樓梯疏散照明的設(shè)計(jì)

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樓梯疏散照明的設(shè)計(jì)

摘要：利用編制的AutoCAD應(yīng)用程序，解決樓梯疏散照度計(jì)算不便的問(wèn)題；通過(guò)計(jì)算示例，分析如何進(jìn)行樓梯疏散照明設(shè)計(jì)，才能較好地符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并對(duì)樓梯疏散照明設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)設(shè)計(jì)誤區(qū)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：樓梯；疏散照明；疏散照度計(jì)算；AutoCAD應(yīng)用程序；配光曲線；燈具布置；照明設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)誤區(qū)

筆者曾在《建筑電氣》2018年第3期上發(fā)表了《疏散照度的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)文獻(xiàn)［1］）一文，并發(fā)布了配套計(jì)算程序，較好地解決了同一布燈高度的水平疏散照度計(jì)算問(wèn)題。但受到當(dāng)時(shí)原始數(shù)據(jù)的限制，編制程序時(shí)沒(méi)有能夠依據(jù)燈具測(cè)試報(bào)告中的配光曲線進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)致部分區(qū)域照度計(jì)算結(jié)果偏小，而且不能一次計(jì)算不同布燈高度時(shí)的照度。為了更好地進(jìn)行樓梯疏散照度的計(jì)算，筆者對(duì)程序進(jìn)行了升級(jí)，升級(jí)后可以按照燈具配光曲線計(jì)算不同布燈高度的地面水平照度。

1 規(guī)范依據(jù)

樓梯是豎向疏散的生命通道，其重要性不言而喻。做好樓梯疏散照明設(shè)計(jì)，是保障人員順利疏散的必備條件。豎向疏散的難度高于水平疏散，因此對(duì)于疏散照度的要求也相應(yīng)較高。

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)》3. 2. 5條規(guī)定了不同建筑或場(chǎng)所的樓梯消防應(yīng)急照明地面最低水平照度標(biāo)準(zhǔn)值（分別為10. 0 lx和5. 0 lx兩種），并在條文說(shuō)明中明確了樓梯中心線兩側(cè)1 / 2樓梯寬度范圍內(nèi)的各點(diǎn)水平照度需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。

2 計(jì)算參數(shù)及方法

2. 1 燈具參數(shù)

為了計(jì)算準(zhǔn)確，需要對(duì)文獻(xiàn)［1］的計(jì)算程序進(jìn)行升級(jí)，采用燈具配光曲線代替原程序中的模擬曲線。根據(jù)廠商提供的燈具檢驗(yàn)報(bào)告及技術(shù)說(shuō)明，不同功率的燈具采用相同的配光曲線，因此選取一種燈具的光強(qiáng)分布表即可繪制出適用所有功率燈具的配光曲線。根據(jù)文獻(xiàn)［7］的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到圖1的燈具配光曲線。

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不同功率的燈具額定光通量參數(shù)見(jiàn)表1。筆者建議工程設(shè)計(jì)時(shí)的光通量可采用燈具型式試驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告中的“放電80 min后光通量”參數(shù)，該參數(shù)反映了燈具應(yīng)急工作至接近結(jié)束時(shí)的光通量，從而使計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際工況下的最低照度值。當(dāng)“放電80 min后光通量”與表1的額定光通量參數(shù)不一致時(shí)，可通過(guò)調(diào)整計(jì)算時(shí)的維護(hù)系數(shù)達(dá)到一致，此時(shí)該維護(hù)系數(shù)相當(dāng)于考慮了電池放電時(shí)的衰減因子。

表1 燈具功率與額定光通量對(duì)照表

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2. 2 照度計(jì)算程序升級(jí)說(shuō)明

樓梯疏散照明燈具布置時(shí)，一般需要在樓層和半平臺(tái)處分別設(shè)置照明燈，這兩個(gè)燈對(duì)某一踏步的照度均有貢獻(xiàn)，但二者針對(duì)計(jì)算點(diǎn)的高度是不同的，通過(guò)改進(jìn)文獻(xiàn)［1］的程序，實(shí)現(xiàn)了支持每個(gè)燈具設(shè)置不同的計(jì)算高度，該計(jì)算高度采用燈具圖塊的屬性進(jìn)行定義，只需編輯圖塊屬性中“HHHH”標(biāo)簽的值，即可定義該燈具的計(jì)算高度（內(nèi)置燈具高度以mm或m為單位均可，程序自動(dòng)判斷）。

3 樓梯疏散照明設(shè)計(jì)示例

為方便起見(jiàn)，示例中的樓梯疏散照度標(biāo)準(zhǔn)值均取5. 0 lx，如要達(dá)到10. 0 lx，只需選擇光通量增加1倍的燈具即可。

3. 1 燈具布置

對(duì)于雙跑或多跑樓梯，樓梯的每一個(gè)平臺(tái)處均應(yīng)設(shè)置疏散照明燈具，不應(yīng)漏設(shè)。為節(jié)省照明功率，燈具應(yīng)盡量靠近梯段布置，但要避免樓梯梁對(duì)照射角度的影響。應(yīng)優(yōu)先采用頂裝照明燈具，如條件限制必須采用壁裝燈具時(shí)，安裝高度不宜過(guò)低（壁裝燈具照度計(jì)算本文暫不涉及）。燈具安裝位置的剖面見(jiàn)圖2，平面布置可采用圖3中的方案A或方案B。

