【摘要】 大型商業(yè)綜合體消防應(yīng)急疏散是當(dāng)前消防工作中的一個(gè)難題,由于其自身特點(diǎn)和使用功能的復(fù)雜性,一旦發(fā)生火災(zāi)事故,造成的人員傷亡和火災(zāi)損失會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)嚴(yán)重于其他建筑。針對(duì)這類特殊建筑,文章首先分析了大型商業(yè)綜合體的火災(zāi)危險(xiǎn)性和安全疏散存在的主要問(wèn)題,探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防疏散領(lǐng)域的應(yīng)用,提出采用智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)來(lái)解決大型商業(yè)綜合體疏散難題的防控措施。
【關(guān)鍵詞】 大型商業(yè)綜合體;智能消防;物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)急疏散系統(tǒng)
0引言
大型商業(yè)綜合體是指已建成并投入使用且建筑面積不小于5萬(wàn)m2的集購(gòu)物、住宿、餐飲、娛樂(lè)、展覽、交通樞紐等兩種或兩種以上功能于一體的單體建筑和通過(guò)地下連片車庫(kù)、地下連片商業(yè)空間、下沉式廣場(chǎng)、連廊等方式連接的多棟商業(yè)建筑組合體。發(fā)生火災(zāi)時(shí),在安全疏散時(shí)間內(nèi)有效地將人員引導(dǎo)疏散至安全區(qū)域,是目前大型商業(yè)綜合體防火工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。
1.大型商業(yè)綜合體火災(zāi)危險(xiǎn)性
1.1消防意識(shí)差,管理跟不上
大型商業(yè)綜合體內(nèi)大量的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商,難以統(tǒng)一管理,管理人員、經(jīng)商人員缺乏消防安全和合作意識(shí),且電氣設(shè)施多、用電量大,此建筑內(nèi)相較一般建筑更容易發(fā)生火災(zāi)。
1.2可燃物品多,火災(zāi)荷載大
大型商業(yè)綜合體內(nèi)經(jīng)營(yíng)商品種類繁多,裝修復(fù)雜,絕大多數(shù)商品和材料都是木材、塑料、橡膠等高分子材料,屬于可燃、易燃物品,一旦發(fā)生火災(zāi),燃燒迅速,產(chǎn)生大量的濃煙,釋放出CO、HCNsSO2等高溫有毒、窒息性氣體,易造成人員傷亡。
2.大型商業(yè)綜合體安全疏散存在主要問(wèn)題
2.1煙筒效應(yīng),火災(zāi)蔓延快
大型商業(yè)綜合體內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí),受中庭、樓梯間等煙筒效應(yīng)影響,火災(zāi)蔓延速度較快,燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量高溫、有毒煙霧,易導(dǎo)致建筑內(nèi)疏散人員恐慌,影響人員的安全有序疏散。
2.2功能復(fù)雜,疏散距離長(zhǎng)
大型商業(yè)綜合體的建筑面積大,多種功能疊加,空間分區(qū)復(fù)雜,疏散交通路線長(zhǎng),發(fā)生火災(zāi)時(shí)所需安全疏散時(shí)間長(zhǎng)。建筑內(nèi)不同人員認(rèn)知能力、正確的決策能力、疏散行動(dòng)能力和對(duì)火災(zāi)燃燒的忍耐力都呈現(xiàn)出較強(qiáng)的隨機(jī)性和不確定性,增加了人員疏散難度。
3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)",使用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID),紅外傳感器,全球定位系統(tǒng),激光掃描儀,為了實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別,定位,跟蹤,監(jiān)控和管理,每一個(gè)實(shí)體對(duì)象都以一個(gè)不重復(fù)的代碼連接到Internet,進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能消防系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)三大特性[1]。
3.1多面感知
建在不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn),可把非電信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào),識(shí)別當(dāng)前狀態(tài),并向外傳輸。用于火災(zāi)探測(cè)的傳感器技術(shù)有壓力、溫度、濕度、聲音、光傳感器等,能夠多方采集數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)火災(zāi),發(fā)送火災(zāi)信息。
3.2可靠傳遞
藍(lán)牙、GPRS、5G等通信技術(shù)的發(fā)展提供了保障。其中5G技術(shù)容量大,速度快,可以快速傳輸圖像、聲音等信息數(shù)據(jù),為消防系統(tǒng)提供內(nèi)容詳盡,效果直觀的信息支持。無(wú)線通信協(xié)議不同的模式的結(jié)合,使得信息可以在較大的地理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線LAN、藍(lán)牙、蜂窩信號(hào)、電視廣播、衛(wèi)星通信中連接。
3.3智能作用
云技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模相輔相成。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)變得臃腫的情況下,云計(jì)算可以在幾秒鐘內(nèi),處理數(shù)干萬(wàn)甚至數(shù)十億的信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能控制和管理。
4.智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)
消防應(yīng)急安全疏散是指在火災(zāi)煙霧、高溫等未達(dá)到危害人員生命狀態(tài)之前,將著火建筑中的所有人員通過(guò)專門的疏散設(shè)施和路線,安全撤離到安全區(qū)域。在出現(xiàn)人員傷亡的火災(zāi)事故中,人員行為失常和安全疏散時(shí)間不足是導(dǎo)致重大人員傷亡事故的一個(gè)重要因素,如何在安全疏散時(shí)間內(nèi)有效地將人員引導(dǎo)疏散至安全區(qū)域,有效減少人員傷亡,是當(dāng)前大型商業(yè)綜合體消防安全的一項(xiàng)重中之重的任務(wù)。單一的火災(zāi)應(yīng)急安全疏散路線和疏散方式會(huì)因人為、環(huán)境變化或機(jī)械故障等原因造成疏散失敗。安全,準(zhǔn)確,快速地逃生是智能消防疏散系統(tǒng)的基本功能。智能消防疏散系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),一旦發(fā)生火災(zāi),充分利用信息和通信手段,通過(guò)不同類型的疏散照明、指示標(biāo)志、通訊器,引導(dǎo)人們避免高溫有毒煙霧,實(shí)施動(dòng)態(tài)疏散路線規(guī)劃,適時(shí)調(diào)整應(yīng)急疏散方案,確保所有人員做到安全有序快速的消防應(yīng)急疏散。
