การคำนวณความส่องสว่างและตำแหน่งติดตั้งระบบไฟฉุกเฉินและป้ายทางหนีไฟ (Emergency Lighting & Exit Sign) ตามมาตรฐาน วสท. & NFPA 101
หัวใจสำคัญของการป้องกันชีวิตในภาวะวิกฤต: เมื่อเกิดเหตุอัคคีภัยหรือไฟฟ้าหลักดับมืดสนิท (Blackout) ภายในอาคาร ความตื่นตระหนกและความมืดคือสาเหตุหลักที่ทำให้ผู้คนหลงทิศทาง สูดดมควันพิษ และไม่สามารถหาทางออกจากอาคารได้ การออกแบบติดตั้ง ระบบไฟฉุกเฉิน (Emergency Lighting) และ ป้ายทางหนีไฟ (Exit Sign) ที่ถูกต้องตามมาตรฐาน NFPA 101 และ วสท. จึงเป็นระบบส่องสว่างนำทางชีวิตด่านสุดท้ายที่ขาดไม่ได้
1. ข้อกำหนดมาตรฐานความส่องสว่าง (Illumination Levels) ตาม NFPA 101 & วสท. 021004-22
มาตรฐาน NFPA 101 (Life Safety Code) และ มาตรฐานระบบไฟฟ้าฉุกเฉินและป้ายทางหนีไฟ วสท. 021004-22 กำหนดเกณฑ์ความส่องสว่างบนพื้นเส้นทางหนีไฟ (Path of Egress) ไว้อย่างชัดเจน ดังนี้:
- ความส่องสว่างเฉลี่ยเริ่มต้น (Average Initial Illumination): ต้องไม่น้อยกว่า 10.8 Lux (1.0 Foot-candle) วัดระดับพื้นตลอดเส้นทางหนีไฟ
- ความส่องสว่างขั้นต่ำ ณ จุดใดจุดหนึ่ง (Minimum Point Illumination): ต้องไม่น้อยกว่า 1.1 Lux (0.1 Foot-candle) ณ จุดใดๆ บนพื้นตลอดเส้นทางอพยพ
- อัตราส่วนความสม่ำเสมอของแสงสูงสุด (Max-to-Min Uniformity Ratio): อัตราส่วนระหว่างค่าความส่องสว่างสูงสุดต่อค่าต่ำสุด ($\frac{E_{max}}{E_{min}}$) ต้องไม่เกิน 40 : 1 เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดจุดจ้าสลับจุดมืด ซึ่งทำให้ม่านตาสายตาปรับตัวไม่ทันเกิดสภาวะตาบอดชั่วขณะ (Temporary Blindness)
- ระยะเวลาจ่ายไฟสำรองขั้นต่ำ (Minimum Backup Duration): ระบบแบตเตอรี่ต้องสามารถจ่ายไฟส่องสว่างต่อเนื่องกันไม่น้อยกว่า 90 นาที (1.5 ชั่วโมง) หลังจากระบบไฟฟ้าหลักดับลง
- ความส่องสว่างเมื่อจ่ายไฟครบ 90 นาที (End of 90-min Duration Limit): เมื่อจ่ายไฟสำรองครบ 90 นาที ค่าความส่องสว่างเฉลี่ยต้องไม่ลดลงต่ำกว่า 60% ของค่าเริ่มต้น (ไม่น้อยกว่า 6.5 Lux)
2. ข้อกำหนดป้ายทางหนีไฟ (Exit Sign Specifications)
ป้ายทางหนีไฟทำหน้าที่บอกทิศทางและนำทางผู้ใช้อาคารออกสู่ภายนอกอย่างปลอดภัย มีข้อกำหนดตามมาตรฐานสากล ISO 7010 และ วสท. ดังนี้:
- รูปแบบและสัญลักษณ์: ใช้ป้ายสัญลักษณ์สากล "คนวิ่งหนีไฟ" (Running Man) สัญลักษณ์สีเขียวบนพื้นหลังขาว หรือตัวอักษร "EXIT / ทางออก" สีเขียวส่องสว่าง
