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

李明君

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(lèi)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)

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(chē)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(lèi)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(xiàn)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(xiàn)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(guān)的信息支持。無(wú)線(xiàn)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(xiàn)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(zhuān)門(mén)的疏散設(shè)施和路線(xiàn)，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(xiàn)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(lèi)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(xiàn)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。

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(xiàn)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。

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(lèi)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(guān)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(xiàn)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(xiàn)，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。

        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(xiàn)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(xiàn)，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(yōu)。

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(guān)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(xún)。

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(xiàn)，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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[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

作者簡(jiǎn)介

李明君，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，銷(xiāo)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。