高 艷

(上海市普陀區(qū)消防救援支隊,上海 200333)

0 引 言

高層建筑存在消防設(shè)施老化、完好率低、火災(zāi)隱患多、人員管理混亂等消防安全問題。針對高層建筑的火災(zāi)危險性和消防安全管控的難點,從加強人防、物防角度出發(fā),采取有效的技術(shù)防控手段,建立消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[1]。

1 消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是指通過信息感知設(shè)備,按消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)約定的協(xié)議,將連接物、人、系統(tǒng)和信息資源上傳至信息運行中心;把消防設(shè)施與物聯(lián)網(wǎng)相連接進行信息交換,實現(xiàn)將物理實體和虛擬世界的信息進行交換處理并作出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)。

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)體系構(gòu)架自下而上應(yīng)由感知層、傳輸層、應(yīng)用層、管理層構(gòu)成。感知層的數(shù)據(jù)采集來源可采用傳感器、電子標(biāo)簽、視頻采集終端、物聯(lián)監(jiān)測、物聯(lián)巡查等。所采集的數(shù)據(jù)上傳至物聯(lián)網(wǎng)用戶信息裝置,用戶信息裝置設(shè)置在消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)的用戶端,能通過有線或無線方式發(fā)送信息,將數(shù)據(jù)匯聚到信息運行中心,并發(fā)出監(jiān)測信息[2-3]。

2 消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決辦法

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以系統(tǒng)安全理論為基礎(chǔ),可將高層建筑存在的消防安全問題歸結(jié)為“人-機-環(huán)”3方面共同作用的結(jié)果。其中,“人”主要指人員管理方面,“機”主要指消防設(shè)施設(shè)備方面,“環(huán)”主要指建筑和區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險方面?！叭?機-環(huán)”作用示意圖如圖1所示。

圖1 “人-機-環(huán)”作用示意圖

2.1 消防設(shè)施設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理

消防設(shè)施設(shè)備的監(jiān)控管理采用物聯(lián)監(jiān)測技術(shù)手段,依據(jù)消防標(biāo)準(zhǔn)對消防設(shè)施的功能進行測試性的檢查、檢測和監(jiān)視,并將數(shù)據(jù)上傳至信息中心,通過數(shù)據(jù)分析處理,應(yīng)用于不同用戶平臺和場景。

2.1.1 被動消防設(shè)施設(shè)備的監(jiān)管

建筑防火分隔設(shè)施包括防火門、防火卷簾等構(gòu)件。高層建筑日常管理中,一般采用物業(yè)人員巡查、檢查的方法對防火門、防火卷簾等設(shè)施進行檢查。這種依靠人員進行巡檢的方式,大多數(shù)檢查僅停留在外觀符合性的檢查,不能確保構(gòu)件的完整性和功能性。消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實時采集構(gòu)件的狀態(tài)信息并上傳至運行中心,通過分析計算,判斷設(shè)備狀態(tài)和完好性。當(dāng)發(fā)生常開式防火門異常關(guān)閉、常閉式防火門異常開啟以及防火卷簾故障時,立即通知現(xiàn)場管理人員進行檢查,并及時進行維修處理,確保防火分隔構(gòu)建的完好有效。

高層建筑的垂直疏散距離過長,建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)后人員安全疏散困難。并且,由于存在多個產(chǎn)權(quán)單位共同管理等問題,疏散樓梯間和安全出口可能出現(xiàn)阻塞、鎖閉等情況。消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可接入建筑內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng),對安全通道、疏散樓梯和安全出口進行監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)安全隱患時立即通知相關(guān)人員進行整改,確保安全疏散設(shè)施的暢通。

基于物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng),采用三維建筑和BIM系統(tǒng)建模等技術(shù)手段,實現(xiàn)建筑平面圖形的三維立體化模型展示。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),還原現(xiàn)場真實情況,火災(zāi)時直觀顯示著火點位和火勢情況,自動規(guī)劃疏散逃生路線,智能開啟相關(guān)的大門、柵欄和檔桿等影響疏散的設(shè)施,幫助單位應(yīng)急預(yù)案的實施和人員安全疏散的管理。

2.1.2 主動消防設(shè)施設(shè)備的監(jiān)管

主動消防設(shè)施設(shè)備包括各類消防系統(tǒng)和滅火設(shè)備。通過消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物聯(lián)監(jiān)測技術(shù),可現(xiàn)實火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防給水及消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)及其他消防設(shè)施系統(tǒng)的狀態(tài)感知和運行管理。

(1)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)監(jiān)測。通過部署相應(yīng)的設(shè)備對火災(zāi)自動探測報警系統(tǒng)進行監(jiān)測。

(2)消防給水及消火栓系統(tǒng)監(jiān)測。通過布置水系統(tǒng)信息裝置、消防泵信息裝置,可獲取消防水泵的手動/自動工作狀態(tài)、啟動/停止動作狀態(tài)及故障狀態(tài)信息,實時顯示水泵供電電源和備用電源的工作狀態(tài)。布置末端試水監(jiān)測裝置,實時監(jiān)測末端消火栓工作壓力;設(shè)置儲水設(shè)施水位傳感器和管網(wǎng)壓力傳感器,在線顯示消防水位和工作壓力等信息。

(3)自動噴水滅火系統(tǒng)監(jiān)測。除了上述消防給水設(shè)施的監(jiān)測功能外,在每個報警閥組控制的最不利點噴頭處設(shè)置末端試水監(jiān)測裝置,當(dāng)系統(tǒng)動作時監(jiān)測裝置輸出反饋信號,實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài),提示用戶可能存在的火災(zāi)隱患信息。根據(jù)壓力和水位等監(jiān)測數(shù)據(jù),還可以判斷系統(tǒng)是否存在漏水、無水、癱瘓等狀況,確保消防設(shè)施完好有效。

