淺談應(yīng)急疏散系統(tǒng)在大型商業(yè)綜合體中的設(shè)計與應(yīng)用

【摘要】 大型商業(yè)綜合體消防應(yīng)急疏散是當前消防工作中的一個難題，由于其自身特點和使用功能的復(fù)雜性，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，造成的人員傷亡和火災(zāi)損失會遠遠嚴重于其他建筑。針對這類特殊建筑，文章首先分析了大型商業(yè)綜合體的火災(zāi)危險性和安全疏散存在的主要問題，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m2的集購物、住宿、餐飲、娛樂、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地下連片車庫、地下連片商業(yè)空間、下沉式廣場、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，在安全疏散時間內(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重要任務(wù)。

1.大型商業(yè)綜合體火災(zāi)危險性

1.1消防意識差，管理跟不上

        大型商業(yè)綜合體內(nèi)大量的移動運營商，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，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，受中庭、樓梯間等煙筒效應(yīng)影響，火災(zāi)蔓延速度較快，燃燒過程中會產(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

        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，發(fā)生火災(zāi)時所需安全疏散時間長。建筑內(nèi)不同人員認知能力、正確的決策能力、疏散行動能力和對火災(zāi)燃燒的忍耐力都呈現(xiàn)出較強的隨機性和不確定性，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)”，使用射頻識別技術(shù)（RFID）,紅外傳感器，定位系統(tǒng)，激光掃描儀，為了實現(xiàn)智能化識別，定位，跟蹤,監(jiān)控和管理，每一個實體對象都以一個不重復(fù)的代碼連接到Internet,進行信息交換和通信。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)中的無線傳感器節(jié)點，可把非電信息轉(zhuǎn)換成電信號,識別當前狀態(tài)，并向外傳輸。用于火災(zāi)探測的傳感器技術(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)的無線LAN、藍牙、蜂窩信號、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)報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)變得臃腫的情況下，云計算可以在幾秒鐘內(nèi)，處理數(shù)干萬甚至數(shù)十億的信息，實現(xiàn)對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間不足是導(dǎo)致重大人員傷亡事故的一個重要因素，如何在安全疏散時間內(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,是當前大型商業(yè)綜合體消防安全的一項重中之重的任務(wù)。單一的火災(zāi)應(yīng)急安全疏散路線和疏散方式會因人為、環(huán)境變化或機械故障等原因造成疏散失敗。安全，準確，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，通過不同類型的疏散照明、指示標志、通訊器，引導(dǎo)人們避免高溫有毒煙霧，實施動態(tài)疏散路線規(guī)劃，適時調(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)，進行集中監(jiān)控，實時監(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、疏散指示標志、應(yīng)急廣播的狀態(tài)，并從建設(shè)和應(yīng)用環(huán)境的實際結(jié)構(gòu)出發(fā)，整合制定個性化的火災(zāi)應(yīng)急疏散預(yù)案，通過合理的疏散系統(tǒng)設(shè)計和規(guī)劃，有效降低火災(zāi)對人員的危害，提高火災(zāi)中人員的安全性[2]。在任何時間，保證任何地點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

        采用計算機、通信等技術(shù)將樓內(nèi)的火災(zāi)探測設(shè)備、消防應(yīng)急燈、疏散指示標志、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。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）、后臺管理、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)五個子系統(tǒng)，主要組件為:主機,通訊路由器，智能消防應(yīng)急照明和疏散標志燈[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火情探測與信息傳輸

        外圍傳感探測設(shè)備是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)獲取信息的主要來源，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，大量感測介質(zhì)的可以選擇協(xié)議標準。在覆蓋區(qū)域內(nèi)可以大量部署傳感器節(jié)點，每個傳感器節(jié)點都采用地址編碼或者電子產(chǎn)品編碼，進入網(wǎng)絡(luò)后，系統(tǒng)將為每個傳感器分配網(wǎng)絡(luò)地址。當火災(zāi)發(fā)生時，對環(huán)境變化的場景狀態(tài)，各種傳感信息可以是溫度、濕度、壓力、聲音、光強度，這些信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號，編碼地址自動找到設(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)。通過對單位區(qū)域內(nèi)多個傳感器提供的數(shù)據(jù)資源綜合計算分析，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)采集到更加準確的現(xiàn)場信息。［4］

