火災(zāi)應(yīng)急照明配電箱設(shè)計(jì)及強(qiáng)啟線路接法

宋天宇

(中鐵工程設(shè)計(jì)院有限公司，北京100055)

【摘 要】從討論火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)的功能及控制要求出發(fā)，提出在不同備用電源及控制要求的情況下，火災(zāi)應(yīng)急照明配電箱控制回路、主回路的設(shè)計(jì)及配出導(dǎo)線至開關(guān)，燈具的接線方法。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急照明配電箱;主回路;線路接法

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.131

1 引言

隨著建筑功能由單一趨向復(fù)雜，建筑內(nèi)部人員數(shù)量不斷增加，備用電源種類增多，照明控制方式多樣化，火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)越發(fā)復(fù)雜，但在實(shí)際工程中，由于設(shè)計(jì)人員及施工人員對(duì)相關(guān)知識(shí)不理解及研究不夠深入，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，出現(xiàn)長(zhǎng)明燈，燈具無法強(qiáng)啟或燈具無法控制的狀態(tài)，導(dǎo)致竣工驗(yàn)收及消防驗(yàn)收難以完成，對(duì)甲方、施工單位及設(shè)計(jì)單位造成經(jīng)濟(jì)損失也留下了安全隱患。針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)及施工過程中遇到的問題，提出消防應(yīng)急照明配電箱主回路，控制回路的設(shè)計(jì)及強(qiáng)啟線路接線方法[1]。

2 火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)完成的功能

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16—2008）第13.8.1條，火災(zāi)應(yīng)急照明應(yīng)包括備用照明、疏散照明?！痘馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116—2013）第4.9 1條，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，應(yīng)由火災(zāi)報(bào)警控制器或消防聯(lián)動(dòng)控制器啟動(dòng)應(yīng)急照明控制器實(shí)現(xiàn)；（2）集中電源非集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，應(yīng)由消防聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)應(yīng)急照明集中電源和應(yīng)急照明分配電裝置實(shí)現(xiàn)；（3）自帶電源非集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，應(yīng)由消防聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)消防應(yīng)急照明配電箱實(shí)現(xiàn)。

由此可見，應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能如下[2]。

1）在非應(yīng)急狀態(tài)下：應(yīng)急照明燈具參與普通照明，作為普通照明的一部分，可按實(shí)際需求控制。應(yīng)急照明燈具也可單獨(dú)設(shè)置，平時(shí)不參與普通照明，此方案成本較高，故本文中不再討論。

2）消防狀態(tài)下：由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)應(yīng)急照明，配電箱強(qiáng)制點(diǎn)亮火災(zāi)應(yīng)急照明回路上的所有燈具。

3 功能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)分析

如果將燈具視為被控制電器，那么照明回路中的配電箱可視為控制箱，回路中的墻面開關(guān)及消防強(qiáng)啟可視為遠(yuǎn)程控制。火災(zāi)應(yīng)急照明燈具的控制系統(tǒng)可以分為主回路和二次回路。在火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)中，配電箱內(nèi)配電回路、配電箱至墻面開關(guān)和燈具的導(dǎo)線連接屬于主回路，消防聯(lián)動(dòng)及樓宇控制系統(tǒng)控制屬于二次回路?？紤]備用電源形式、控制方式及燈具種類的影響，對(duì)應(yīng)急照明配電箱設(shè)計(jì)及導(dǎo)線至墻面開關(guān)和燈具的連接方法分別進(jìn)行討論。

燈具的點(diǎn)亮與否，其本質(zhì)為是否有電流通過燈具。當(dāng)供電回路為斷路時(shí)，燈具熄滅；當(dāng)供電回路為通路時(shí)，燈具點(diǎn)亮。在火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)中，控制供電電路通斷的設(shè)備有配電箱內(nèi)斷路器，接觸器和墻面開關(guān)。其中，斷路器起線路保護(hù)的作用，在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，其處在閉合狀態(tài)，對(duì)電路通、斷并無影響。由此可見，在火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)中可以被人為操作的，控制電路通、斷的設(shè)備為墻面開關(guān)及接觸器。接觸器常用于消防強(qiáng)啟時(shí)的燈具強(qiáng)制點(diǎn)亮，墻面開關(guān)用于非應(yīng)急狀態(tài)下的分散的燈具控制。

4 主回路的設(shè)計(jì)

4.1 基本回路設(shè)計(jì)

