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

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【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(wàn)m2的集購(gòu)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(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(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?；鹎閳?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)通過標(biāo)準(zhǔn)串行端口，接收來自火災(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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作者簡(jiǎn)介

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，銷售工程師，主要負(fù)責(zé)應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用。