消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在高層建筑中的運用

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施老化、完好率低、火災隱患多、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),采取有效的技術防控手段,建立消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[1]。

1 消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是指通過信息感知設備,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的智能服務系統(tǒng)。

消防設施物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)體系構架自下而上應由感知層、傳輸層、應用層、管理層構成。感知層的數(shù)據(jù)采集來源可采用傳感器、電子標簽、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,用戶信息裝置設置在消防設施物聯(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 消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決辦法

消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以系統(tǒng)安全理論為基礎,可將高層建筑存在的消防安全問題歸結為“人-機-環(huán)”3方面共同作用的結果。其中,“人”主要指人員管理方面,“機”主要指消防設施設備方面,“環(huán)”主要指建筑和區(qū)域火災風險方面?！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 消防設施設備物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理

消防設施設備的監(jiān)控管理采用物聯(lián)監(jiān)測技術手段,依據(jù)消防標準對消防設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,應用于不同用戶平臺和場景。

2.1.1 被動消防設施設備的監(jiān)管

建筑防火分隔設施包括防火門、防火卷簾等構件。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,不能確保構件的完整性和功能性。消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實時采集構件的狀態(tài)信息并上傳至運行中心,通過分析計算,判斷設備狀態(tài)和完好性。當發(fā)生常開式防火門異常關閉、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,確保防火分隔構建的完好有效。

高層建筑的垂直疏散距離過長,建筑結構復雜,導致發(fā)生火災后人員安全疏散困難。并且,由于存在多個產(chǎn)權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。消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可接入建筑內視頻監(jiān)控系統(tǒng),對安全通道、疏散樓梯和安全出口進行監(jiān)測,當出現(xiàn)安全隱患時立即通知相關人員進行整改,確保安全疏散設施的暢通。

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,智能開啟相關的大門、柵欄和檔桿等影響疏散的設施,幫助單位應急預案的實施和人員安全疏散的管理。

2.1.2 主動消防設施設備的監(jiān)管

主動消防設施設備包括各類消防系統(tǒng)和滅火設備。通過消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物聯(lián)監(jiān)測技術,可現(xiàn)實火災自動報警系統(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)及其他消防設施系統(tǒng)的狀態(tài)感知和運行管理。

(1)火災自動報警系統(tǒng)監(jiān)測。通過部署相應的設備對火災自動探測報警系統(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;設置儲水設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置末端試水監(jiān)測裝置,當系統(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,確保消防設施完好有效。

(4)防煙排煙系統(tǒng)監(jiān)測。設置風系統(tǒng)信息裝置和風機監(jiān)測裝置,對送風機和排煙風機的啟動/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)動設備進行監(jiān)測。

以上消防系統(tǒng)、設施設備的監(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、匯總相關聯(lián)動信息,自動生成消防設施運行狀態(tài)報告。運行中心收到信息后分析判斷各類信息等級。

消防設施物聯(lián)監(jiān)測系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 消防設施物聯(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,要求巡查人員按照預先設定的路線對消防設施的各巡查點進行巡視,進行消防設施外觀和工作狀態(tài)的直觀性檢查。

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

2.2.2 物聯(lián)維保、檢測管理

通過消防設施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),可對消防設施維保單位、檢測單位進行監(jiān)督管理。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)感知消防設備聯(lián)動信息,真實記錄設備維護保養(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)、技術標準,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)的問題進行預警,幫助單位管理人員主動承擔消防安全責任,積極解決單位消防安全隱患。

2.2.3 基于消防物聯(lián)網(wǎng)的火災風險管控

通過消防設施和人員管理兩個方面的考量,可對建筑存在的火災風險進行評估,明確建筑火災隱患和管理薄弱點,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)域火災風險的評估,從區(qū)域、城鎮(zhèn)等層面分析高層建筑火災風險和消防安全管控水平,提出相應的火災防控措施。

建筑消防安全評估模型中,對消防設施系統(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)等在內的多種消防系統(tǒng),并且將防火門、防火卷簾等防火分隔設施,消防電梯、應急廣播等滅火救援設施以及其他的消防設施設備也考慮在內,全面分析建筑的消防安全狀況,準確直觀反應單位火災風險隱患,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)域基礎信息、區(qū)域火災事故歷史數(shù)據(jù)、區(qū)域重大火災危險源、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,提供風險管控措施,加強對區(qū)域火災風險的控制與管理。

3 結 語

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