4.1智能消防應(yīng)急疏散因素層次
利用現(xiàn)代通信技術(shù),進(jìn)行集中監(jiān)控,實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)急疏散系統(tǒng)中安全出口、疏散樓梯、疏散通道、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志、應(yīng)急廣播的狀態(tài),并從建設(shè)和應(yīng)用環(huán)境的實(shí)際結(jié)構(gòu)出發(fā),整合制定個(gè)性化的火災(zāi)應(yīng)急疏散預(yù)案,通過(guò)合理的疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃,有效降低火災(zāi)對(duì)人員的危害,提高火災(zāi)中人員的安全性[2]。在任何時(shí)間,保證任何地點(diǎn)的人員可以自由和安全疏散。智能消防應(yīng)急疏散因素層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1智能消防應(yīng)急疏散因素層次結(jié)構(gòu)圖
4.2智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)的構(gòu)成及功能
采用計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)將樓內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)設(shè)備、消防應(yīng)急燈、疏散指示標(biāo)志、防火分隔設(shè)備、防煙排煙設(shè)備等全部接入統(tǒng)一的管理平臺(tái)。智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)分解為火災(zāi)感知(信息采集)、火情處理(數(shù)據(jù)分析)、火災(zāi)救助(逃生路線規(guī)劃和控制)、后臺(tái)管理、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)五個(gè)子系統(tǒng),主要組件為:主機(jī),通訊路由器,智能消防應(yīng)急照明和疏散標(biāo)志燈[3]。智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)組成如圖2所示。
圖2智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)組成
4.3火情探測(cè)與信息傳輸
外圍傳感探測(cè)設(shè)備是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)獲取信息的主要來(lái)源,可以采集溫度、濕度、壓力、煙霧、火焰、有毒氣體等信息。在紅外(IR)或射頻(RF)頻帶,大量感測(cè)介質(zhì)的可以選擇協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。在覆蓋區(qū)域內(nèi)可以大量部署傳感器節(jié)點(diǎn),每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都采用地址編碼或者電子產(chǎn)品編碼,進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后,系統(tǒng)將為每個(gè)傳感器分配網(wǎng)絡(luò)地址。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),對(duì)環(huán)境變化的場(chǎng)景狀態(tài),各種傳感信息可以是溫度、濕度、壓力、聲音、光強(qiáng)度,這些信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),編碼地址自動(dòng)找到設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址,并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址傳輸信息,告知變更狀態(tài)。通過(guò)對(duì)單位區(qū)域內(nèi)多個(gè)傳感器提供的數(shù)據(jù)資源綜合計(jì)算分析,消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾,使得系統(tǒng)采集到更加準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)信息。[4]
4.4信息處理與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)
當(dāng)傳感器向控制器傳輸信息時(shí),如果傳感器節(jié)點(diǎn)具有攝像機(jī)和其他多媒體設(shè)備,則場(chǎng)景圖像、音頻同步信息可以同步傳輸,可以通過(guò)計(jì)算的火情信息(模糊邏輯算法,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等)辨別確認(rèn),識(shí)別真假火災(zāi)信息,或直接向消防控制臺(tái)提供詳盡、準(zhǔn)確報(bào)警類型信息、系統(tǒng)狀態(tài)、故障信息和工作記錄。支撐消防控制和數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng),可以存儲(chǔ)的同時(shí),接收處理不同傳感器的火災(zāi)報(bào)警信息,并可檢索報(bào)警點(diǎn)的自然信息,實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警,與消防指揮處進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制安全出口、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志、防火分隔設(shè)備、防煙排煙設(shè)施等,尋呼提醒相關(guān)人員。