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3. 2 疏散照度計(jì)算

疏散照明燈具對(duì)于每個(gè)樓梯踏步的照射高度都是不同的，因此需要分別對(duì)每一個(gè)踏步進(jìn)行照度計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮踏步之間的互相遮擋及樓梯欄桿的遮擋影響。圖2中當(dāng)60°≤θ≤72°時(shí)，計(jì)算程序中的最大照射角取60°。

圖4為剪刀樓梯燈具布置剖面示意圖，首先試算D2燈（D2吸頂安裝，位置可不必確定）針對(duì)向下方向各踏步的照度，得出D2至最遠(yuǎn)D點(diǎn)（平面位置見(jiàn)圖5）的照度均能滿(mǎn)足5. 0 lx，因此D點(diǎn)再向下需要計(jì)算D2和D1燈疊加的光強(qiáng)，由D點(diǎn)正下方踏步邊緣C點(diǎn)至D1燈位置梁底連線與樓梯板相交得點(diǎn)E，D1燈應(yīng)位于點(diǎn)E的左側(cè)才能照射到C點(diǎn)。將D1燈移至避開(kāi)平時(shí)正常照明燈位處即可，根據(jù)對(duì)稱(chēng)關(guān)系將D2燈也移至與D1對(duì)稱(chēng)的恰當(dāng)位置并復(fù)核D點(diǎn)的照度符合要求。

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燈具布置完成后，開(kāi)始計(jì)算自D點(diǎn)向下的每個(gè)踏步的照度，照明燈具應(yīng)手動(dòng)選擇D1和D2兩個(gè)燈。如果整個(gè)梯段中心1 / 2寬度范圍內(nèi)的疏散照度存在小于5. 0 lx的情況，可提高燈具的功率或適當(dāng)移動(dòng)燈具位置后再驗(yàn)算直至達(dá)標(biāo)。

4 常見(jiàn)樓梯疏散照明設(shè)計(jì)誤區(qū)

促使筆者升級(jí)計(jì)算程序和寫(xiě)作本文的初衷之一是因?yàn)樵谄綍r(shí)的審圖工作中，所遇到的絕大多數(shù)項(xiàng)目的樓梯疏散照明設(shè)計(jì)都不能滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)最低水平照度的要求。下面舉例分析一些常見(jiàn)的樓梯疏散照明設(shè)計(jì)誤區(qū)，分析時(shí)所采用的燈具均為A型燈具，燈具光通量受限于A型燈具的容量。

誤區(qū)一：僅在樓層處（如圖6中的4. 200標(biāo)高處）設(shè)置疏散照明燈具，半平臺(tái)處不設(shè)燈。此時(shí)無(wú)論是在A、B、C、D中任一點(diǎn)設(shè)置壁燈，或在E點(diǎn)設(shè)置吸頂燈，樓梯半平臺(tái)及部分梯段的最低水平照度均遠(yuǎn)低于5. 0 lx。

誤區(qū)二：每個(gè)平臺(tái)設(shè)置一個(gè)距地2.20m安裝的壁燈，燈位選擇C（D）點(diǎn)及G（F）點(diǎn)，部分設(shè)計(jì)還會(huì)安裝在A（B）點(diǎn)。該做法存在的第一個(gè)問(wèn)題是燈具安裝高度偏低，導(dǎo)致照明范圍受到限制。從安裝位置看，A（B）點(diǎn)顯然是不適合的安裝點(diǎn)，因?yàn)榫嚯x梯段最遠(yuǎn)，照明效果最差；C點(diǎn)和G點(diǎn)因?yàn)檫h(yuǎn)離向下方向梯段，即使提高安裝高度，也難以達(dá)到5. 0 lx的要求。采用D點(diǎn)和F點(diǎn)的方案是可能達(dá)到照度要求的，但位置需要優(yōu)化，首先D點(diǎn)和F點(diǎn)應(yīng)盡量向梯段方向靠近，宜布置在最靠近向下的第一個(gè)踏步處（在梯段上方安裝可能獲得較理想的照明效果，但不利于檢修），且燈具安裝位置應(yīng)盡量提高至靠近樓梯梁下方。

誤區(qū)三：每個(gè)平臺(tái)設(shè)置一個(gè)吸頂燈，燈位選擇E點(diǎn)和H點(diǎn)。該方案可行，但有優(yōu)化空間，因?yàn)镋點(diǎn)和H點(diǎn)位于樓梯上行梯段處，對(duì)下行梯段的照明效果較差，為了達(dá)到5. 0 lx，需要采用稍大功率的燈具，如按圖3的方案優(yōu)化，則可降低燈具容量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)升級(jí)文獻(xiàn)［1］配套的疏散照度計(jì)算程序，不但使平面疏散照度計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，而且解決了樓梯疏散照度計(jì)算的難題；同時(shí)舉例說(shuō)明了樓梯疏散照明的設(shè)計(jì)方法，并分析了常見(jiàn)的設(shè)計(jì)誤區(qū)，可供樓梯疏散照明設(shè)計(jì)時(shí)參考。