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    浅谈综合管廊智能消防应急照明系统设计

    发布时间: 2024-02-01  点击次数: 199次

    安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

    摘要:介绍了智能消防应急照明系统的设计原则,分析了城市地下综合管廊中智能消防应急照明系统设计,包括系统智能化、供电线路设计、灯具设计、系统通信设计,提出智能消防应急照明系统借助自控系统的终端平台和网络系统,满足建筑物救援需求,将火灾事故的影响降到*低。

    关键词:城市地下综合管廊;智能消防应急照明系统;智能化设计;灯具设计

    0引言

    现阶段,人们十分重视智能化预警系统以及逃生照明系统,故对各类建筑物的防火能力提出了较高要求。通过智能消防应急照明系统的合理应用,能够在整体上提升电气设计水平。 地下综合管廊建筑物发生火灾的概率相对较高,其中有电气方面的因素。综合管廊建筑物内部设置较多的电气设备,增加了电气火灾的发生概率。在出现火灾情况下,需要准确判断相应的火源点,并采取有效的灭火方式。城市地下综合管廊建筑物中主要灭火装置是各防火分区内的消防设施,如消防喷淋,超细干粉等。因此,需要对消防设施进行定期维护,确保相关消防设施的正常使用。

    1智能消防应急照明系统设计原则

    集成智能消防应急照明系统需要保证系统构架的简洁性,并能够对系统进行有效控制,故需要对配电以及灯具位置进行合理布置,这就要建立集中控制型系统。每个管廊的路线规划和空间及其放置线缆有不同的需求,系统设计时需要根据每个地下管廊的结构形式、相关使用功能等进行设计,将每200 m为1个防火分区作为一个防火单元(视每一段结构特点,无意外为200 m),在不同的疏散区及防火分区中确定相应的逃离点,并制定相应的应急疏散方案。综合管廊内部如图1所示,其中长方形灯管为应急照明灯具,指示逃生路线。

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    图1综合管廊内部

    应急疏散方案对各个疏散区的疏散方向以及疏散路径等合理规划,各个疏散口设置相应的指示灯,在疏散通风口需设立明确的标示或灯光指示。疏散指示方案设计中,按照每个防火分区中*短路径的设计原则,合理规避不良风险,如逃生口、井盖的损坏,确保系统相关功能正常。 相关设计人员应提升系统的智能设计水平,将应急照明系统和消防应急系统进行联合应用,满足建筑物救援需求,将火灾等安全事故的影响降到*低。应急照明控制示意图如图2所示

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    图2应急照明控制图示意图

    2智能消防应急照明系统设计

    2.1系统智能化设计

    地下环境具有特殊性(潮湿、干燥),不同防火分区温差大,昆虫、鼠类较多等。地下管廊智能消防应急照明系统中大量的设备节点和无用的开关次数不利于设备的使用寿命。为了确保系统可靠性和延长使用寿命,在实际设计时需要采用智能化设计理念,确保电气设计的整体结构得到有效优化,减少其无用的节点设备和无用的使用次数。消防应急照明系统要具有较多功能,应与自控系统相结合,借助自控系统的终端平台和网络系统,提升系统智能化水平,实现联防联控。

    应急照明系统从广义上应划分进消防系统, 但在地下综合管廊的建设理念中,与自控系统相结合能发挥更加突出的作用。目前,自控系统中已能实现人员定位、APP软件操作和网络的全覆盖,如与应急照明系统相结合,就能发挥更大作用。

    如果发生火灾、水灾、气体泄漏等情况,信号能通过相应传感器及时传送到上位机服务器和界面;通过人员定位系统,在后台或界面提示相应的工作人员位置;通过内网传送到终端人员APP 移动设备上,并自动打开相应逃生录像上的应急照明;通过自控相关设备与应急照明系统的结合,完成人员逃离。系统联动示意图如图3所示。

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    图 3 系统联动示意图

    2.2供电线路设计

    地下空间中各类供电不稳定,甚至断电情况时有发生,因此需要对供电线路进行合理化设计,可从如下方面考虑:

    (1)明确电缆系统设计标准,保证系统的耐火性满足相关的标准要求,即便火灾情况下也能保证系统持续供电。

    (2)需要多回路的保障供电安全。传统市电对区域进行供电,会发生跳闸等情况,需要在脱离市电的基础上再加装一供电回路,如自备发电机或者不间断电源(UPS),保障地下管廊应急照明系统的稳定运行(连续照明时间超过1.5 h)

