民族村寨火灾报警及预警系统设计

2022-04-16李明轩梅秀娟应急管理部四川消防研究所

消防界(电子版) 2022年4期

■ 李明轩梅秀娟应急管理部四川消防研究所

在2021年2月14日，被称为“中国最后一个原始村落”的云南省临沧市沧源佤族自治县勐角民族乡翁丁村老寨发生火灾，翁丁佤寨的民风民俗是整个佤族地区文化传承发展的缩影，是世界佤文化的源生地，是中国部落文化最后的活体，也是佤族文化的活态博物馆，但此次火灾却对其造成了毁灭性的打击。据统计，贵州、广西、四川等地区民族村寨也多次受到了火灾的破坏，因民族村寨大多具有极强的文物价值和商业旅游价值，且其具有不可再生的特点，所以地方政府和消防救援部门应该高度重视其防火安全，同时因为民族村寨建筑形式多为木结构，且房屋之间间距小，一旦发生火灾，极易造成火烧连营的情况，因此其防火现状成为消防救援部门的巨大挑战。针对此种类型的建筑重点在防治上，通过人防、技防等措施，在火灾早期通过探测和预警把火灾消灭在萌芽状态，从而减少财产损失和人员伤亡。为此笔者专门进行了民族村寨实地走访调研，以期准确把握民族村寨防火现状，并且重点考察了村寨布局与实际生活习惯对火灾报警预警的要求，提出了具有针对性的火灾报警预警系统设计，以提高民族村寨火灾防控水平。

一、民族村寨防火现状

（一）建筑耐火等级低

受自然条件的影响和限制，处于少数民族地区的村寨原来大都比较贫困，且木材具有易加工、便宜、容易获得等特点，因此建筑用材大多以木材为主，民族村寨建筑中的梁、柱、墙体等大都采用了木头作为主要建筑材料，因此建筑耐火等级低，抵御火灾风险能力差。

（二）火灾荷载大

民族村寨基本都处于偏远的农村地区，其建筑要满足日常生活和生产需要，既有居住、休闲等生活方面的功能，又有存放农具、粮食、饲养家畜等功能，因此其内部可燃物多、火灾荷载较大。

（三）房屋间距小、密度大

在历史上，为了凝聚力量、防御敌人，民族村寨居民大都群居，房屋之间间距很窄，还有些住户之间可能根本没有间隔，直接将建筑修建在一起，从而形成了片状的集中居住的特点，如贵州从江的“千户苗寨”，此类寨子人口相对集中，如若发生火灾，会形成火烧连营的情况。

（四）坡地建筑

因为西南地区地形地貌的原因，特别是少数民族集中地区大部分都处于山区，其村寨是典型的坡地建筑，建筑与建筑之间高低错落，在发生火灾时，易形成立体的火灾，蔓延速度也比平面布置的建筑要更快。

（五）用火用电不规范

受经济条件限制和自然环境影响，民族村寨住户大多有使用柴火做饭的生活习惯，这种习惯可能会因为用火不慎造成失火，同时日常生活中还存在电气线路私拉乱接、自然老化等现象，这些都是造成电气火灾的主要因素。据统计，贵州民族村寨由电气引起的火灾达到了56%以上。

综上所述，民族村寨存在耐火等级低、火灾荷载大、房屋间距小、密度大等问题，且大多建在山区的坡地建筑有着用火用电不规范的问题，而且这些村寨大都地处偏远山区，发生火灾后消防救援力量到场时间较长，火势不容易控制。因此需要在火灾发展到不可控前进行快速处理，这就需要居民进行自救，在火灾初期做到快速响应并及时处置。