- ความสูงและขนาดตัวอักษร: สัญลักษณ์/ตัวอักษรต้องมีความสูงไม่น้อยกว่า 150 มิลลิเมตร (6 นิ้ว) และความกว้างเส้นตัวอักษรไม่น้อยกว่า 19 มิลลิเมตร (3/4 นิ้ว)
- ระยะมองเห็นสูงสุด (Viewing Distance): ป้ายขนาดสัญลักษณ์สูง 150 มม. กำหนดระยะมองเห็นสูงสุดไม่เกิน 24 เมตร (80 ฟุต) หากเส้นทางหนีไฟยาวกว่านี้ ต้องติดตั้งป้ายทางหนีไฟเสริมทุกๆ ระยะห่างไม่เกิน 24 เมตร
- ตำแหน่งการติดตั้ง:
- ติดตั้งเหนือประตูทางออกหนีไฟ (Exit Doors) โดยให้ขอบล่างป้ายสูงจากพื้นไม่น้อยกว่า 2.00 เมตร
- ติดตั้งตามจุดเลี้ยว ทางแยก และตลอดเส้นทางหนีไฟที่มีการเปลี่ยนทิศทาง
3. สมการและการคำนวณทางวิศวกรรม (Engineering Calculations)
3.1 สมการคำนวณค่าความส่องสว่างเฉลี่ยบนพื้นทางหนีไฟ (Average Floor Illumination)
โดยที่:
\( E_{avg} \) = ค่าความส่องสว่างเฉลี่ยบนพื้นทางหนีไฟ (Lux)
\( \Phi_{total} \) = ฟลักซ์การส่องสว่างรวมของหลอดไฟ LED ฉุกเฉิน (Lumens, lm)
\( CU \) = สัมประสิทธิ์การใช้ประโยชน์โคมไฟ (Coefficient of Utilization, ปกติ 0.60 - 0.75)
\( LLF \) = ปัจจัยการสูญเสียแสง (Light Loss Factor = 0.75 - 0.80)
\( A_{floor} \) = พื้นที่ทางหนีไฟ (\(W_{path} \times L_{path}\), ตารางเมตร \(m^2\))
3.2 สมการคำนวณขนาดความจุแบตเตอรี่สำรอง (Battery Capacity Calculation)
โดยที่:
\( C_{battery} \) = ความจุแบตเตอรี่สำรองที่ต้องใช้ (Ampere-Hours, AH)
\( P_{load} \) = กำลังไฟฟ้าวัตต์รวมของโคมไฟและป้ายทางหนีไฟทั้งหมด (Watts, W)
\( T_{backup} \) = ระยะเวลาจ่ายไฟสำรองขั้นต่ำ (1.5 ชั่วโมง)
\( V_{system} \) = แรงดันไฟฟ้าระบบแบตเตอรี่ (12V, 24V DC หรือ 220V AC)
\( \eta_{inverter} \) = ประสิทธิภาพอินเวอร์เตอร์ (0.85 - 0.90)
\( DoD \) = ความลึกในการคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ (Depth of Discharge = 0.80)
4. รูปแบบสถาปัตยกรรมระบบจ่ายไฟฉุกเฉิน (Self-Contained vs Central Battery System)
| พารามิเตอร์เปรียบเทียบ | ระบบบรรจุแบตเตอรี่ในตัว (Self-Contained Unit) | ระบบแบตเตอรี่รวมศูนย์ (Central Battery System - CBS) |
|---|---|---|
| โครงสร้างระบบ | โคมไฟฉุกเฉินแต่ละโคมมีแบตเตอรี่และวงจรชาร์จในตัว | ใช้ตู้แบตเตอรี่รวมศูนย์ตู้เดียว จ่ายไฟ DC/AC ไปยังโคมไฟทั้งอาคาร |
| พื้นที่ประยุกต์ใช้งาน | อาคารขนาดเล็กถึงปานกลาง, สำนักงาน, ร้านค้า | อาคารสูง, โรงพยาบาล, โรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ |
| การบำรุงรักษาเปลี่ยนแบตเตอรี่ | ยาก (ต้องปีนเปลี่ยนแบตเตอรี่ทีละโคมทั่วอาคาร) | ง่ายมาก (บำรุงรักษาแบตเตอรี่ ณ ตู้ควบคุมจุดเดียว) |
