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淺析應急照明系統在數據中心的應用

發表時間:2022-12-06  |  點擊率:108
  程志芳
 
  安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 
  [摘  要]文章通過對數據中心消防應急照明和疏散指示系統的需求分析,結合新國標《消防應急照明和疏散指示系統技術規范》(GB51309-2018)的要求,闡述了應急照明和疏散指示系統在數據中心的設計方法和應用實踐。
 
  [關鍵詞]消防;應急照明;數據中心;工程
 
  引言
 
  消防應急照明和疏散指示系統是一種輔助人員安全疏散和消防應急作業的建筑消防系統,由消防應急照明燈具、消防應急標志燈具和相關裝置構成,作用是發生火災后,消防應急照明和疏散指示系統能按照預設邏輯應急啟動,為人們安全疏散和滅火救援行動提供必要的照明條件及正確的疏散指示信息。隨著數據中心的智能化的發展,無論是國內的還是國外的數據中心應用實踐中,消防應急照明和疏散指示系統作為數據中心消防安全至關重要的保障體系,對于牢牢守住數據中心的消防安全底線,著力構建系統性、科學性和可操作性的應急疏散預案,有效提升數據中心消防安全裕度等方面發揮著越來越重要的作用。
 
  一、工程概況
 
  某數據中心建筑面積23299.35平方米,建筑占地面積6533.35平方米。其中: 地上建筑面積22199.13m,地下建筑面積1100.22m。地上四層,地下局部一層。建筑高度23.75米。建筑功能:數據機房。建筑性質:本工程建筑物等級為一等級, 設計使用年限50年,為多層丙類廠房。房間按其功能不同劃分為主機房(服務器機房、網絡機房、存儲機房等功能區域)、輔助區(包括進線間、測試機房、總控中心、消防和安防控制室、拆包區、備件庫、打印室、維修室等功能區域)、支持區
 
  (變配電室、柴油發電機房、電池室、空調機房、動力站房、不間斷電源系統用房、消防設施用房等功能區域)、行政辦公區(包括辦公室、門廳、值班室、更衣室和用戶工作室等功能區域)。
 
  二、應急照明的設計
 
  國家標準《數據中心設計規范》(GB50174-2017)針對備用照明和應急照明有如下條文:“8.2.5主機房和輔助區應設置備用照明,備用照明的照度值不應低于一般照明照度值的10%;在有人值守的房間,備用照明的照度值不應低于一般照明照度值的50%;備用照明可為一般照明的一部分。”“8.2.6數據中心應設置通道疏散照明及疏散指示標志燈,主機房通道疏散照明的照度值不應低于5Lx,其他區域通道疏散照明的照度值不應低于1Lx。”
 
  從以上可以看出,數據中心里,有一般照明、備用照明和應急照明三種照明類型,一般照明是日常照明,而備用照明往往是工藝上的需要,保證主機房和輔助區不發生一般照明熄滅而造成人員停止工作、設備運轉出現異常的情況,要求備用照明與一般照明的電源應由不同回路引來,火災時切除。而消防應急照明及疏散指示系統要求保證在火災發生導致非消防電被切除以后,能夠自動點亮應急照明燈具, 進行人員及時疏散并保證配電室、消防控制室、消防水泵房、柴油發電機房等發生火災時仍需工作、值守的區域照明。
 
  (1)系統設計
 
  根據《建筑設計防火規范》(GB50016-2014(2018版))規定,數據中心是“電子信息系統的主機房及其控制室、記錄介質庫,特殊貴重或火災危險性大的機器、儀表、儀器設備室、貴重物品庫房”范疇,應設置火災自動報警系統。
 
  根據《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-2013)規定,數據中心不僅需要報警,同時需要聯動自動消防設備,應設置消防控制室。
 
  按照《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》(GB51309-2018),“3.1.2 條要求,設置消防控制室的場所應選擇集中控制型系統”。所以,該數據中心應選擇集中控制型消防應急照明和疏散指示系統。
 