二、火灾报警、预警系统设计

（一）报警探测器的选择

火灾探测报警器是火灾探测报警与预警系统的关键核心部件，其选择是否合理直接关系到是否能快速、准确探测火灾并进行报警，这就需要充分考虑到探测对象场景的现实情况，有针对性地进行选择。民族村寨居民需要在建筑内生火做饭，在厨房内通常有一定的烟气存在，故在厨房内不适合采用感烟火灾探测器，极易造成误报，需要采用感温火灾探测器，而且感温火灾探测器的安装位置不能在灶台正上方，因为生火做饭时灶台正上方温度很高，容易触发感温报警器。在调研过程中发现，很多火灾探测器安装在靠近灶台位置，频繁误报后，住户就拆除了报警器，使火灾探测报警完全失去了作用。除厨房外，其他房间可以采用感烟火灾探测器。目前有关单位研发了一种火焰及感温火灾探测器，既可以感应到火焰产生的远红外波段后报警，又能够通过感温进行报警，主要原理是通过在探测器透明塑料外壳涂上一层光敏材料，这种光敏材料在较高温度下会改变透光率，探测器内部有光学接收模块，感应光学变化，可以把温度信号迅速转化成光学信息，而且较小温度变化也可以引起其光学信号响应，其报警响应时间比一般的报警时间更迅速，此装置可以作为民族村寨的厨房火灾报警探测器。同时考虑到村寨电线私拉乱接和老化情况比较严重，因此在一定范围内应安装灭弧装置，防止电气火灾的发生。考虑到经济发展水平，目前在法律法规层面上还没有强制性要求民族村寨安装火灾探测报警器，同时因为居民没有火灾报警相关的知识，如果采用有线的火灾探测报警器，会给居民生活带来不便。在调研过程中发现村寨目前大多采用独立式的火灾报警器，但是没有联网功能，报警的范围仅限于单户居民，不能对其他居民住户进行预警，存在使用的局限性，因此需要将火灾探测器联网，在发生火灾后，火灾探测器通过联网将报警信号发送到消防救援部门和居民住户，让相关人员尽早做好处置准备。

（二）报警预警系统联网

因为一般的独立式的火灾报警器没有联网，探测到火灾后，通过声光报警器在一个房间或者一户房屋内报警，其他建筑内人员不能接收到报警信号，不能实现快速预警的功能，因此需要将报警器联网。目前火灾探测器有两种联网方式：一种是NB-IoT方式，通过移动通信网络进行联网，但是在偏远地区，存在信号不好的情况，而且这种方式需要定期付费，会给居民的经济造成负担，并且在调研过程中发现，现有安装火灾探测器的这种NB联网方式，在过了1～2年缴费期后，后期无人缴费维护，探测器也就形同虚设，不能发挥探测报警作用，因此这种方式在这些地方是不可行的。另外一种是通过LoRa自组网和4G/5G移动通信网络结合方式进行联网，这种方式的优点是前端设备不需要缴纳通信费用，一旦安装便可以长期使用。火灾探测器等消防设备通过无线信号与无线智能网关进行连接，无线智能网关再通过4G/5G无线移动通信方式连接互联网并与云平台连接，这样就可以与控制端连接起来。控制端接收到火灾报警信号后，经过确认后可以向居民或消防救援部门通过短信、App、电话等方式进行预警，还可以依次通过云平台和无线网关向联动设备发出控制信号，如图6所示。这种LoRa无线传输的传输距离一般不大于2km，需要利用无线智能网关将火灾探测器连接起来，同时考虑到安全问题，火灾探测器应和多个无线智能网关连接，如果其中一个无线智能网关出现问题，火灾探测器可以和其他附近的无线网关链接，解决探测器不能联网的问题，提高系统可靠性。

（三）报警预警系统功能

火灾探测报警预警系统既要快速准确的探测到火灾，又要将火灾报警信息通过短信、App、电话等形式及时传达到居民住户，以便让居民住户快速疏散逃生。同时还要将报警信息发送到消防救援部门，消防救援部门收到报警信号后可以通过远程视频或者人工确认是否为误报，如确定发生火灾后便可以迅速出警，第一时间控制火势的发展，同时可以通过管理端对相应消防设备设施进行控制，比如启动声光报警器和其他消防设备等。