    2.3灯具选择

    灯具设计时不仅要体现智能化的设计理念,还需要考虑设备的可靠性和使用寿命。因此,不仅要选择适合的灯具,还应该将灯具和相关的疏散标志进行结合,在突发意外时各个设备能互相联动,为逃生指明方向。值得注意的是,设计人员需要对灯具容量进行不断优化,以满足相应的规范标准。选择具有瞬间启动功能的灯具,做到灯具和疏散指示等应急设备的联动,并与自控系统相结合,以获得较好的应急疏散效果。

    2.4系统通信设计

    民用建筑中,前端设备往往没有通信要求, 只采用二线制供电,即可满足应急要求,也可增加感光等智能传感器。但在管廊内部往往需要与自控系统相结合,传统强开信号不仅接入区域消防控制柜,还应接入相应的PLC。前端、中端、末端都装有带通信功能的设备,一旦出现火灾,报警系统发出相应的报警信号,且自控系统也能根据要求进行控制,同时下发各种指令给设备完成相应动作,通过网络发送信息给末端APP,对现场火灾进行多方位监控,有助于实现消防联动目标,帮助人员及时逃离出重灾区域。系统设计时要及时解决潜在安全隐患,不断完善各方面缺陷,保证系统运行效率,满足人们实际需求。

    3 AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台

    (1)平台概述

    AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体,为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持,从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计,解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠性和可管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

    (2)平台组成

    安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台,它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据,通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度,同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

    (3)平台拓扑图

    (4)平台子系统

    电力监控

    电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所,对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控,对0.4kV出线配置多功能计量仪表,用于测控出线回路电气参数和用能情况,可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS,包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

    环境监测

    环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警,同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

    马达监控

    马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。

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    电气安全

    AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器,消防设备电源传感器、防火门状态传感器,接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示,并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视,发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

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    智能照明控制

    防火分区单独控制,分区内设置智能控制面板就地驱动器;开关驱动器连接消防报警系统,接收消防报警信息,强制打开驱动器回路。

    廊内上方安装智能照明传感器,使人员进入管廊内自动开启灯具,在管廊内停留灯具保持常亮,离开后灯具关闭。

    除了现场的控制方式外,还可用电脑端实现集中控制,实时远程监控当前区域的照明情况,必要时可远程控制该区域的照明。

    考虑现场模块分布较广,距离过长,除了现场的控制方式外,还可用电脑端实现集中控制,实时远程监控当前区域的照明情况,必要时可远程控制该区域的照明。

    系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式,支持延时控制,避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统,可独立工作,每个模块均自带时间模块,可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

    4相关平台部署硬件选型清单

    (1)电力监控及配电室环境监控系统

    应用场合(10KV)

    产品

    型号

    功能

    中压柜

    10KV进/馈线

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    AM6-L

    相间电流速断保护,相间电流速断保护(可带低压闭锁),相间过电流保护(可带低压闭锁),两段式零序过流保护,反时限相间过流保护(可带低压闭锁),零序反时限过流保护,过负荷保护,控制回路异常告警。

    10/0.4KV变压器

    AML-S

    分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接 点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、 装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT 断线、CT 断线、对时异常等) 、遥控 开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、 跳闸、故障电流电压)等。

    智能操控装置

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    ASD500

    一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示(标配一路强制加热)、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线测温。

    10KV计量

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    PZ72L-E4/UT

    该仪表采用交流采样技术,能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数,可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口,采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出,继电器报警输出等功能。具有许昌开普研究院有限公司、国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书,产品防护等级均达到IP65,符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

    应用场合(0.4KV)

    产品

    型号

    功能

    低压柜

    0.4KV进/出线

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    PZ72L-E4/UT

    该仪表采用交流采样技术,能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数,可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口,采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出,继电器报警输出等功能。具有许昌开普研究院有限公司、国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书,产品防护等级均达到IP65,符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

    无功补偿

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    ARC

    测量I、U、Hz、cosΦ,具备过电压保护、欠流锁定、电网谐波过大保护功能,可控制电容器的投切,RS485/Modbus协议

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    ANSVC

    ANSVC低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中,能根据电网中负载功率因数的变化通过控制器控制电力电容器投切进行补偿,无功功率补偿装置采用散件组成方案,主要以电容电抗、投切开关、控制器等组成。

