消防设施物联网系统在高层建筑中的运用

2021-10-26高艳

现代建筑电气 2021年5期

关键词：物联消防设施巡查

高艳

(上海市普陀区消防救援支队,上海 200333)

0 引言

高层建筑存在消防设施老化、完好率低、火灾隐患多、人员管理混乱等消防安全问题。针对高层建筑的火灾危险性和消防安全管控的难点,从加强人防、物防角度出发,采取有效的技术防控手段,建立消防设施物联网系统[1]。

1 消防设施物联网系统

消防设施物联网系统是指通过信息感知设备,按消防远程监控系统约定的协议,将连接物、人、系统和信息资源上传至信息运行中心;把消防设施与物联网相连接进行信息交换,实现将物理实体和虚拟世界的信息进行交换处理并作出反应的智能服务系统。

消防设施物联网的系统体系构架自下而上应由感知层、传输层、应用层、管理层构成。感知层的数据采集来源可采用传感器、电子标签、视频采集终端、物联监测、物联巡查等。所采集的数据上传至物联网用户信息装置,用户信息装置设置在消防设施物联网的用户端,能通过有线或无线方式发送信息,将数据汇聚到信息运行中心,并发出监测信息[2-3]。

2 消防设施物联网系统解决办法

消防设施物联网系统以系统安全理论为基础,可将高层建筑存在的消防安全问题归结为“人-机-环”3方面共同作用的结果。其中,“人”主要指人员管理方面,“机”主要指消防设施设备方面,“环”主要指建筑和区域火灾风险方面。“人-机-环”作用示意图如图1所示。

图1 “人-机-环”作用示意图

2.1 消防设施设备物联网监控管理

消防设施设备的监控管理采用物联监测技术手段,依据消防标准对消防设施的功能进行测试性的检查、检测和监视,并将数据上传至信息中心,通过数据分析处理,应用于不同用户平台和场景。

2.1.1 被动消防设施设备的监管

建筑防火分隔设施包括防火门、防火卷帘等构件。高层建筑日常管理中,一般采用物业人员巡查、检查的方法对防火门、防火卷帘等设施进行检查。这种依靠人员进行巡检的方式,大多数检查仅停留在外观符合性的检查,不能确保构件的完整性和功能性。消防设施物联网系统实时采集构件的状态信息并上传至运行中心,通过分析计算,判断设备状态和完好性。当发生常开式防火门异常关闭、常闭式防火门异常开启以及防火卷帘故障时,立即通知现场管理人员进行检查,并及时进行维修处理,确保防火分隔构建的完好有效。

高层建筑的垂直疏散距离过长,建筑结构复杂,导致发生火灾后人员安全疏散困难。并且,由于存在多个产权单位共同管理等问题,疏散楼梯间和安全出口可能出现阻塞、锁闭等情况。消防设施物联网系统可接入建筑内视频监控系统,对安全通道、疏散楼梯和安全出口进行监测,当出现安全隐患时立即通知相关人员进行整改,确保安全疏散设施的畅通。

基于物联监测系统,采用三维建筑和BIM系统建模等技术手段,实现建筑平面图形的三维立体化模型展示。根据监测数据,还原现场真实情况,火灾时直观显示着火点位和火势情况,自动规划疏散逃生路线,智能开启相关的大门、栅栏和档杆等影响疏散的设施,帮助单位应急预案的实施和人员安全疏散的管理。

2.1.2 主动消防设施设备的监管

主动消防设施设备包括各类消防系统和灭火设备。通过消防物联网系统的物联监测技术,可现实火灾自动报警系统、消防给水及消火栓系统、自动喷水灭火系统、防烟排烟系统及其他消防设施系统的状态感知和运行管理。

(1)火灾自动报警系统监测。通过部署相应的设备对火灾自动探测报警系统进行监测。

(2)消防给水及消火栓系统监测。通过布置水系统信息装置、消防泵信息装置,可获取消防水泵的手动/自动工作状态、启动/停止动作状态及故障状态信息,实时显示水泵供电电源和备用电源的工作状态。布置末端试水监测装置,实时监测末端消火栓工作压力;设置储水设施水位传感器和管网压力传感器,在线显示消防水位和工作压力等信息。