傳感器節(jié)點(diǎn)眾多,可以系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度、壓力、光強(qiáng)度、一氧化碳等氣體成分、煙霧濃度等,通過(guò)對(duì)火場(chǎng)范圍、火勢(shì)蔓延速度和方向、煙的成分和濃度、空氣中溫度的計(jì)算分析,借助GIS和GPS系統(tǒng),直觀繪制出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。SMS報(bào)警分析(集成到智能網(wǎng)關(guān)帶GSM/5G公司的無(wú)線模塊或外部SMS調(diào)制解調(diào)器)由火災(zāi)感測(cè)信息和火災(zāi)感知的數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)進(jìn)行短信和語(yǔ)音提示報(bào)警。火情報(bào)警處理算法系統(tǒng)和火勢(shì)分析處理算法系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析規(guī)劃逃生路線,通過(guò)智能引導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)人員逃生。
4.5智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)維護(hù)功能
應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志都有不重復(fù)的地址電子編碼,系統(tǒng)24h不間斷地對(duì)燈具進(jìn)行巡檢,定期對(duì)蓄電池容量和充放電功能進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)其開(kāi)路、短路、故障等狀況,解決傳統(tǒng)消防應(yīng)急燈日常檢查維護(hù)難題[5]。
4.6消防聯(lián)動(dòng)動(dòng)態(tài)疏散功能
利用頻閃、語(yǔ)音、連續(xù)光帶,動(dòng)態(tài)調(diào)整疏散指引方向,一定程度上能夠減少火災(zāi)時(shí)受災(zāi)人員的心理恐慌,確保系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí),能夠動(dòng)態(tài)“安全引導(dǎo)"人員避幵危險(xiǎn)區(qū)域,快速疏散。與傳統(tǒng)的“近引導(dǎo)"靜態(tài)單一方式比較,更能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員[6]。智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
火災(zāi)發(fā)生時(shí),智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)主機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行端口,接收來(lái)自火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)各傳感節(jié)點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)信息,確定火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域的位置,通過(guò)計(jì)算分析,選擇相應(yīng)疏散路線和應(yīng)急預(yù)案,實(shí)時(shí)解析終端設(shè)備釆集的傳感節(jié)點(diǎn)信息,改變相關(guān)雙向可調(diào)標(biāo)志燈和語(yǔ)音燈,調(diào)整應(yīng)急照明燈的工作狀態(tài),語(yǔ)音和頻閃動(dòng)作增強(qiáng)煙雰的穿透力,實(shí)現(xiàn)大型商業(yè)綜合體人員的安全疏散[7]。
5.安科瑞消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)產(chǎn)品選型
5.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)由控制器(主機(jī))、集中電源(供電),分配電裝置(分機(jī))和燈具(疏散指示燈、應(yīng)急照明燈)等幾部分組成。該系統(tǒng)配合火災(zāi)報(bào)警控制器的使用,在危急時(shí)刻,能夠快速針對(duì)風(fēng)向、就近出口、火災(zāi)的走勢(shì)、人群密度做出分析,給出安全的疏散路徑指示,智能打開(kāi)消防應(yīng)急標(biāo)志燈的指示方向以及應(yīng)急照明燈,幫助建筑內(nèi)的人群實(shí)時(shí)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(dān)心的安全問(wèn)題解決了后顧之憂。
5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3系統(tǒng)功能
5.3.1系統(tǒng)運(yùn)行主界面
包含工具欄、平面展示、圖層列表、狀態(tài)欄,可以直觀的查看監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)狀態(tài)欄的現(xiàn)實(shí)內(nèi)容直接切換至故障具體位置。
5.3.2 燈具配置界面
可以查看所有燈具狀態(tài)與數(shù)量。
5.3.3信息界面
可查看歷史操作、故障、事件信息、可按日期進(jìn)行查詢。
5.3.4權(quán)限管理界面
主要由應(yīng)急啟動(dòng)、應(yīng)急停止與手動(dòng)火警組成,應(yīng)急啟動(dòng)與停止用來(lái)測(cè)試設(shè)備應(yīng)急功能是否正常,手動(dòng)火警測(cè)試再具體著火點(diǎn)下系統(tǒng)的啟動(dòng)情況。
5.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)產(chǎn)品選型
5.4.1應(yīng)急照明控制器選型
5.4.2應(yīng)急照明集中電源
5.4.3(大型商場(chǎng))A型集中電源集中控制燈具選型
6.結(jié)語(yǔ)
智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)能夠有機(jī)地結(jié)合電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),更加的快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)火災(zāi),提高火災(zāi)報(bào)警的準(zhǔn)確性,降低誤報(bào)率。智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)不僅解決了消防應(yīng)急燈具的日常維護(hù)問(wèn)題,并接收火災(zāi)報(bào)警消防聯(lián)動(dòng)信息,自動(dòng)計(jì)算逃生路線,形成動(dòng)態(tài)有效的疏散方案,消除火災(zāi)發(fā)生時(shí)大型商業(yè)綜合體內(nèi)疏散指示盲區(qū),提高了疏散的安全系數(shù)。
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