市設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，廣州 510620； 2. 中機(jī)國際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，長沙 410007)

0 引言

消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)(下文簡(jiǎn)稱“消防應(yīng)急照明系統(tǒng)”)是火災(zāi)及其他災(zāi)害發(fā)生時(shí)人員疏散及逃生的重要設(shè)施，隨著年代和規(guī)范的變化，該系統(tǒng)做法不斷調(diào)整。GB 51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(下文簡(jiǎn)稱“GB51309”)對(duì)消防應(yīng)急照明系統(tǒng)進(jìn)行了歸類和簡(jiǎn)化，并從避免火災(zāi)特殊環(huán)境中疏散人員和消防隊(duì)員電擊傷害的角度進(jìn)行了要求，對(duì)保障人生安全起到了一定的作用。但該規(guī)范在適用范圍上并沒有沿用之前大多數(shù)建設(shè)規(guī)范的用詞“新建、擴(kuò)建、改建”，從而在既有建筑改造特別是局部裝修工程中造成不少困惑，因此各地也在探討細(xì)則和規(guī)定。此外，援外工程出于規(guī)范適用原則(與當(dāng)?shù)貙?shí)際相結(jié)合)、設(shè)備選型原則(使用和維護(hù)便利化)的考慮，也不一定適合嚴(yán)格執(zhí)行GB51309。下文從GB51309在火災(zāi)疏散及消防救援時(shí)電擊安全考慮為出發(fā)點(diǎn)，從技術(shù)角度對(duì)8m以下消防應(yīng)急照明系統(tǒng)電擊安全進(jìn)行探討。

1 GB51309電擊安全考慮和滅火潮濕場(chǎng)所

按照GB51309要求，絕大部分場(chǎng)所的應(yīng)急照明均需采用A型燈具(額定工作電壓≤DC 36V)， 對(duì)于超過8m的場(chǎng)所可采用B型燈具(除A型外的其他燈具)，對(duì)于未設(shè)置消防控制室的住宅建筑可采用自帶電源B型燈具，B型燈具的防護(hù)等級(jí)不低于IP34。

GB51309條文說明對(duì)采用A型燈具的解釋分為距地面2.5m及以下和2.5m至8m高度，均是基于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等水滅火系統(tǒng)產(chǎn)生的水滅火介質(zhì)導(dǎo)致燈具外殼發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象進(jìn)行考慮：距地面2.5m及以下的高度，主要考慮人員在疏散過程中觸及燈具外殼發(fā)生電擊事故；距地面2.5m至8m高度范圍，主要考慮火災(zāi)撲救過程中消火栓及其水柱形成導(dǎo)電通路發(fā)生救援人員電擊事故。對(duì)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)場(chǎng)所的B類燈具，無論是集中控制型或非集中控制型，在接收到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器的火災(zāi)報(bào)警輸出信號(hào)后，均轉(zhuǎn)入蓄電池輸出。可見，GB51309考慮火災(zāi)疏散和救援時(shí)的危險(xiǎn)主要是水引起的，在滅火階段，噴淋及消火栓系統(tǒng)的水改變了場(chǎng)所的環(huán)境，變成滅火潮濕場(chǎng)所，導(dǎo)致在場(chǎng)所內(nèi)仍須堅(jiān)持工作的用電設(shè)備不滿足電擊安全要求，所以下文對(duì)應(yīng)急照明電擊安全主要從潮濕場(chǎng)所的角度進(jìn)行分析。

建筑物發(fā)生火災(zāi)后，主要有探測(cè)報(bào)警、人員疏散、自動(dòng)滅火、消防救援幾個(gè)階段。自動(dòng)滅火系統(tǒng)的開始時(shí)間和影響范圍可認(rèn)為基本不受人為控制，而消防救援手動(dòng)滅火的開始時(shí)間和影響范圍主要取決于救援人員的操作方式。滅火潮濕場(chǎng)所從水的來源上可分為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)，從時(shí)間上可分為自動(dòng)滅火階段和消防救援階段，自動(dòng)滅火階段前不需考慮水的影響。