(3)自动喷水灭火系统监测。除了上述消防给水设施的监测功能外,在每个报警阀组控制的最不利点喷头处设置末端试水监测装置,当系统动作时监测装置输出反馈信号,实时显示系统运行状态,提示用户可能存在的火灾隐患信息。根据压力和水位等监测数据,还可以判断系统是否存在漏水、无水、瘫痪等状况,确保消防设施完好有效。

(4)防烟排烟系统监测。设置风系统信息装置和风机监测装置,对送风机和排烟风机的启动/停止动作状态、手动/自动工作状态、故障状态以及供电电源和备用电源的工作状态进行监测。

(5)其他消防设施监测。对水喷雾灭火系统、细水雾灭火系统、气体灭火系统等进行监测。通过用户信息装置,实现对消防应急广播、消防电梯、电动排烟窗、电动挡烟垂壁等其他联动设备进行监测。

以上消防系统、设施设备的监测信息实时上传至信息运行中心,进行智能分析、判断、统计、汇总相关联动信息,自动生成消防设施运行状态报告。运行中心收到信息后分析判断各类信息等级。

消防设施物联监测系统如图2所示。

图2 消防设施物联监测系统

2.2 人员消防安全管理的物联巡查和监管

2.2.1 物联巡查管理

消防设施物联网系统的物联巡查功能,采用物联网技术,要求巡查人员按照预先设定的路线对消防设施的各巡查点进行巡视,进行消防设施外观和工作状态的直观性检查。

物联巡查的各巡视点设置电子标签,其储存的信息包括设备ID,并通过数据映射方法确定唯一的消防设施部件及消防安全重点部位信息。通过物联巡查,可实现多种消防设施设备的检查,包括消防应急照明和疏散指示标志系统的工作状态的检查,防火分隔设施工作状态、电源状态和故障状态的检查,建筑灭火器外观、压力和设置位置的检查。还可对消防水泵房、风机房、发电机房、配电室等消防安全重点部位进行环境温度、应急照明和通风条件等的检查。另外,对室内、外消火栓、水泵接合器、喷头、排烟口、送风口、消防车道、消防登高操作场地等消防设备和灭火救援设施进行直观检查。

2.2.2 物联维保、检测管理

通过消防设施物联网系统,可对消防设施维保单位、检测单位进行监督管理。物联网系统感知消防设备联动信息,真实记录设备维护保养和检测情况。维保检测人员工作过程中拍照上传测试、检查情况,并储存在系统中,后续通过数据分析,判断维保、检测工作进度和精度,根据消防法规、技术标准,对维保和检测单位的履职情况进行监督。同时,对维保检测过程中出现的问题进行预警,帮助单位管理人员主动承担消防安全责任,积极解决单位消防安全隐患。

2.2.3 基于消防物联网的火灾风险管控

通过消防设施和人员管理两个方面的考量,可对建筑存在的火灾风险进行评估,明确建筑火灾隐患和管理薄弱点,提出针对性的建议措施,并通过区域消防站布局、建筑分布、人口密度和交通状况等信息的采集分析,可实现区域火灾风险的评估,从区域、城镇等层面分析高层建筑火灾风险和消防安全管控水平,提出相应的火灾防控措施。

建筑消防安全评估模型中,对消防设施系统的工作状态、建筑维护保养状况、消防巡查检查情况以及单位消防档案等进行统计分析,涵盖了包括火灾自动报警系统、消防给水及消火栓系统、自动喷水灭火系统、电气火灾监控系统、可燃气体报警系统、机械防烟排烟系统等在内的多种消防系统,并且将防火门、防火卷帘等防火分隔设施,消防电梯、应急广播等灭火救援设施以及其他的消防设施设备也考虑在内,全面分析建筑的消防安全状况,准确直观反应单位火灾风险隐患,有效提升建筑消防安全水平。

区域消防安全评估模型中,从区域基础信息、区域火灾事故历史数据、区域重大火灾危险源、区域灭火救援能力、区域建筑消防水平5个维度出发,通过消防物联网系统采集多角度多因素信息,进行综合研究分析,确定区域消防安全状况,提供风险管控措施,加强对区域火灾风险的控制与管理。