在應(yīng)急照明配電箱內(nèi)的配出回路上有斷路器和接觸器，其中接觸器負(fù)責(zé)消防強(qiáng)啟，可以得到如圖1所示的基本回路。

圖1 基本回路

4.2 導(dǎo)線連接的方法

目前，工程中主要的燈具控制方式有分散控制、集中控制和燈具自控制3種，燈具形式有自帶蓄電池和不帶蓄電池2種。

在分散控制及燈具自控制的情況下，應(yīng)急照明配電箱引出相線在墻面開關(guān)處被截?cái)啵艟咦钥刂葡喈?dāng)于將開關(guān)與燈具進(jìn)行合并），不能通過控制相線上電流的通斷達(dá)到消防強(qiáng)啟的功能。此時(shí)應(yīng)將強(qiáng)啟線與燈具L線接線端子連接，以達(dá)到消防強(qiáng)啟的目的。

雖然消防強(qiáng)啟線直接與燈具L線接線端子連接，可以解決消防強(qiáng)啟時(shí)燈具點(diǎn)亮的問題，但是非消防狀態(tài)時(shí)，控制此燈具的墻面開關(guān)打開，將相線接通，相線中的電流會(huì)在燈具L線接線端子處，流入不帶電的強(qiáng)啟線，通過這根強(qiáng)啟線，此條導(dǎo)線上所連接的其他燈具均會(huì)被點(diǎn)亮，其他燈具的開關(guān)將失去控制功能。為了解決這一問題，可將墻面開關(guān)由普通的開關(guān)更換為單聯(lián)雙控開關(guān)，按圖2所示的接法進(jìn)行線路連接。

圖2 分散控制情況下應(yīng)急照明燈具接線圖

圖2中開關(guān)設(shè)備均使用單聯(lián)雙控開關(guān)，利用雙控開關(guān)的2個(gè)接線端子，分別連接強(qiáng)啟線和相線。一般狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)啟線不帶電，單聯(lián)雙控開關(guān)相當(dāng)于單聯(lián)單控開關(guān)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警信號(hào)作用接觸器KM閉合，強(qiáng)啟線及正常照明線均帶電，雙控開關(guān)不論處于何種位置，燈具均被點(diǎn)亮[1]。

在燈具自帶蓄電池狀態(tài)下，由單聯(lián)雙控開關(guān)相線接線端子引出1根充電線，連接至燈具充電端子。這種連接方法既可以保證燈具在平時(shí)由開關(guān)控制，故障斷電時(shí)燈具自動(dòng)點(diǎn)亮，還可以保證在消防狀態(tài)下燈具被強(qiáng)制點(diǎn)亮。

燈具的集中控制可以理解成，將圖1中的單聯(lián)雙控開關(guān)上移至應(yīng)急照明配電箱內(nèi)部。故當(dāng)燈具集中控制時(shí)，燈具的接線圖如圖3所示。

圖3 集中控制情況下應(yīng)急照明燈具接線圖

由圖3可知，在集中控制狀態(tài)下，由配電箱引出導(dǎo)線沒有了強(qiáng)啟線，僅在燈具自帶蓄電池狀態(tài)下增加了1根充電線。這是由于開關(guān)位置移動(dòng)到配電箱內(nèi)部，由配電箱引出的充電導(dǎo)線相當(dāng)于圖2中由單聯(lián)雙控開關(guān)前端引出至燈具的充電導(dǎo)線。

4.3 應(yīng)急照明配電箱設(shè)計(jì)

常見備用電源狀況可分為：雙路市電、EPS和燈具自帶蓄電池。常見控制方式為：集中控制、分散控制和燈具自控制。

根據(jù)上述基本回路及強(qiáng)啟線路接法及不同電源狀況及控制方式要求，繪制配電箱主回路設(shè)計(jì)方案1～方案5，如圖4～圖8所示，并提出配線箱主回路方案選型表，如表1所示。

表1 應(yīng)急照明配電箱主回路方案選型表

控制方式 電源狀況集中控制分散控制燈具自控制雙路市電方案3方案1方案1 EPS方案4方案2方案2燈具自帶蓄電池方案5方案1方案1

其中，分散控制方式及燈具自控制方式較適用于高層住宅走道、樓梯間等區(qū)域的應(yīng)急照明系統(tǒng)。集中控制方案適用于地下車庫(kù)、商場(chǎng)以及寫字樓等項(xiàng)目的應(yīng)急照明系統(tǒng)。

圖4 方案1接線圖

圖5 方案2接線圖

圖6 方案3接線圖

圖7 方案4接線圖

圖8 方案5接線圖

方案3～方案5在集中控制狀態(tài)下，回路中僅有1個(gè)接觸器負(fù)責(zé)電源通斷，這是由于在集中控制狀態(tài)下，平時(shí)照明控制和消防強(qiáng)啟均由應(yīng)急照明配電箱內(nèi)的二次回路完成。

5 應(yīng)急照明配電箱二次回路設(shè)計(jì)

