Oświetlenie ścieżki do bezpieczeństwa: inżynieryjne znaki ewakuacyjne LED

Werdykt: Znaki ewakuacyjne LED zmniejszają koszty energii o 95% w porównaniu z żarówkami

W przypadku budynków komercyjnych wymagających oświetlenia ewakuacyjnego zgodnego z przepisami, Znaki ewakuacyjne LED konsumować 1-5 watów na znak w porównaniu do 20-40 watów w przypadku żarówek, co zmniejsza roczne koszty energii z 50-100 dolarów do 2-10 dolarów za znak . Bezpośredni wniosek: wybierz znak wyjścia awaryjnego LED w oparciu o Lista UL 924 (obowiązkowa w USA), typ akumulatora (NiCad, LiFePO4 lub uszczelniony kwasowo-ołowiowy), odległość oglądania (6 m do 30 m), metoda montażu (ściana, sufit, montaż końcowy) i kolor powierzchni czołowej (czerwony lub zielony zgodnie z lokalnymi przepisami) . W typowym biurze o powierzchni 10 000 stóp kwadratowych z 20 znakami wyjścia przejście z żarówek na diody LED pozwala zaoszczędzić 2000–3000 kWh rocznie (240–360 USD przy 0,12 USD/kWh) i eliminuje 50–100 wymian lamp rocznie.

Zgodność z UL 924: najważniejszy certyfikat

W Stanach Zjednoczonych wszystkie znaki ewakuacyjne muszą znajdować się na liście UL 924 (Standard Underwriters Laboratories dotyczący oświetlenia awaryjnego i sprzętu zasilającego). UL 924 zaświadcza, że znak spełnia wymagania dotyczące widoczności (wysokość litery, oświetlenie, odległość widzenia), czasu działania baterii podtrzymującej (minimum 90 minut po pełnym naładowaniu) i przeniesienia mocy (automatyczne przełączanie na akumulator w ciągu 10 sekund od utraty zasilania) . Znaki bez certyfikatu UL 924 nie przejdą kontroli budowlanej i unieważnią ubezpieczenie. Poszukaj znaku UL 924 na obudowie znaku i w instrukcji obsługi; fałszywe znaki UL są powszechne w przypadku taniego importu. Sprawdź internetową bazę danych UL (product iQ), aby zweryfikować numer aukcji. W przypadku Kanady wymagany jest certyfikat CSA C22.2 nr 141.

Protokół testowy: Norma NFPA 101 (Kodeks bezpieczeństwa życia) wymaga comiesięcznych 30-sekundowych testów i corocznych 90-minutowych testów pełnego rozładowania wszystkich znaków wyjścia awaryjnego . Znaki znajdujące się na liście UL 924 posiadają funkcje autotestowania (test przyciskiem lub automatyczna autodiagnostyka), które upraszczają zgodność. Znaki bez autotestu wymagają ręcznego odłączenia od zasilania sieciowego w celu przetestowania. Znaki niezgodne z wymogami (brak UL 924) nie mogą być używane w obiektach komercyjnych, nawet jeśli wydają się działać prawidłowo. W przypadku projektów modernizacyjnych należy sprawdzić, czy zamienne moduły LED typu retrofit są zgodne z normą UL 924 dla konkretnej oprawy; wiele zestawów modernizacyjnych LED dostępnych na rynku wtórnym nie posiada certyfikatu oświetlenia awaryjnego.

Typy akumulatorów: NiCad vs. uszczelniony kwasowo-ołowiowy vs. lit

Znaki ewakuacyjne LED wykorzystują akumulatory, które po 5 latach użytkowania muszą wytrzymać 90 minut działania. Najpopularniejsze są akumulatory niklowo-kadmowe (NiCad): 3,6 V do 7,2 V, 500–1500 mAh, koszt 10–25 USD, żywotność 5–8 lat, temperatura pracy 0–50°C . NiCad dobrze radzi sobie z częstym rozładowywaniem/ładowaniem (cykle autotestu) i działa w zimnych środowiskach (do -20°C przy zmniejszonej wydajności). Uszczelnione akumulatory kwasowo-ołowiowe (SLA) (6 V, 2,5–4 Ah) kosztują 15–30 USD, wytrzymują 3–5 lat, ale ważą 3 razy więcej niż NiCad i ulegają awarii, jeśli zostaną rozładowane poniżej 50% pojemności. Pojawiają się akumulatory litowo-jonowe (LiFePO4) (3,2–6,4 V): kosztują 25–50 dolarów, wytrzymują 8–10 lat, działają w temperaturach od -20°C do 60°C i mają dwukrotnie większą gęstość energii, ale wymagają specjalistycznych obwodów ładowania.

