鐵路客站的照明安全設計

鐵路客站的照明安全設計馮星明（中南建筑設計院股份有限公司 武漢 ）摘 要：根據(jù)鐵路客站照明設計的特點、內(nèi)容和規(guī)范要求，從照明供電的可靠性設計、安全照明、備用照明、疏散照明設計、照明的防觸電、防漏電和防雷電保護以及燈具的選型和安裝等設計環(huán)節(jié)，探討和總結鐵路客站照明設計的安全性問題及注意事項。關鍵詞：安全照明；備用照明；疏散照明1 鐵路客站照明設計的安全性內(nèi)容鐵路客站建筑一般包含有候車廳、售票廳、站臺、出站通道、行李廳、管理用房及商業(yè)配套設施等，具有人員密集、流動性強、空間復雜、行程較長等特點，其照明設計不僅是為了提供視覺照度、烘托建筑美學，同時也承載著交通秩序的安全及應急疏散的功能。照明的安全性設計事關生命、財產(chǎn)的安全，是電氣設計人員必須首先重視的問題。人工照明分為正常照明和應急照明，其中應急照明分為備用照明、安全照明和疏散照明。從設計環(huán)節(jié)而言，照明的安全性包括以下內(nèi)容：照明供電的可靠性；安全照明、備用照明和疏散照明設計；照明的防觸電、防漏電及防雷電保護；燈具選型及安裝的安全性等。國家和鐵道部相關規(guī)范、標準和設計細則對此均有明確的規(guī)定，我們根據(jù)這些規(guī)定以及工程設計的體會對鐵路客站照明設計的安全性問題進行探討和總結。2 照明供電的可靠性2.1 公共區(qū)域的照明候車廳、售票廳、站臺、出站通道等公共區(qū)域一般照明的負荷級別，根據(jù)鐵路電力設計規(guī)范TB10008-2006，特大型站及國境站為一級負荷，大型站及中型站為二級負荷。一、二級負荷均需要由二路電源供電，二路電源分別引自由不同高壓電源供電的變壓器，其中一級負荷的二路高壓電源應相互獨立。對于特大型站、國境站的候車大廳、基本站臺及貴賓室等有政治敏感場所，其中一路電源宜引自與柴油發(fā)電機切換供電的應急母線。高大空間常采用金鹵燈照明，金鹵燈熄滅后重啟需10分鐘左右，而雙電源自動切換模塊的切換時間無法保證金鹵燈不熄滅，因此，采用單個雙電源自動切換的方式供電給大廳照明的方式是不可取的，正確的做法是采用二路電源交叉供電的方式，并保證均勻分布，這樣，當一路電源停電時仍能保證50%的照明燈具不熄滅。供電方式如圖1、圖2。 圖1：大廳照明方式一（二級負荷） 圖2：大廳照明方式二（一級負荷）2.2 應急照明的供電圖3：應急照明的供電方式應急照明是在正常照明因故障熄滅后還須保證的照明，而兩路電源均停電是造成正常照明全部熄滅的主要原因，因此除采用雙電源自動切換供電外，還須設置EPS不停電電源，EPS的供電時間應能保證人員全部疏散到安全區(qū)域，并提供充足的消防滅火時間，由于鐵路客站面積較大，路線復雜，疏散時間較長，因此EPS的可持續(xù)工作時間不宜小于90分鐘。當有柴油發(fā)電機組作為備供電源時，為節(jié)省造價，EPS的持續(xù)時間可以適當減少，但不少于30分鐘。應急柴油發(fā)電機組應采用快速自啟動型，于15秒內(nèi)達到額定電壓輸出。EPS的轉換時間在毫秒級，可以滿足應急照明電源轉換時間的安全性要求。2.3 照明的回路與控制除了電源的可靠性外，照明回路的安全性也須得到保證，主要包括以下幾個方面：每個單相照明回路所帶燈具的數(shù)量及功率，燈具數(shù)量不能超過25個，電流不大于16A。照明線路的電壓降應滿足規(guī)范要求，以保證正常的照明照度及氣體放電燈的正常啟動。照明線路應采用耐壓級別為450/750V的銅芯導線，不得采用300/500V的導線，普通照明線路采用低煙無鹵阻燃型，應急照明線路采用低煙無鹵耐火型。照明支線的截面積不應小于2.5mm2，供電距離較大時應按壓降要求放大截面。應急照明應采用專線供電。不能與普通照明及插座混接。其支路不跨越防火分區(qū)；照明配電箱、燈開關、控制面板的設置應按操作人員的權限范圍設計，保證不被無權限人員開斷與操作。控制面板若置于公共區(qū)域，應能被系統(tǒng)鎖定，防止無關人員操作。