一般的常識(shí)認(rèn)為水能導(dǎo)電，所以在設(shè)備帶電的情況下一般要先切斷電源再進(jìn)行撲救。但在青島市公安局2013-07-25在青島政務(wù)網(wǎng)發(fā)布的文件《用水帶電滅火的方法》中，也提到了因生產(chǎn)或其他原因無法切斷電源時(shí)帶電滅火的安全措施，例如在金屬水槍噴嘴上安裝接地線、穿戴絕緣手套、絕緣靴、穿戴均壓服、采用噴霧水流。采用噴霧水流時(shí)選用噴霧水槍或在直流水槍的槍口上安裝一個(gè)雙級(jí)離心式噴霧頭，即成為雙級(jí)離心式噴霧水槍，在水槍噴出的霧狀水正常后，霧化程度幾乎不導(dǎo)電，可直接帶電滅火。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)水槍噴嘴距離127kV帶電體5m外時(shí)可進(jìn)行帶電滅火?！禣peration of Fire Protection Systems》表10.2(表1)中用19mm直徑充實(shí)水柱噴帶電設(shè)備的安全距離表格，在460V相對(duì)地時(shí)可在3m外進(jìn)行帶電滅火。而6mm的小水柱距離460V相對(duì)地帶電體的安全距離僅0.75m。

自動(dòng)滅火階段，噴淋產(chǎn)生的水珠不能形成連續(xù)導(dǎo)體的，與220V相對(duì)地帶電體的安全距離就更低了，水珠碰到高處帶電體后滴落人體不會(huì)產(chǎn)生電擊，但地面及低位的燈具進(jìn)水絕緣被破壞后會(huì)有一定危險(xiǎn)。消防救援階段，救援人員應(yīng)有嚴(yán)格的訓(xùn)練，具有切斷電源再滅火的常識(shí)和一定帶電滅火的能力。

2 滅火潮濕場(chǎng)所和類似環(huán)境電擊安全措施

一般來說人員疏散階段在自動(dòng)滅火階段前，此時(shí)人員疏散的環(huán)境還是干燥的。自動(dòng)滅火階段中，如果個(gè)別人員疏散晚于自動(dòng)滅火階段或自動(dòng)滅火系統(tǒng)誤動(dòng)作，人員快速經(jīng)過噴淋區(qū)域時(shí)，身體也不屬于完全濕潤狀態(tài)。消防救援階段，滯留人員有可能因反復(fù)經(jīng)過自動(dòng)滅火區(qū)域?qū)е律眢w處于完全濕潤狀態(tài)，并在消防救援階段緩慢通過有一定積水的潮濕場(chǎng)所。由于這兩個(gè)階段的滅火潮濕場(chǎng)所的情況區(qū)別較大，表2將這兩種情況與常見的電擊防護(hù)分析場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)比。

法國巴黎消防局建議的消火栓水槍和帶電設(shè)備最小安全距離 表1

場(chǎng)景對(duì)比 表2

從表2可見，自動(dòng)滅火階段比室外道路情況略安全，而消防救援階段與浴室情況較接近。由于消防應(yīng)急照明系統(tǒng)不允許設(shè)置RCD，所以下面不考慮該措施。如僅考慮自動(dòng)滅火階段時(shí)帶電運(yùn)行，可參考室外道路通過采用II類絕緣設(shè)備或SELV系統(tǒng)來提高安全性。如需考慮消防救援階段帶電運(yùn)行，可參考浴室，0區(qū)要求采用不低于IPX7的設(shè)備、由≤12V AC(或30V DC)的SELV系統(tǒng)供電，1區(qū)要求采用不低于IPX4的設(shè)備、由≤25V AC(或60V DC)的SELV/PELV系統(tǒng)供電。

3 消防應(yīng)急照明系統(tǒng)配電的歷史和發(fā)展

隨著年代和規(guī)范實(shí)施做法的較大調(diào)整，現(xiàn)存建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明配電做法復(fù)雜多樣，根據(jù)燈具的電源主要可以分為表3中的幾類。