W przypadku znaków z funkcją autotestowania i autodiagnostyki preferowane są NiCad lub LiFePO4, ponieważ akumulatory SLA ulegają szybszej degradacji przy częstych testach (życie SLA skraca się o połowę w przypadku codziennego rozładowywania). Do przechowywania w chłodni (od -20°C do 0°C) wymagany jest NiCad lub lit (z ładowaniem w niskiej temperaturze); SLA traci 50-70% pojemności poniżej 0°C . W przypadku gorących środowisk (55°C, strychy, kotłownie) wymagany jest NiCad lub lit (gatunek wysokotemperaturowy); Żywotność SLA spada do 1-2 lat powyżej 45°C. Wymiana baterii: Norma UL 924 wymaga wymiany baterii co 5 lat lub zgodnie z harmonogramem producenta. Używaj wyłącznie akumulatorów zatwierdzonych przez UL; Baterie generyczne mogą nie wytrzymać awaryjnego czasu pracy i mogą unieważnić umieszczenie znaku na liście.

Czerwone i zielone znaki wyjścia: kody regionalne

Kolor znaku wyjścia różni się w zależności od jurysdykcji. Czerwone znaki wyjazdowe są wymagane w większości stanów USA (w oparciu o tradycję NFPA 101) i Kanadzie; zielone znaki wyjazdowe są wymagane w wielu lokalizacjach międzynarodowych (ISO 7010, Europa, Australia, Azja) oraz w niektórych miastach USA (Nowy Jork, Chicago, San Francisco) . Czerwień jest bardziej widoczna w zadymionych warunkach (dłuższa długość fali lepiej przenika przez dym), ale osoby niewidome na kolory (8% mężczyzn) mogą nie odróżniać czerwieni od ciemnego tła. Kolor zielony jest zalecany przez Międzynarodową Radę Kodeksu (ICC) i jest standardem dla znaków fotoluminescencyjnych. Przed zakupem sprawdź lokalne przepisy przeciwpożarowe; zainstalowanie nieprawidłowego znaku kolorowego spowoduje niezaliczenie kontroli.

Niektóre znaki wymienione na liście UL 924 oferują wymienne powierzchnie (czerwone/zielone/przezroczyste) lub dwukolorowe diody LED, które przełączają się w zależności od trybu. Podświetlane litery muszą mieć minimalną luminancję 5 świec stóp (54 luksy) w trybie baterii; znaki samoświecące (trytowe lub fotoluminescencyjne) są dozwolone w niektórych kodach, ale wymagają wyższej luminancji (10–20 stopoświec). Kontrast świetlny między literami a tłem musi wynosić co najmniej 70% (jasne litery na ciemnym tle i odwrotnie). Znaki podświetlane od tyłu (białe litery na kolorowym tle) są lepiej widoczne z daleka i wymagają mniej energii (diody LED podświetlane krawędziowo w porównaniu z przednimi).

Strumień świetlny i odległość oglądania

Znaki LED dotyczące wyjść awaryjnych muszą być widoczne z najdalszego punktu drogi ewakuacyjnej, zazwyczaj z odległości 30 m (100 stóp) w przypadku budynków komercyjnych. Znak UL 924 z literami o wysokości 152 mm (6 cali) i oświetleniem twarzy o mocy 6–12 stóp świec (65–130 luksów) jest czytelny z odległości 30–45 m przy normalnym widzeniu; w dymie efektywna odległość widzenia zmniejsza się do 15-20m . W przypadku dużych przestrzeni (magazyny, teatry, areny) dodatkowe znaki należy instalować co 30 m drogi ewakuacyjnej, a nie tylko przy drzwiach. W przypadku zadymionych wyjść znaki o dużym świetle (15–20 świec stóp) poprawiają widoczność o 30–40%, ale zużywają więcej baterii (skrócą czas działania o 20%).

Obliczanie odległości oglądania: maksymalna czytelna odległość (m) = (wysokość litery w mm) / 20 (dla normalnego widzenia) lub / 10 (dla słabowidzącego). Dla liter 152 mm: 152/20 = 7,6 m normalnie, ale UL 924 wymaga 30 m ze względu na konstrukcję znaku wyjścia (wysoki kontrast, znajomy kształt) . W przypadku znaków umieszczonych na wysokości montażu 2,4 m (standardowo) osoba znajdująca się 1,5 m nad podłogą widzi znak z przesunięciem w pionie o 1,2 m; kąt widzenia wpływa na jasność — znaki LED muszą utrzymywać 80% luminancji twarzy przy kącie widzenia 45 stopni. W przypadku znaków montowanych na ścianie na końcach korytarza należy sprawdzić światłomierzem w najdalszym miejscu; odczyt powinien wynosić >5 stóp-świec.