照明的智能控制模塊應采用斷電自鎖型，以防止瞬間停電造成燈具長時間熄滅。應急照明的控制模塊能與消防報警系統(tǒng)聯(lián)動，消防中心應能自動開啟相關區(qū)域的應急照明。智能照明系統(tǒng)宜具有負載反饋功能，以探測線路及燈具的狀態(tài)是否正常。3 應急照明設計3.1 安全照明根據(jù)建筑照明設計標準GB50034-2004的定義，“當正常照明因故障熄滅后用于確保處于潛在危險之中的人員安全的照明稱為安全照明”，對于鐵路客站而言，通常無人員處于直接危及人身安全的潛在危險之中，如何理解這個“處于潛在危險之中的人員的安全”的定義？其實這個定義是廣義的，我們借鑒CIE標準，安全照明的設置場所分為三類，一是正常照明因故障熄滅可能會造成人身傷害的生產(chǎn)場所；二是照明熄滅將延誤工作和操作時間而造成損失或危險的場所；三是人員密集又不熟悉建筑內(nèi)環(huán)境，照明熄滅容易引起驚恐而導致傷亡的場所。對于鐵路客站，安全照明符合后兩類的定義，可以理解為“確保公共秩序及重要工作不至引起嚴重混亂的照明”，鐵路客站為人員密集場所，當照明完全失電時，會引起人群的恐慌，易發(fā)生沖撞、踩踏事故以致危及人們的安全，因此應設計安全照明。而鐵路客站的通信、信號、消防等重要設備機房，當照明熄滅時可能會造成誤操作或未及時操作而發(fā)生危險，因此也應設計安全照明。鐵路旅客車站建筑設計規(guī)范GB50226-2007第8.3.4條規(guī)定：“各候車區(qū)（室）、售票廳（室）、集散廳應設疏散和安全照明；重要的設備房間應設安全照明”。這個條文正好說明了以上對安全照明的定義。對于鐵路客站而言，安全照明包含二個方面的定義，其一是公共場所的安全照明，這是疏散照明無法代替的；其二是重要機房的安全照明，這與備用照明是有區(qū)別的。公共場所的安全照明應保證足夠的照度，而人員密集場所疏散照明達到規(guī)范要求的水平照度為5Lx，是無法滿足安全照明的照度要求的，GB50034-2004規(guī)定，“安全照明的照度值不低于該場所一般照明照度值的5%”，對于候車廳、售票廳等平時照明照度為200Lx的場所，5%就是10 Lx。CIE標準對安全照明的照度標準還有一條，“對于特別危險的場所或作業(yè)，照度值宜提高到正常照明的10%。對于醫(yī)院手術臺，宜保持正常照明照度”。我們借鑒體育建筑的照明規(guī)范，體育場館照明設計及檢測標準JGJ153-2007規(guī)定：“觀眾席和運動場地安全照明的平均水平照度值不應小于20 Lx”。鐵路客站與之類似，其公共場所的安全照明平均水平照度值應不低于10Lx，對于特大型站及國境站不宜低于20Lx。公共場所安全照明的轉換時間按規(guī)范要求不大于0.5秒，因此除雙電源自動切換外，應設置EPS不停電電源，同時燈具應能夠瞬間點燃。安全照明可取自正常照明的一部分，當正常照明采用金鹵燈等氣體放電燈時，安全照明須單獨設置。重要機房的安全照明的轉換時間也應滿足以上要求，重要機房的備用照明一般采用雙電源自動切換供電，CIE標準要求備用照明的轉換時間不大于15秒，如果按此設計，則不能滿足安全照明的轉換時間要求，因此，重要機房除備用照明外，還須設計安全照明，其安全照明可取自備用照明的一部分，采用雙電源及EPS或燈具帶浮充電池供電。其平均水平照度值不低于該場所一般照明照度值的5%，特別重要場所為10%。按照CIE標準，安全照明不要求照亮整個房間或場所，不要求全室的照度均勻度，只要求重點照亮某個或某幾個工作面。對于鐵路客站的重要機房，主要是保證操作面的照度。航空障礙照明也是一種安全照明，可能危及航空安全的的鐵路客站須根據(jù)民航部門的規(guī)定裝設航空障礙照明。航空障礙燈須符合國家標準，并具有相關認證。對于設有避難區(qū)域或安全區(qū)域的鐵路客站，其區(qū)域照明也應按照安全照明的要求設計。3.2 備用照明國際電工委員會IEC應急照明燈具標準將安全照明歸于備用照明，將應急照明分為疏散照明和備用照明兩類，一些國家的標準也是如此。