  (2)設置部位及燈具選擇
 
  應急照明燈應采用節能光源,色溫不低于2700K,數據中心內應急照明燈的設置應保證為人員在疏散路徑及相關區域的疏散提供基本的照度。地面水平低照度10.0Lx的場所包括:樓梯間、前室或合用前室、避難走道等。地面水平低照度5.0Lx的場所包括:主機房通道疏散照明。地下消防泵房,配電室、消防控制室、供消防用電的自備發電機房等發生火災時仍需工作的場所需要保持正常照度。
 
  應急標志燈的設置應保證人員能夠清晰地辨識疏散路徑、疏散方向、安全出口的位置、所處的樓層位置,應設置在醒目的位置,應該保證人員在疏散路徑的任何位置都能看到標志燈具。為了避免火災初期產生的煙氣遮擋標志燈,標志燈宜安裝在疏散走道、通道兩側距地面高度小于1m的墻面或柱面上;當疏散走道、通道兩側無維護結構時,標志燈應安裝在疏散走道、通道的上方,標志燈底邊距地面的高度宜為2.2~2.5m。
 
  依據《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》(GB51309-2018)3.2.1條要求,設置在8m以下場所時應選用A型應急照明燈具;設置在8m以上場所可根據計算低照度選用A型或B型應急照明燈具。因為該數據中心層高均在8m以內,所以,均選用A型應急照明燈具,A型應急燈具采用安全電壓,對于保障火災疏散時人員安全及火災撲救時的消防隊員的人身安全起巨大作用。
 
  (3)供電方式及控制方式;
 
  數據中心應急照明燈及標志燈數量較多,宜采用集中電源供電,燈具主電源和蓄電池電源在集中電源內部實現輸出轉換后由同一配電回路為燈具配電。集中電源輸出回路嚴禁接入系統以外的開關裝置、插座及其其他負載。
 
  水平疏散區域燈具配電回路應按防火分區進行設計,同一防火分區的樓層等為基本單元配置配電回路,不同防火分區不能共用同一配電回路。防煙樓梯間前室及合用前室內設置的燈具應由前室所在樓層的配電回路供電。配電室、消防控制室、消防水泵房、發電機房等發生火災時仍需工作、值守的區域和相關疏散通道,應單獨設置配電回路。封閉樓梯間、防煙樓梯間、室外疏散樓梯間應單獨設置配電回路。任一配電回路配接燈具的數量不宜超過60只,任一配電回路配接燈具的額定功率總和不應大于配電回路額定功率的80%。
 
  集中電源應根據線路的供電距離,防火分區的劃分統籌考慮,燈具總功率大于5KW的系統,應分散設置集中電源。集中電源輸出回路不應超過8路。系統配電線路和通信線路應選擇耐火型。
 
  應急照明控制器應選擇具有能接收火災報警控制器或消防聯動控制器干接點信號或DC24V信號接口的產品,采用通信協議與消防聯動控制器通信時,應選擇與消防聯動控制器的通信接口和通訊協議的兼容性滿足現行國家標準《火災自動報警系統組件兼容性要求》GB 22134有關規定的產品。任一臺應急照明控制器直接控制燈具的總數量不應大于3200。應急照明控制器應設置在消防控制室內,主電源應由消防電源供電,其自帶蓄電池電源應至少使控制器在主電源中斷后工作3小時。
 

       (4)系統功能;
 
  1)非火災狀態下
 
  (1)系統主電源正常時:①應保持主電源為燈具供電;②所有非持續型照明燈應保持熄滅狀態,持續型照明燈具的光源應保持節電點亮模式;③具有一種疏散指示方案的區域中所有標志燈的光源應按該區域疏散指示方案保持節電點亮模式; 需要借用相鄰防火分區疏散的防火分區中,相關標志燈的光源應按該區域可借用相鄰防火分區疏散工況條件對應疏散指示方案保持節電點亮模式。
 
  (2)系統主電源斷電時:①所有非持續型照明燈應應急點亮,持續型照明燈具的光源由節電點亮模式轉入應急點亮模式;燈具持續應急點亮模式不應超過0.5h;②系統主電源恢復后,所有燈具自動恢復到上述系統主電源正常時的工作狀態。
 