應(yīng)急照明配電箱強(qiáng)啟需引入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制信號(hào)，當(dāng)為分散控制燈具時(shí)，其控制二次原理圖如圖9所示[2]。

圖9 分散控制燈具時(shí)應(yīng)急照明控制二次原理圖

這種二次回路最為常見，且經(jīng)過多年實(shí)踐驗(yàn)證，安全可靠。配電箱中交流接觸器KM數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定。在接收樓控系統(tǒng)DDC控制信號(hào)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)中，其控制二次原理如圖10所示。

圖10 集中控制燈具時(shí)應(yīng)急照明控制二次原理圖

在集中控制的情況下，需注意消防強(qiáng)啟、DDC控制信號(hào)、箱上控制按鈕及多功能轉(zhuǎn)換開關(guān)4者之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系。消防強(qiáng)啟信號(hào)應(yīng)具有最高優(yōu)先級(jí)，且不論多功能轉(zhuǎn)換開關(guān)處在何位置，均能接通強(qiáng)啟線路。

6 消防應(yīng)急照明設(shè)計(jì)中的常見誤區(qū)

6.1 強(qiáng)啟導(dǎo)線與正常照明導(dǎo)線連通

強(qiáng)啟導(dǎo)線與正常照明導(dǎo)線連通的狀況，通常伴隨發(fā)生在控制開關(guān)使用單聯(lián)單控開關(guān)的情況下。這是由于目前燈具只提供相線，PE線及N線3個(gè)接線端子，施工時(shí)，會(huì)將強(qiáng)啟線與正常照明線都連接至燈具相線接線端子，強(qiáng)啟線和相線在此處連通。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，強(qiáng)啟線帶電，導(dǎo)致本線路后續(xù)連接燈具無論開關(guān)處于何種狀態(tài)時(shí)，都被點(diǎn)亮且無法控制。解決這一問題的方法是使用單聯(lián)雙控開關(guān)。在使用單聯(lián)雙控開關(guān)時(shí)，由開關(guān)至燈具僅為相線、N線或PE線，不存在其余導(dǎo)電線纜。強(qiáng)啟功能由雙控開關(guān)完成，且保證電流不流入其他開關(guān)控制的燈具。

6.2 自帶蓄電池?zé)艟呶磫为?dú)設(shè)置充電線

目前，常見工程做法是將正常照明線兼做充電線接于燈具相線接線端子及充電接線端子上，當(dāng)開關(guān)動(dòng)作線路斷電時(shí)，燈具檢測(cè)電源失電蓄電池開始放電，點(diǎn)亮燈具，此時(shí)，燈具不受開關(guān)控制，成為長(zhǎng)明燈直至蓄電池放電完全。為解決這一問題，自帶蓄電池?zé)艟邞?yīng)設(shè)置單獨(dú)的充電線，且充電線應(yīng)從控制開關(guān)前端引出電源，這樣充電線不會(huì)因?yàn)殚_關(guān)動(dòng)作斷電而導(dǎo)致燈具點(diǎn)亮。

7 結(jié)語(yǔ)

火災(zāi)應(yīng)急照明在建筑中起著保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全的作用，但是在設(shè)計(jì)和施工的眾多環(huán)節(jié)中，由于設(shè)計(jì)或施工人員對(duì)規(guī)范及圖紙的理解不足，從而導(dǎo)致最終建成項(xiàng)目不能完成消防應(yīng)急照明的功能，造成經(jīng)濟(jì)損失并留下安全隱患。為避免上述情況的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分理解規(guī)范及燈具特點(diǎn)，繪制詳細(xì)的配電箱系統(tǒng)圖、二次原理圖及設(shè)備接線圖，力求將設(shè)計(jì)意圖清晰準(zhǔn)確地表達(dá)出來；施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，在圖紙表述不清晰或不完整的情況下，應(yīng)與設(shè)計(jì)人員溝通，確定實(shí)施方案并獲得變更通知單后，方可施工，不得盲目隨意施工。

【參考文獻(xiàn)】

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Fire Emergency Lighting Distribution Box Design and Mandatory Activation Line Connection Method

SONG Tian-yu
(China Railway Engineering Design Institute Co.Ltd.,Beijing 100055,China)

【Abstract】This paper discusses the design of fire emergency lighting distribution box control loop and main circuit and wiring methods of wire to switches and lamps under the circumstances of different standby power and control requirements.

【Keywords】fire emergency lighting distribution box;main connection;line connection

【中圖分類號(hào)】TU88

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【文章編號(hào)】1007-9467（2017）04-0067-04

【收稿日期】2016-12-21

【作者簡(jiǎn)介】宋天宇（1985～），男，北京人，工程師，從事建筑電氣設(shè)計(jì)研究。