我國照明標準則參照國際照明委員會CIE出版物建筑物內(nèi)部的應急照明指南將應急照明細分為疏散照明、安全照明和備用照明三類。備用照明和安全照明在設置場所、照度要求及轉換時間等方面是有區(qū)別的，從概念上是不同的，在實際應用時需加以區(qū)分。根據(jù)建筑照明設計標準GB50034-2004的規(guī)定，“當正常照明因故障熄滅后用于確保正常工作或活動繼續(xù)進行的場所，應設置備用照明”。當正常照明失電后，一般場所采取疏散策略，等待正常照明的恢復，而重要機房或有政治影響的場所必須保持正常工作的繼續(xù)進行，須設置備用照明。按照鐵道部工程設計鑒定中心編制的鐵路客站站房照明設計細則，鐵路客站的下列場所應設置備用照明：消防控制室、變配電所、通信及信號機房、客運信息機房、售票機房、消防水泵房及防排煙機房等，另外，貴賓室等有政治影響的場所也須設置備用照明。為保證轉換時間，備用照明應采用雙電源自動切換供電，根據(jù)GB50034，備用照明的照度值除另有規(guī)定外不低于該場所一般照明照度值的10%。根據(jù)消防有關規(guī)范，滅火時須繼續(xù)工作場所（即與消防有關的機房及控制室）的備用照明應保持正常照明照度。鐵路專用機房及控制室的重要性不言而喻，也應保持正常照明的照度。3.3 疏散照明當正常照明因故障熄滅后，需確保人員安全疏散的出口和通道，應設置疏散照明。消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)GB17945-2010的定義為：“為人員疏散、消防作業(yè)提供照明和疏散指示的系統(tǒng)”。鐵路客站的公共區(qū)域，包括候車廳、售票廳、進出站廳、旅客地道或天橋、疏散通道、疏散樓梯間、防煙樓梯間前室等場所應設置疏散照明系統(tǒng)。疏散照明系統(tǒng)應滿足以下幾點：一是疏散指示燈和出口標志燈應清晰地指出從室內(nèi)任一處至室外或避難區(qū)的疏散路徑，指示燈的間距和亮度應滿足規(guī)范要求。樓梯出口標志燈宜有聲音提示功能。安全出口標志燈宜設置在安全出口的頂部，底邊距地不宜低于2.0m。疏散通道的疏散指示燈宜設置在離地面1.0m以下墻面上、柱上或地面上，設置在墻面上、柱上的疏散指示燈間距不應大于20m，設置在地面上的疏散指示燈間距不應大于10m。疏散指示燈距拐角處不大于1m，距走道端頭及出口不大于10m。二是應保證足夠的疏散照度，根據(jù)規(guī)范要求，疏散通道為0.5Lx，安全避難區(qū)為1 Lx，疏散樓梯、地下空間、人員密集場所為5 Lx。疏散指示燈不能提供照度，因此公共場所疏散通道及樓梯須設置保證照度的應急照明燈。三是疏散照明系統(tǒng)的電源及線路應獨立；為便于維護，宜采用分區(qū)集中式不停電電源供電；為保證人身安全，燈具供電電壓采用50V以下的安全電壓；四是疏散照明系統(tǒng)應能對電源及燈具故障進行自檢、報警并與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動。燈具應有消防認證，消防中心應能監(jiān)測燈具、電源、電池及線路的狀態(tài)，并能在火災時強制點燃。4 照明的防觸電、防漏電和防雷電保護4.1 防觸電保護站房燈具如安裝在一般旅客能夠觸摸到的場所，應采用安全低電壓供電；其他場所也應對安裝維護人員提供防觸電保護，主要的設計要求如下：在站房的一般場所，應采用類絕緣的燈具，并接PE線保護。凈空高度不大于2米的場所，應采用類絕緣的燈具。移動式或手提式燈具，容易觸及的固定式燈具，應采用類絕緣的燈具。其供電電壓在普通干燥場所不大于50V；在潮濕場所、高溫場所、具有導電地面的場所，其電壓值不大于24V；在不便工作的狹窄地點，且作業(yè)者接觸大塊金屬面，如吊頂內(nèi)、設備夾層內(nèi)、管道間等場所，使用的手提行燈或預留的照明插座電壓不應超過12V。4.2 防漏電保護對于人員能夠觸及且無法采用安全低電壓供電的燈具，應裝設動作電流不大于30mA的漏電保護器。