Metody montażu: Ściana, sufit, montaż końcowy

Znaki ewakuacyjne LED można montować w kilku konfiguracjach. Najczęściej spotykany jest montaż ścienny (z tyłu): znak mocuje się bezpośrednio do powierzchni ściany, widoczny z obu stron, jeśli jest dwustronny. Tabliczki sufitowe zwisające z podwieszanych sufitów lub twardych pokryw, widoczne ze wszystkich stron, stosowane na dużych otwartych przestrzeniach (magazyny, atrium) . Mocowanie końcowe (mocowanie boczne) mocuje się na końcu rzędu znaków lub do kolumn; stosowane w korytarzach, w których przestrzeń na ściany jest ograniczona (klatki schodowe, wąskie korytarze). Znaki przeznaczone do zastosowań zewnętrznych (IP65–IP67) wymagają uszczelnionych obudów i soczewek z poliwęglanu odpornych na promieniowanie UV w przypadku ekspozycji na słońce.

Wysokość montażu: NFPA 101 wymaga, aby znaki wyjściowe były montowane na wysokości od 2,0 m (6,5 stopy) do 2,5 m (8 stóp) nad podłogą, z wyjątkiem specjalnych zastosowań . Wyższy montaż (powyżej 3m) wymaga większych liter (minimum 200mm) lub dodatkowych znaków na niższej wysokości. W przypadku znaków montowanych na suficie w pomieszczeniach o wysokich sufitach (> 4,5 m) należy używać znaków z regulowanymi kierunkowskazami (strzałkami) wskazującymi wyjścia; znaki stają się trudne do odczytania powyżej 6 m wysokości (litery wydają się zbyt małe). W przypadku klatek schodowych znaki należy montować na każdym podeście (co 3-4 m w pionie) i na każdym poziomie podłogi; strzałki kierunkowe muszą wskazywać kierunek wyjścia (w górę lub w dół).

Funkcje autotestowania i autodiagnostyki

Nowoczesne znaki ewakuacyjne LED obejmują funkcję automatycznego autotestowania, co ułatwia zgodność z przepisami. Znaki autodiagnostyczne wykonują automatyczne 30-sekundowe testy co 30 dni oraz 90-minutowe testy roczne, rejestrując wyniki i sygnalizując uszkodzenia za pomocą migającej diody LED lub alarmu dźwiękowego . Znaki te eliminują ręczne testowanie (oszczędność 1-2 godzin miesięcznie w przypadku budynku składającego się z 50 znaków) i zapewniają zakończenie testu (znaki testowane ręcznie często nie są testowane). NFPA 101 dopuszcza znaki samotestujące jako alternatywę dla testowania ręcznego, pod warunkiem, że posiadają one wskaźnik wizualny (zielona/czerwona dioda LED) pokazujący status pozytywny/negatywny.

Czego szukać: znaki z pojedynczą zieloną diodą LED (ok) i czerwoną diodą LED (usterka) są powszechne; bardziej zaawansowane znaki mają wyświetlacze LCD pokazujące pojemność baterii, pozostały czas pracy i historię testów . W przypadku obiektów wyposażonych w 100 znaków należy rozważyć scentralizowany system monitorowania (komunikacja bezprzewodowa lub poprzez linię energetyczną), który zgłasza usterki do panelu głównego. Systemy te kosztują dodatkowo 50–150 USD za znak, ale zwracają się w postaci oszczędności pracy w ciągu 2–3 lat. W przypadku znaków bez samotestowania należy sporządzić dziennik testów i przydzielić personel do przeprowadzania miesięcznych i rocznych testów; udokumentować wyniki kontroli straży pożarnej. Znaki, które nie przejdą testu (czas pracy akumulatora < 90 minut, awarie diod LED) należy wymienić w ciągu 30 dni.

Zdalne moduły LED i oświetlenie awaryjne

Niektóre znaki ewakuacyjne LED zawierają zdalne głowice LED (światła zewnętrzne), które oświetlają drogę ewakuacyjną w przypadku awarii zasilania. Zdalne głowice (zwykle 2–5 na znak) zapewniają 50–200 lumenów każda, pokrywając ścieżkę o długości 5–10 m; wymagane są w korytarzach dłuższych niż 15 m, bez innego oświetlenia awaryjnego . Bateria znaku zasila zarówno znak, jak i zdalne głowice, dlatego pojemność baterii musi zostać odpowiednio zmniejszona: 3,6 V 1500 mAh NiCad (5,4 Wh) zasila znak LED o mocy 2 W (90 min) Dwie zdalne głowice o mocy 1 W (90 min) pobierają łącznie 4 W, co przekracza pojemność. W przypadku znaków z pilotem należy określić większe baterie (minimum 7,2 V, 2500 mAh).