燈具電源分類 表3

第1類是最傳統(tǒng)的做法，火災(zāi)時(shí)切斷交流電源，由燈具自帶電池供電；第2類是第1類基礎(chǔ)上的改動(dòng)，主要由于部分地區(qū)審圖對(duì)火災(zāi)時(shí)切斷應(yīng)急照明交流電源不認(rèn)可，采用了接觸器強(qiáng)制點(diǎn)亮的做法；第3類主要是在第2類的基礎(chǔ)上使用EPS代替燈具自帶蓄電池；第4類主要是在第3類的基礎(chǔ)上使用集中電池及DC 216V的IT系統(tǒng)代替EPS；第5類是在第4類的基礎(chǔ)上末端供電時(shí)采用DC 24V或DC 36V。

從消防應(yīng)急照明電源做法的歷史上看，優(yōu)先采用主電源和提高末端配電的安全性是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。筆者在2007設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)接觸的Cooper(庫柏) ZB-S智能應(yīng)急照明系統(tǒng)是上述第4類產(chǎn)品的代表，采用集中電池和相應(yīng)的電池維護(hù)技術(shù)可為應(yīng)急照明及疏散設(shè)備提供可靠的電源，DC 216V 的IT系統(tǒng)在電擊防護(hù)方面也比傳統(tǒng)的AC 220略有優(yōu)勢(shì)，此外該系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)燈具和回路的地址控制。由于LED光源的發(fā)展和在消防應(yīng)急照明應(yīng)用中的普及，燈具的功率明顯下降，GB 17945-2010也提出了安裝在地面的燈具主電源應(yīng)采用安全電壓，市面開始出現(xiàn)采用DC 24V作為主電源的燈具，這類產(chǎn)品以國內(nèi)廠家為主。

GB51309提出了A型、B型燈具的概念后，國內(nèi)采用DC 24V或DC 36V的產(chǎn)品迅猛發(fā)展，幾乎在同一時(shí)間，國外的廠家也開始提供與A型系統(tǒng)類似的產(chǎn)品，且大多明確注明了采用DC 24V的SELV系統(tǒng)?？梢娫谙缿?yīng)急照明的技術(shù)發(fā)展上，國內(nèi)和國外是比較一致的。上述系統(tǒng)除了在疏散階段、自動(dòng)滅火階段外，甚至可以在消防救援階段安全地提供照度，從作用上已超過傳統(tǒng)意義的“疏散照明”。

4 安全特低電壓系統(tǒng)和安全電壓的差異

安全特低電壓系統(tǒng)(SELV系統(tǒng))是滅火潮濕場(chǎng)所的安全措施之一，SELV系統(tǒng)對(duì)電源、保護(hù)、布線都有特殊的要求來保證電擊安全，其中對(duì)電源的要求是特別重要的。GB 50054-2011第5.3.3條對(duì)SELV的電源提出了明確的要求：由電化學(xué)電源、符合GB13028(已由GB 19212替代)的安全隔離變壓器及與之同等安全程度的電源等供電。SELV系統(tǒng)前端電源通常為220V，如果變壓器/開關(guān)電源不滿足安全隔離的要求，當(dāng)其絕緣損壞時(shí)，220V電壓會(huì)串入SELV系統(tǒng)，造成電擊事故。安全隔離在GB 19212.7-2012(等效IEC 61558-2-6∶2009)《電源電壓為1 100V及以下的變壓器、電抗器、電源裝置和類似產(chǎn)品的安全 第7部分：安全隔離變壓器和內(nèi)裝安全隔離變壓器的電源裝置的特殊要求和試驗(yàn)》中，主要要求安全隔離變壓器的輸入輸出繞組之間采用雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣。從某企業(yè)開關(guān)電源及隔離變壓器的樣本可以看出，同樣輸出DC 24V 的開關(guān)電源分為普通型和SELV型，SELV型通過在輸入電路和低壓輸出之間通過集成隔離變壓器實(shí)現(xiàn)雙重絕緣。可見DC 24V供電并不等于滿足SELV系統(tǒng)要求。