如道路照明及景觀照明燈具等。照明線路一般回路眾多，且多敷設于不易檢查的場所，當發(fā)生絕緣損傷、接觸不良、高溫、過載引起絕緣老化等情況時易發(fā)生漏電事故，漏電事故是引起火災的原因之一，為保證站房的安全，所有的照明供電回路須裝設防火漏電保護，漏電報警動作電流不大于300mA。漏電保護宜分二級裝設，第一級裝設于變電所出線回路，第二級裝設于樓層配電箱內(nèi)。漏電保護器須帶導線測溫探頭，當線路過載發(fā)熱時也能及時探測到。4.3防雷電保護 站房的照明配電箱應按防雷規(guī)范分級裝設SPD防電涌保護器，當有線路引出室外時，配電箱母線上應裝設級試驗的SPD，沖擊電流值不小于12.5kA，當無線路引出室外時，應裝設級試驗的SPD，標稱放電電流應不小于5 kA，各級SPD的電壓保護水平應不大于2.5 kV。室外露天的燈具應裝設在接閃器的保護范圍內(nèi)，其金屬體就近與防雷裝置連接。配電箱金屬外殼、燈具金屬防護罩、金屬底座、穿線鋼管應可靠接地。5 燈具的選型與安裝的安全性5.1 燈具的選型燈具的選型除滿足前述的防觸電要求外，還需注意以下安全問題：應急燈具應采用能瞬間點燃的光源，如鹵鎢燈、節(jié)能燈、熒光燈、無極燈、LED燈等，熒光燈應采用快速啟動的電子鎮(zhèn)流器，不能采用帶觸發(fā)器的電感鎮(zhèn)流器。金鹵燈等高強氣體放電燈由于其長時間的啟動特性，不能作為應急燈使用。即使配置在線式EPS或熱觸發(fā)裝置，也不建議作為應急燈光源。旅客站臺所采用的光源不應與站內(nèi)的黃色信號燈的顏色相混。燈具的防護等級，室內(nèi)不宜低于IP43，室外不宜低于IP54，露天或不便于維護的場所不宜低于IP65，埋地燈不宜低于IP67。燈具不宜采用垂直直插式光源，防止光源掉落。燈具防護外罩及器件應有防止自然掉落及維護時不小心掉落的安全措施。震動場所的燈具更應有防止光源、外罩及配件掉落的措施。疏散應急燈具應帶采用防護玻璃或不燃燒體制作的保護外罩。高處安裝的燈具外罩等配件不應采用易破碎材料，且不會受溫度影響而變形掉落。低溫地區(qū)室外安裝的氣體放電燈，燈具應配備低溫啟動型觸發(fā)器，當環(huán)境溫度低至當?shù)貥O限低溫時仍能保證可靠啟動。由于金鹵燈等氣體放電燈會發(fā)出紫外線，對健康不利，故燈泡須帶濾紫外線涂層，或燈體帶濾紫外線玻璃罩。燈具不應有易燃材料，所有部件均應為不燃型。對易受高溫影響的部件，應與燈具內(nèi)的發(fā)熱部件保持足夠的間距。行李房內(nèi)的燈具應采用安全防護型，其配電箱及燈開關應置于房外，線路應穿鋼管暗敷。燃氣鍋爐房、發(fā)電機房油箱間內(nèi)的燈具應采用防爆型，其配電箱及燈開關應置于房外，線路應穿鋼管暗敷并作防爆處理。5.2 燈具的安裝燈具的安裝需注意兩個方面的安全問題，其一是燈具本身對周圍環(huán)境不產(chǎn)生不安全因素；其二是燈具的安裝應有可靠的防掉落措施。燈具的安裝環(huán)境需注意的安全方面有：燈具及其管線不應布置在鐵路軌道、接觸網(wǎng)的上空，水平方向應有足夠的安全間距，以防止燈具或工具的掉落造成嚴重的交通事故。大于60W的高功率燈具不應直接安裝在可燃裝修材料或可燃構件上，其周圍應為不燃材料，且其燈具及引入線應采取隔熱保護。其導線應采用耐熱型。變電所內(nèi)的燈具與高低壓配電柜、變壓器的水平距離應不小于1米。燈具不應布置在鍋爐、發(fā)電機、壓縮機、水泵、風機等機電設備以及通信信號等重要設備的正上方，其水平距離應不小于1米。機房內(nèi)的燈具布置應保證維護燈具的人員不會受到安全方面的危害且不會對周圍重要設備產(chǎn)生危害。燈具應有可靠的防掉落措施，以防止造成人身傷害，主要的事項有：花燈以及超過3kg的重型燈具應在樓板或梁等結構體內(nèi)預埋吊鉤，吊鉤圓鋼直徑不應小于燈具掛銷直徑，且不應小于6毫米。燈具的固定及懸吊裝置，應按燈具重量的2倍做過載試驗。燈具應安裝在承力結構上，并進行必要的荷載設計配合，使安裝牢固可靠，并可承受一定的維修操作荷