Zdalne umiejscowienie głowicy: zainstalować na wysokości 2-3 m, kierując się w stronę ścieżki wyjściowej; rozstaw pilotów powinien zapewniać minimum 1 stopo-świecę (11 luksów) na poziomie podłogi, mierzoną światłomierzem . W przypadku klatek schodowych należy zainstalować piloty na każdym podeście, oświetlające stopnie i podstopnice. W przypadku wyjść dostępnych dla wózków inwalidzkich piloty muszą oświetlać powierzchnię podłogi (gładką, antypoślizgową) oraz wszelkie zmiany pionowe (podjazdy, stopnie). W przypadku teatrów lub miejsc zgromadzeń piloty należy ustawić tak, aby nie raziły w oczy pasażerów. Testuj zdalne głowice podczas corocznego 90-minutowego testu rozładowania; termometry na podczerwień powinny pokazywać < 50°C na radiatorach LED po 90 minutach.

Oświetlenie krawędziowe, oświetlenie z przodu i oświetlenie od tyłu

Znaki ewakuacyjne LED wykorzystują trzy technologie oświetlenia. Znaki podświetlane krawędziowo mają diody LED na obwodzie i panel prowadzący światło; są smukłe (10-15 mm grubości) i estetyczne, ale mają niższą jasność (6-8 stóp świec) i wyższą cenę (40-80 dolarów) . Znaki podświetlane od przodu posiadają diody LED znajdujące się bezpośrednio za panelem czołowym (rozproszone); są grubsze (25–40 mm), jaśniejsze (10–15 świec stóp) i tańsze (20–50 USD). Znaki podświetlane posiadają diody LED oświetlające półprzezroczysty panel z nieprzezroczystymi literami (odwrócony kontrast); są używane w obszarach o dużym natężeniu światła (handel detaliczny, lobby), ponieważ świecące litery kontrastują z ciemnym tłem. Znaki podświetlane od tyłu są najbardziej widoczne w dymie, ale kosztują 2-3 razy światło z przodu.

W przypadku większości zastosowań komercyjnych najlepsze są znaki podświetlane od przodu. Oświetlenie krawędziowe jest preferowane w zastosowaniach architektonicznych (hotele, wysokiej klasy biura), gdzie liczy się estetyka; podświetlane do magazynów i obiektów przemysłowych, gdzie dym i kurz ograniczają widoczność . W przypadku znaków ze strzałkami kierunkowymi (jodełkami) oświetlone krawędzie mogą być trudne do zauważenia pod kątem > 45 stopni; oświetlone z przodu pozostaje widoczne przy 75-80 stopniach. W przypadku znaków narażonych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych (okna) konieczne jest oświetlenie od przodu o wysokim kontraście (białe litery na czerwono/zielono); oświetlone krawędziowo, zmywane w świetle słonecznym.

Wymagania dotyczące instalacji i okablowania

Należy zainstalować znaki ewakuacyjne LED zgodnie z normą NEC 700 (Systemy awaryjne). Zasilanie z tego samego obwodu odgałęzionego, co normalne oświetlenie w okolicy (aby utrata zasilania powodowała podtrzymanie bateryjne); znaki muszą znajdować się w nieprzełączanym obwodzie (nie ma wyłącznika ściennego, który mógłby je wyłączyć) . Okablowanie: wejście 120 V lub 277 V AC (dla USA; 220-240 V dla międzynarodowych). W przypadku obwodów odgałęzionych 120 V należy stosować minimum 18 AWG. W przypadku znaków ze zdalnymi głowicami należy poprowadzić kabel niskonapięciowy 14-18 AWG (maksymalna odległość od znaku do pilota wynosi 15 m, aby uniknąć spadku napięcia). W przypadku znaków zewnętrznych należy używać wodoszczelnych przewodów (PVC lub elastycznych metali) i wodoszczelnych złączek.