| อายุการใช้งานระบบ | แบตเตอรี่เล็กมีอายุใช้งานประมาณ 2 - 3 ปี | แบตเตอรี่อุตสาหกรรม (VRLA / Lithium) ยืดอายุได้ 5 - 10 ปี |
5. ตำแหน่งวิกฤติที่ต้องติดตั้งไฟฉุกเฉินตาม NFPA 101
นอกจากตลอดแนวเส้นทางหนีไฟแล้ว NFPA 101 กำหนดให้ต้องติดตั้งโคมไฟฉุกเฉินส่องสว่าง ณ ตำแหน่งวิกฤติตามจุดต่างๆ ดังนี้:
- บริเวณทางแยกและจุดเลี้ยวทุกจุดตามเส้นทางหนีไฟ
- บริเวณบันไดหนีไฟและชานพักบันไดทุกชั้น
- บริเวณหน้าประตูทางออกหนีไฟทุกบาน ทั้งด้านในและด้านนอกอาคาร
- บริเวณห้องควบคุมไฟฟ้า MDB, ห้องเครื่องปั๊มน้ำดับเพลิง และห้องเครื่อง generator
- บริเวณหน้าตู้แจ้งเหตุเพลิงไหม้ (Manual Call Point) และจุดติดตั้งถังดับเพลิง
6. รายการตรวจสอบและการทดสอบระบบประจำปี (Inspection & Testing Checklist)
- การทดสอบประจำเดือน (Monthly 30-Second Test): กดปุ่มทดสอบ (Test Button) หรือตัดไฟเพื่อดูการสลับจ่ายไฟสำรองของโคมไฟและป้ายทางหนีไฟเป็นเวลาอย่างน้อย 30 วินาที
- การทดสอบประจำปี (Annual 90-Minute Discharge Test): ทำการตัดระบบไฟหลักเพื่อทดสอบการจ่ายไฟสำรองเต็มกำลังเป็นเวลา 90 นาทีเต็ม เพื่อตรวจสอบความจุแบตเตอรี่ตามมาตรฐาน NFPA 101
- การตรวจเช็กความสะอาดสัญลักษณ์: ทำความสะอาดหน้าป้ายทางหนีไฟและเลนส์โคมไฟฉุกเฉินไม่ให้ฝุ่นเกาะบังความสว่าง
7. สรุปและคำแนะนำจากวิศวกร New Type Engineering
การจัดวางระบบไฟฉุกเฉินและป้ายทางหนีไฟ ไม่ใช่เพียงแค่การเลือกซื้อโคมไฟมาแขวนตามมุมอาคารเท่านั้น แต่ต้องผ่านการคำนวณค่าความส่องสว่าง (Lux) การออกแบบการกระจายแสงให้สม่ำเสมอ และการคำนวณขนาดความจุแบตเตอรี่สำรองให้ครอบคลุมการส่องสว่าง 90 นาทีตามมาตรฐาน NFPA 101 และ วสท. 021004-22
หากอาคาร โรงงาน หรือโครงการของท่านต้องการบริการออกแบบ คำนวณความส่องสว่าง จัดหาโคมไฟฉุกเฉินมาตรฐาน มอก./UL หรือติดตั้งระบบแบตเตอรี่รวมศูนย์ Central Battery System (CBS) บริษัท นิวไทป์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ยินดีให้คำปรึกษา ออกแบบ และติดตั้งครบวงจรโดยทีมวิศวกรไฟฟ้ามืออาชีพครับ
💬 สอบถามวิศวกร New Type Engineering
ปรึกษาการออกแบบ คำนวณมาตรฐาน และส่งทีมวิศวกรสำรวจหน้างานฟรี!
บริการออกแบบและตรวจวัดมาตรฐานวิศวกรรมครบวงจร
บริษัท นิวไทป์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ทุนจดทะเบียน 5 ล้านบาท ได้มาตรฐาน ISO 9001:2015 ยินดีให้คำปรึกษา สำรวจหน้างาน และประเมินราคาฟรีไม่มีค่าใช้จ่าย