  (3)應急照明控制器與集中電源或應急照明配電箱的通信中斷時、集中電源或應急照明配電箱與燈具的通信中斷時,非持續燈具應急點亮、持續型燈具由節電點亮模式轉入應急點亮模式。
 
  2)火災狀態下
 
  (1)應由火災報警控制器的火災報警輸出信號作為系統自動應急啟動的觸發信號;
 
  (2)應急照明控制器接收到火災報警信號后,應自動執行以下控制操作:① 所有非持續型照明燈應急點亮,持續型燈具由節電點亮模式轉入應急點亮模式;② 集中電源應保持主電源輸出,待接收到其主電源斷電信號后,自動轉入蓄電池電源輸出。
 
  (3)應能手動操作應急照明控制器控制系統的應急啟動,實現上述控制功
 
  能。
 
  三、應用中需要注意的問題
 
  1、數據中心中配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、消防用電的蓄電池室、自備發電機房等發生火災時仍需工作的區域,應依據標準設置備用照明。備用照明燈具可采用正常照明燈具,在火災時保持正常照度,火災時仍需工作的區域的備用照明燈具由正常照明電源和消防電源專用應急回路互投后供電。
 
  2、數據中心的集中控制型消防應急照明和疏散指示系統的架構宜與火災自動報警系統的架構一致,系統設計應遵循系統架構簡潔、控制簡單的基本設計原則, 包括燈具布置,系統配電,系統在非火災狀態下的控制設計、系統在火災狀態下的控制設計;另外,集中控制型系統的通訊線路設計要可靠。
 
  四、安科瑞消防應急照明和疏散指示系統產品選型
 
  1、系統簡介
 
  消防應急照明和疏散指示系統由控制器(主機)、集中電源(供電),分配電裝置(分機)和燈具(疏散指示燈、應急照明燈)等幾部分組成。該系統配合火災報警控制器的使用,在危急時刻,能夠快速針對風向、就近出口、火災的走勢、人群密度做出分析,給出安全的疏散路徑指示,智能打開消防應急標志燈的指示方向以及應急照明燈,幫助建筑內的人群實時地選擇逃生路線,指引安全逃生方向,保障群眾的人身安全,為各商家擔心的安全問題解決了后顧之憂。
 
  2、系統結構
 
 

       3、系統功能
 
  3.1系統運行主界面
 
  包含工具欄、平面展示、圖層列表、狀態欄,可以直觀的查看監控設備的運行狀態,并根據狀態欄的現實內容直接切換至故障具體位置。
 
 

      3.2 燈具配置界面
 
    可以查看所有燈具狀態與數量。
 
  3.3信息界面
 
  可查看歷史操作、故障、事件信息、可按日期進行查詢。
 
 

       3.4權限管理界面
 
  主要由應急啟動、應急停止與手動火警組成,應急啟動與停止用來測試設備應急功能是否正常,手動火警測試再具體著火點下系統的啟動情況。
 
 

      4、消防應急照明和疏散指示系統產品選型
 
  4.1應急照明控制器選型
 

        4.2應急照明集中電源
 
           4.3 防爆應急照明集中電源
 

         4.4 A型集中電源集中控制燈具選型
 

         五、結束語
 
  《消防應急照明和疏散指示系統技術規范》(GB51309-2018)發布以來,提出了很多新穎的理念與思路,制定了完整的應急照明及疏散指示系統的設計方法和技術措施,為應急照明的設計、施工、驗收、運維等提供了完備的標準體系。
 
  消防應急照明及疏散指示系統的設計不是孤立的,不但要遵循《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》(GB51309-2018),而且要與建筑消防疏散系統的其他專業設施,比如火災自動報警系統、消防應急廣播、防火門與防排煙系統協同工作,才能為人員疏散和應急措施提供更有利的保障。
 
  對于數據中心而言,對于保障數據安全及數據中心工作人員人身安全也起著舉足輕重的作用,要按照國家相關法律法規要求,做好應急照明系統的設計、施工、驗收以及日常的維護工作,確保系統穩定運行,為數據中心的長治久安保駕護航。
 
  參考文獻
 
  [ 1 ]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.
 
  [ 2 ]張彥青,消防應急照明系統在數據中心工程中的應用.
 
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