Typowe błędy instalacyjne: podłączenie znaku do obwodu przełączanego (światła gasną, znak traci zasilanie sieciowe, ale bateria natychmiast się rozładowuje, nie pozostawiając podtrzymania po 90 minutach). Rozwiązanie: podłącz kabel do panelu awaryjnego lub dotknij włącznika światła po stronie przewodu . Błąd nr 2: instalowanie znaków nad drzwiami przeciwpożarowymi (drzwi przeciwpożarowe nie mogą być zasłaniane; znaki należy montować 2 m nad podłogą, a nie na drzwiach). Błąd nr 3: niewystarczający czas ładowania akumulatora przed kontrolą (nowe akumulatory wymagają wstępnego ładowania przez 24–48 godzin, aby osiągnąć pełną pojemność). Błąd nr 4: używanie skrzynek przyłączeniowych innych niż UL (musi znajdować się na liście UL 514). Błąd nr 5: brak połączenia z alarmem przeciwpożarowym budynku (niektóre jurysdykcje wymagają, aby znak migał lub zmieniał kolor po włączeniu alarmu pożarowego).

Protokoły testów i inspekcji

Prawidłowe testowanie gwarantuje, że znaki ewakuacyjne LED będą działać w sytuacjach awaryjnych. Co miesiąc: wykonaj 30-sekundowy test, naciskając przycisk testowy (lub odłączając zasilanie sieciowe). Sprawdź, czy znak pozostaje podświetlony (wszystkie diody LED świecą, nie migają). Zapisz wyniki badań (data, wynik, inicjały). Co roku: wykonaj 90-minutowy test (odłącz zasilanie sieciowe, czas świecenia znaku). Zdany, jeżeli znak pozostaje zapalony przez 90 minut; jeśli czas pracy < 90 minut, wymień baterię i przetestuj ponownie . W przypadku znaków samotestujących należy co miesiąc sprawdzać diodę LED stanu (zielona = ok, czerwona = usterka). Co roku przeglądaj dzienniki autotestów; wszelkie kody usterek wymagają sprawdzenia.

Dokumentacja: prowadź dziennik dla każdego znaku zawierający: lokalizację, numer seryjny, datę wymiany baterii, wyniki miesięcznych testów, wyniki testów rocznych, naprawy. Inspekcje straży pożarnej wymagają dokumentacji z 12 miesięcy . W przypadku budynków z > 50 znakami należy zastosować skomputeryzowany system zarządzania konserwacją (CMMS), aby zaplanować testy i śledzić wyniki. W przypadku znaków, które nie przejdą testów, wymień baterię w ciągu 30 dni; jeśli po wymianie baterii znak nie działa, wymień cały znak (uszkodzony sterownik LED lub obwód ładowarki). Znaki starsze niż 10 lat należy wymieniać niezależnie od stanu baterii (plastikowe obudowy stają się kruche, diody LED degradują się do <70% mocy).

Analiza kosztów: LED vs. żarowe vs. fotoluminescencyjne

W okresie 10 lat najbardziej ekonomiczne są znaki ewakuacyjne LED. Znak żarowy: początkowe 30 USD, zużycie 35 W, 4 wymiany lamp rocznie (każda 2 USD) = 30 USD (35 W × 8760 godz. × 0,12 USD/kWh × 10 / 1000 = 368 USD) 80 lamp = 478 USD w ciągu 10 lat. Znak LED: początkowe 50 USD, zużycie 2,5 W, 0 wymian lampy = 50 USD (2,5 W × 8760 × 0,12 USD × 10 / 1000 = 26 USD) 0 USD = 76 USD w ciągu 10 lat. Technologia LED pozwala zaoszczędzić 402 USD na znaku w porównaniu z żarówką . W przypadku 50 znaków diody LED pozwalają zaoszczędzić 20 100 USD w ciągu 10 lat.

Znaki fotoluminescencyjne (świecące w ciemności): początkowe 30–60 USD, zużycie 0 W, bez baterii i bez lamp. Jednak znaki fotoluminescencyjne wymagają ładowania światłem otoczenia (minimum 5 świec stóp przez 60 minut przed utratą zasilania) i ulegają degradacji po 10-15 latach (okres półtrwania glinianu strontu). Nie przepuszczają również dymu (pochłanianie blasku) i nie są dozwolone we wszystkich jurysdykcjach (sprawdź lokalne przepisy) . Jeśli chodzi o koszty cyklu życia, diody LED są najbardziej niezawodną i akceptowaną opcją. W przypadku znaków w obszarach niezamieszkanych (pomieszczenia elektryczne, pomieszczenia mechaniczne) nadal wymagane są znaki LED zgodnie z NFPA 101; znaki fotoluminescencyjne są dozwolone tylko w określonych miejscach (niektóre sklepy, biura). Zawsze sprawdzaj akceptację kodu przed określeniem znaków nieelektrycznych.