(4)防煙排煙系統(tǒng)監(jiān)測。設(shè)置風(fēng)系統(tǒng)信息裝置和風(fēng)機監(jiān)測裝置,對送風(fēng)機和排煙風(fēng)機的啟動/停止動作狀態(tài)、手動/自動工作狀態(tài)、故障狀態(tài)以及供電電源和備用電源的工作狀態(tài)進行監(jiān)測。

(5)其他消防設(shè)施監(jiān)測。對水噴霧滅火系統(tǒng)、細水霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等進行監(jiān)測。通過用戶信息裝置,實現(xiàn)對消防應(yīng)急廣播、消防電梯、電動排煙窗、電動擋煙垂壁等其他聯(lián)動設(shè)備進行監(jiān)測。

以上消防系統(tǒng)、設(shè)施設(shè)備的監(jiān)測信息實時上傳至信息運行中心,進行智能分析、判斷、統(tǒng)計、匯總相關(guān)聯(lián)動信息,自動生成消防設(shè)施運行狀態(tài)報告。運行中心收到信息后分析判斷各類信息等級。

消防設(shè)施物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 消防設(shè)施物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)

2.2 人員消防安全管理的物聯(lián)巡查和監(jiān)管

2.2.1 物聯(lián)巡查管理

消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物聯(lián)巡查功能,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),要求巡查人員按照預(yù)先設(shè)定的路線對消防設(shè)施的各巡查點進行巡視,進行消防設(shè)施外觀和工作狀態(tài)的直觀性檢查。

物聯(lián)巡查的各巡視點設(shè)置電子標(biāo)簽,其儲存的信息包括設(shè)備ID,并通過數(shù)據(jù)映射方法確定唯一的消防設(shè)施部件及消防安全重點部位信息。通過物聯(lián)巡查,可實現(xiàn)多種消防設(shè)施設(shè)備的檢查,包括消防應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志系統(tǒng)的工作狀態(tài)的檢查,防火分隔設(shè)施工作狀態(tài)、電源狀態(tài)和故障狀態(tài)的檢查,建筑滅火器外觀、壓力和設(shè)置位置的檢查。還可對消防水泵房、風(fēng)機房、發(fā)電機房、配電室等消防安全重點部位進行環(huán)境溫度、應(yīng)急照明和通風(fēng)條件等的檢查。另外,對室內(nèi)、外消火栓、水泵接合器、噴頭、排煙口、送風(fēng)口、消防車道、消防登高操作場地等消防設(shè)備和滅火救援設(shè)施進行直觀檢查。

2.2.2 物聯(lián)維保、檢測管理

通過消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可對消防設(shè)施維保單位、檢測單位進行監(jiān)督管理。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知消防設(shè)備聯(lián)動信息,真實記錄設(shè)備維護保養(yǎng)和檢測情況。維保檢測人員工作過程中拍照上傳測試、檢查情況,并儲存在系統(tǒng)中,后續(xù)通過數(shù)據(jù)分析,判斷維保、檢測工作進度和精度,根據(jù)消防法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對維保和檢測單位的履職情況進行監(jiān)督。同時,對維保檢測過程中出現(xiàn)的問題進行預(yù)警,幫助單位管理人員主動承擔(dān)消防安全責(zé)任,積極解決單位消防安全隱患。

2.2.3 基于消防物聯(lián)網(wǎng)的火災(zāi)風(fēng)險管控

通過消防設(shè)施和人員管理兩個方面的考量,可對建筑存在的火災(zāi)風(fēng)險進行評估,明確建筑火災(zāi)隱患和管理薄弱點,提出針對性的建議措施,并通過區(qū)域消防站布局、建筑分布、人口密度和交通狀況等信息的采集分析,可實現(xiàn)區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險的評估,從區(qū)域、城鎮(zhèn)等層面分析高層建筑火災(zāi)風(fēng)險和消防安全管控水平,提出相應(yīng)的火災(zāi)防控措施。

建筑消防安全評估模型中,對消防設(shè)施系統(tǒng)的工作狀態(tài)、建筑維護保養(yǎng)狀況、消防巡查檢查情況以及單位消防檔案等進行統(tǒng)計分析,涵蓋了包括火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防給水及消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、可燃氣體報警系統(tǒng)、機械防煙排煙系統(tǒng)等在內(nèi)的多種消防系統(tǒng),并且將防火門、防火卷簾等防火分隔設(shè)施,消防電梯、應(yīng)急廣播等滅火救援設(shè)施以及其他的消防設(shè)施設(shè)備也考慮在內(nèi),全面分析建筑的消防安全狀況,準(zhǔn)確直觀反應(yīng)單位火災(zāi)風(fēng)險隱患,有效提升建筑消防安全水平。

區(qū)域消防安全評估模型中,從區(qū)域基礎(chǔ)信息、區(qū)域火災(zāi)事故歷史數(shù)據(jù)、區(qū)域重大火災(zāi)危險源、區(qū)域滅火救援能力、區(qū)域建筑消防水平5個維度出發(fā),通過消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采集多角度多因素信息,進行綜合研究分析,確定區(qū)域消防安全狀況,提供風(fēng)險管控措施,加強對區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險的控制與管理。

3 結(jié) 語

消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展對提高高層建筑消防安全的管理水平,及時準(zhǔn)確消除各類致災(zāi)隱患,科學(xué)應(yīng)對災(zāi)害事故,必將發(fā)揮非常有效的作用,智慧消防建設(shè)工作任重道遠。