“安全電壓”一詞最早來源于GB 3805-83《安全電壓》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了6V、12V、24V、36V、42V等一系列“安全電壓”等級(jí)，該標(biāo)準(zhǔn)的修訂版本直接等效采用了IEC 61021《特低電壓(ELV)限值》后就未再出現(xiàn)“安全電壓”一詞了?？梢姡鞍踩妷骸奔礊樘氐碗妷?，術(shù)語“特低電壓”指在特定外部影響條件下，不超過預(yù)期接觸電壓即允許持續(xù)接觸的電壓的最大值。GB51309中的“安全電壓”無明確表示為SELV系統(tǒng)，只是限值為DC 36V的特低電壓。當(dāng)供電系統(tǒng)僅采用“安全電壓”而不采取其他附加措施時(shí)，若降壓電源或線路的絕緣損壞時(shí)，一次側(cè)的高壓就可能串入ELV系統(tǒng)，造成電擊事故。因此，從電擊防護(hù)的角度來看，“安全電壓”并不安全。從筆者與生產(chǎn)廠家和同行的溝通中發(fā)現(xiàn)，部分人員對(duì)SELV系統(tǒng)并沒有清晰的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為采用了“安全電壓”就是采用了SELV系統(tǒng)。

現(xiàn)行《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)》(GB 17945-2010)及其新版征求意見稿(GB17945-20xx)中對(duì)于應(yīng)急照明配電箱、集中電源的電源部分僅要求“系統(tǒng)設(shè)備的主電源降壓裝置不應(yīng)采用阻容降壓方式”，并沒有對(duì)“安全隔離”足夠強(qiáng)調(diào)，建議在GB17945新版中進(jìn)行修訂。此外，采用安全隔離變壓器/開關(guān)電源后，GB/T 16895.30-2008 715.482.4.1條要求特低電壓照明的變壓器“采用耐短路的變壓器”或者在一次側(cè)采用特殊的保護(hù)電器，這種保護(hù)電器能“對(duì)燈具的負(fù)荷有連續(xù)的監(jiān)視”，并且在“發(fā)生短路故障或者引起功率增加60W以上的其他故障時(shí)，在0.3s以內(nèi)自動(dòng)切斷電源”，這是為了防止特低電壓照明系統(tǒng)中的變壓器溫度過熱引發(fā)火災(zāi)，建議GB17945新版修訂時(shí)給予考慮。

5 既有建筑物改造和援外工程消防應(yīng)急照明建議

既有建筑物的改造適用標(biāo)準(zhǔn)的問題各地會(huì)有細(xì)則和規(guī)定，部分情況下可以按原建筑主體取得消防許可時(shí)的規(guī)范執(zhí)行。援外工程由于規(guī)范適用原則(與當(dāng)?shù)貙?shí)際相結(jié)合)、設(shè)備選型原則(使用和維護(hù)便利化)，也不一定適合嚴(yán)格執(zhí)行GB51309。雖然GB51309不適用，但消防應(yīng)急照明配電安全仍要重視。消防應(yīng)急照明電擊安全與建筑物內(nèi)設(shè)置的系統(tǒng)有關(guān)：如，在無自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，可不考慮自動(dòng)滅火階段滅火潮濕場(chǎng)所；在有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)但無火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警時(shí)，較難實(shí)現(xiàn)非消防電源的切斷，在普通燈具、插座、設(shè)備帶電的情況下，即使采用SELV系統(tǒng)的消防應(yīng)急照明系統(tǒng)，也難以解決自動(dòng)滅火階段滅火潮濕場(chǎng)所的電擊安全，而在消防救援階段的電擊安全可通過手動(dòng)切除電源來滿足；在有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)且有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警時(shí)，滅火潮濕場(chǎng)所的電擊安全可通過手/自動(dòng)切除電源來滿足，也可采用SELV系統(tǒng)來滿足。詳情見表4。

原采用EPS、DC 216V IT作為消防應(yīng)急系統(tǒng)主電源的場(chǎng)所蓄電池組輸出電壓偏高，建議改為采用集中電源的SELV系統(tǒng)。參考浴室0、1區(qū)的概念和措施，SELV的電壓在地面安裝容易被水淹沒的燈具建議采用DC 24V(甚至DC 30V)，其余壁裝、吊裝的燈具可采用DC 36V(甚至DC 60V)。

當(dāng)需要手動(dòng)切除電源作為防電擊措施時(shí)，應(yīng)注意操作位置的便利性。國外有一種做法是，在建筑物外設(shè)置一個(gè)消防員開關(guān)(Fireman Switch)，使消防人員不進(jìn)入室內(nèi)配電箱處進(jìn)行電源切斷，值得借鑒。

措施關(guān)系表 表4

6 結(jié)束語