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    ANSVG

    补偿方式:线性补偿,全响应时间<5ms,瞬时响应时间≤100us;补偿效果:≥0.99,可补偿容性无功和感性无功,滤除5、7、9、11、13次以内的谐波;自身损耗:≤2%,效率:>98%;监控以及显示具备远程通讯接口,可以通过PC机实时监控;具有人性化的人机交互界面,可通过该界面看到系统和本体的实时电能质量信息,操作简单,可以远控,也可以本控;标准模块化设计,缩短交付周期,同时提高了使用的可靠性和可维护性。

    温湿度控制器

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    WHD72-11/UT

    智能型温湿度控制器以数码管方式显示温湿度值,有加热器、传感器故障指示、变送功能、带有RS485通讯接口可供远程监控,用户可通过按键编程自行设定系统参数。该仪表集测量、显示、控制及通讯于一体,精度高、测量范围宽,是一种适合于各个行业和领域的温湿度测量控制仪表。具有许昌开普研究院有限公司、国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书,产品防护等级均达到IP65,符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

    电动机保护器

    电机回路

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    ARD2F-UT

    智能电动机保护器(以下简称保护器)适用于额定电压至 660V 的低压电动机回路,集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运行,带有逻辑可编程功能,可以满足多种控制方式。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。该产品采用分体式结构,由主体、显示单元、互感器组成,可适应各种柜体的安装。具有许昌开普研究院有限公司、国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书,产品防护等级均达到IP65,符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。

    配套附件

    0.4kV电流互感器

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    AKH-0.66

    测量型互感器,采集交流电流信号

    智能网关

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    Anet系列

    8个RS485串口 2kV隔离, 2个以太网接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求,支持断点续传,装置电源:220V AC/DC。

    应用场合(配电室)

    产品

    型号

    功能

    环境监测

    温湿度

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    /

    用于配电房温度和湿度。工作电源:AC/DC 85~265V 工作温度:-40.0℃~99.9℃ 工作湿度:0%RH~99%RH

    烟雾

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    /

    光电式烟雾传感; 电源正极(DC 12V):+12V,继电器输出:常开触点

    水侵

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    /

    接触式水浸传感器,监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况,工作电源:DC 10-30V 工作温度:-20℃~+60℃ 工作湿度:0%RH~80%RH 响应时间:1s 继电器输出:常开触点

    局方检测

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    /

    监测变压器、开关、开关柜的局部放电

    门禁

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    /

    常开型;感应距离:30-50mm 材质:锌合金,银灰色电度 干接点输出

    摄像机

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    /

    视频监控

    开关量模块

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    ARTU-KJ8

    8路开关量输入,8路继电器输出

    智能网关

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    ANet-2E4SM

    4路RS485 串口,光耦隔离,2路以太网接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP(主、从)、104(主、从)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模块)输入电源:DC 12 V ~36 V 。支持4G扩展模块,485扩展模块,*多可扩展16路。

    5结语

    随着人们对智能化的要求越来越高,相应在管廊建设中也要不断革新现有思维,打破传统的应急照明机制,通过更加智能、更加高效的设计思路和手段,不断完善应急照明系统功能,一旦出现火灾时,确保人们的生命安全,能够为人员的疏散与撤离工作提供可靠帮助.

    参考文献

    [1] 陈焕娣,潘奎.智能消防应急照明系统在民用建筑电气设计中的应用[J] •环球市场,2016(17) :90

    [2] 张荣升.智能消防应急照明系统在民用建筑电气设计中的应用* J].环球市场,2017(24) &112.

    [3] 史雅娟.民用建筑电气设计中智能消防应急照明系统的应用分析[J].建材与装饰,2018(2) :71-72..

    [4] 宋文朋.浅谈智能消防应急照明系统在民用建筑电气设计中的应用[J].建筑・建材・装饰,2019(7) :190,220.

    [5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.06版.

    [6]张靓.城市地下综合管廊智能消防应急照明系统的设计

    作者简介

    黄琴,女,现任职于安科瑞电气股份有限公司,主要从事电气火灾监控系统的研发和应用。


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