4.4信息處理與系統(tǒng)聯(lián)動

        當傳感器向控制器傳輸信息時，如果傳感器節(jié)點具有攝像機和其他多媒體設(shè)備，則場景圖像、音頻同步信息可以同步傳輸，可以通過計算的火情信息（模糊邏輯算法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等）辨別確認，識別真假火災(zāi)信息，或直接向消防控制臺提供詳盡、準確報警類型信息、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)計算系統(tǒng)，可以存儲的同時，接收處理不同傳感器的火災(zāi)報警信息，并可檢索報警點的自然信息，實現(xiàn)聲光報警，與消防指揮處進行數(shù)據(jù)通信，自動聯(lián)動控制安全出口、應(yīng)急照明、疏散指示標志、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)點眾多，可以系統(tǒng)采集現(xiàn)場的溫度、濕度、壓力、光強度、一氧化碳等氣體成分、煙霧濃度等，通過對火場范圍、火勢蔓延速度和方向、煙的成分和濃度、空氣中溫度的計算分析，借助GIS和GPS系統(tǒng)，直觀繪制出現(xiàn)場實際情況。SMS報警分析（集成到智能網(wǎng)關(guān)帶GSM/5G公司的無線模塊或外部SMS調(diào)制解調(diào)器）由火災(zāi)感測信息和火災(zāi)感知的數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)進行短信和語音提示報警。火情報警處理算法系統(tǒng)和火勢分析處理算法系統(tǒng)會自動分析規(guī)劃逃生路線，通過智能引導(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)維護功能

        應(yīng)急照明和疏散指示標志都有不重復(fù)的地址電子編碼，系統(tǒng)24h不間斷地對燈具進行巡檢，定期對蓄電池容量和充放電功能進行檢測，檢測其開路、短路、故障等狀況，解決傳統(tǒng)消防應(yīng)急燈日常檢查維護難題[5]。

4.6消防聯(lián)動動態(tài)疏散功能

        利用頻閃、語音、連續(xù)光帶，動態(tài)調(diào)整疏散指引方向，一定程度上能夠減少火災(zāi)時受災(zāi)人員的心理恐慌，確保系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時，能夠動態(tài)“安全引導(dǎo)”人員避幵危險區(qū)域，快速疏散。與傳統(tǒng)的“近引導(dǎo)"靜態(tài)單一方式比較，更能實現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場人員[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，智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)主機通過標準串行端口，接收來自火災(zāi)報警系統(tǒng)各傳感節(jié)點的聯(lián)動信息，確定火災(zāi)危險區(qū)域的位置，通過計算分析，選擇相應(yīng)疏散路線和應(yīng)急預(yù)案，實時解析終端設(shè)備釆集的傳感節(jié)點信息，改變相關(guān)雙向可調(diào)標志燈和語音燈，調(diào)整應(yīng)急照明燈的工作狀態(tài)，語音和頻閃動作增強煙雰的穿透力，實現(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)簡介

        消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)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(yīng)急照明燈）等幾部分組成。該系統(tǒng)配合火災(zāi)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(zāi)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(yīng)急標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。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1系統(tǒng)運行主界面

        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)備的運行狀態(tài)，并根據(jù)狀態(tài)欄的現(xiàn)實內(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、可按日期進行查詢。

5.3.4權(quán)限管理界面

        主要由應(yīng)急啟動、應(yīng)急停止與手動火警組成，應(yīng)急啟動與停止用來測試設(shè)備應(yīng)急功能是否正常，手動火警測試再具體著火點下系統(tǒng)的啟動情況。

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）A型集中電源集中控制燈具選型

6.結(jié)語

        智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)能夠有機地結(jié)合電氣火災(zāi)報警系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，更加的快速、準確地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，提高火災(zāi)報警的準確性，降低誤報率。智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)不僅解決了消防應(yīng)急燈具的日常維護問題，并接收火災(zāi)報警消防聯(lián)動信息，自動計算逃生路線，形成動態(tài)有效的疏散方案，消除火災(zāi)發(fā)生時大型商業(yè)綜合體內(nèi)疏散指示盲區(qū)，提高了疏散的安全系數(shù)。

安科瑞侯文莉