高層商業(yè)建筑滅火救援技術(shù)運用的綜合考量

朱賀平

（青島市消防救援支隊特勤大隊，山東 青島 266071）

0 引言

隨著商業(yè)建筑的不斷出現(xiàn)和發(fā)展，進一步滿足了廣大民眾日益增長的生活需求。不過其自身的結(jié)構(gòu)特點所帶來的潛在的火災(zāi)隱患，也給其自身及內(nèi)部的人員帶來了較大的風(fēng)險，特別是高層商業(yè)建筑物內(nèi)部的人員數(shù)量較大，一旦出現(xiàn)火災(zāi)很可能導(dǎo)致無法估量的巨大損失。因為此類建筑的內(nèi)部面積比較大，相應(yīng)的各類功能也多種多樣，使高層商業(yè)建筑通常具有內(nèi)部縱深較大的特征，該種情況是消防部門在實施滅火救援任務(wù)過程中所要面對的主要難點。如果在相關(guān)建筑具有裙樓的情況下，其結(jié)構(gòu)的特點是延伸部位較長，在進行救援工作的時候必須明確的主要特點，即為消防人員可能要進入65 m～135 m的地點進行救援工作，該種情況對救援相關(guān)的技術(shù)和救援人員的專業(yè)能力將會提出更高的要求。與此同時，高層商業(yè)建筑內(nèi)部的各種功能的分區(qū)也比較多，通常有相對復(fù)雜多樣的裝修和裝飾結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)往往會在火情發(fā)生時給消防救援工作帶來各種各樣的阻礙效果。

1 高層商業(yè)建筑滅火救援任務(wù)開展過程中的消防救援技術(shù)

1.1 對撲救場地進行優(yōu)化

通常情況下位于城市中心地段的高層商業(yè)建筑物，因為在搶險救援任務(wù)中通常會遇到建筑物外部環(huán)境，例如交通及人流量等條件的制約，所以需要加強針對撲救場所確定工作的重視程度，這樣才能最大限度地保證救援工作的成功，并且最大限度地避免對于周邊居民及設(shè)施等帶來的不利影響。對救援工作區(qū)域進行劃分，合理應(yīng)對由于空中可能掉落的雜物，設(shè)置有效的安全距離，杜絕搶險救援過程中對周邊行人的安全帶來不利影響，一般來說，現(xiàn)場的安全距離需要保證處于＞5.5 m 的范圍。并且在搶險救援過程中特別注意對于救援的消防車輛的全方位的保護，防止空中墜落的雜物損壞車輛所配備的消防設(shè)備，消防車輛和相關(guān)建筑物的安全距離需要≥10.5 m。加強滅火救援任務(wù)執(zhí)行過程中對于水帶的接口合理防護的相關(guān)措施，以防外界干擾損壞車輛進而影響搶險救援任務(wù)的有序進行。

1.2 完善相關(guān)的救援任務(wù)的總體方案

相關(guān)消防救援指揮部門在搶險救援行動預(yù)案的總體規(guī)劃過程中，需要進行全方位的實際勘察工作，掌握高層商業(yè)建筑的主要結(jié)構(gòu)特征、客流量狀況和周邊交通情況等主要信息，以保證消防人員在火情出現(xiàn)的時候可以迅速抵達事故現(xiàn)場進行搶險救援工作，提高火情出現(xiàn)時的反應(yīng)速度。相關(guān)部門必須未雨綢繆，對于過往高層商業(yè)建筑消防減災(zāi)救援的事故真實案例實施全面的分析和研究，總結(jié)實際經(jīng)驗，對于出現(xiàn)火情時的救援預(yù)案進行合理的優(yōu)化，保證相關(guān)流程和方案的合理性。當(dāng)相關(guān)的搶險救援相關(guān)預(yù)案需要進行調(diào)整的情況下，必須以現(xiàn)場實際狀況為主要的依據(jù)，在推進消防救援任務(wù)的過程中切實做到結(jié)合現(xiàn)場實際，并且對于附近位置的水源狀況實施適當(dāng)?shù)目辈旃ぷ?，保證在滅火救援任務(wù)執(zhí)行時有足夠的水源用于滅火工作[1]。

1.3 合理使用消防用水源

一般情況下，在高層商業(yè)建筑的建造進程中會設(shè)置專用的消防用的水源，所以在相關(guān)救援人員進行消防救援任務(wù)時需要對相關(guān)的設(shè)備進行充分的使用，保證現(xiàn)場火情可以被迅速并且有效地控制。精確定位高層商業(yè)建筑的消防栓等提供水源的相關(guān)設(shè)備，做到第一時間獲得水源以便進行滅火工作。著重加強針對高層商業(yè)建筑中的消防栓相關(guān)設(shè)備的水壓的檢查工作的執(zhí)行力度，杜絕因為其水壓不足導(dǎo)致的搶險救援任務(wù)執(zhí)行過程中的不利結(jié)果。

1.4 明確內(nèi)部救援的行進線路

相關(guān)部門為了最大限度地減輕救援過程中對相關(guān)居民的影響及傷害，需要針對內(nèi)部救援的行進線路進行科學(xué)的規(guī)劃，盡量避開人員密集的區(qū)域，并且最大限度地保護救援人員的人身安全。在高層商業(yè)建筑內(nèi)部進行救援任務(wù)的時候，必須針對人員撤離火場的線路進行科學(xué)的評估和設(shè)定，盡量避免人員撤離過程中出現(xiàn)驚慌及混亂的情況，相關(guān)人員需要對內(nèi)部安全空間進行合理的劃分，為內(nèi)部救援任務(wù)提供必要的支持。

1.5 及時去除內(nèi)街的頂棚

對于高層商業(yè)建筑的內(nèi)街部分的頂棚，在救援過程中需要及時進行去除，這樣的操作可以加快消防救援人員執(zhí)行任務(wù)的進度。特別是許多的高層商業(yè)建筑中內(nèi)部的裝修工程的結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，從而給救援人員的工作增加了困難，所以及時將內(nèi)街部分的頂棚去除可以最大限度地減輕其對被困人員的撤離及救援工作開展的阻礙。借助機械式的排煙設(shè)備對于火災(zāi)現(xiàn)場出現(xiàn)的有毒有害氣體進行快速排放，在相關(guān)建筑物的屋頂設(shè)置專門的排煙裝置，加強其與火警預(yù)警系統(tǒng)的配合工作。將高層商業(yè)建筑的玻璃材質(zhì)的穹頂及裝修材料等全部移除后，完成針對內(nèi)部救援路線的科學(xué)設(shè)計，合理推進滅火救援任務(wù)。明確相關(guān)區(qū)域的換氣情況和次數(shù)，有效地控制排煙量，一般來說，最好控制在7 次/h 的水平為宜?，F(xiàn)階段，電動排煙窗裝置在高層商業(yè)建筑中的配置已經(jīng)非常普及，該設(shè)備能在火情警報系統(tǒng)的相應(yīng)信號的指示下迅速進行排煙操作?；馂?zāi)現(xiàn)場必須進行相應(yīng)的指揮，以防排煙受阻的情況導(dǎo)致相關(guān)人員身處險境。

2 消防救援無人機在高層商業(yè)建筑物中進行滅火救援的技術(shù)

消防用的無人機具有不受地形限制、視角廣闊、容易操控以及能夠搭載多類探測裝備等特點及功能，其在消防救援行業(yè)擁有廣闊的應(yīng)用前景，在火災(zāi)現(xiàn)場區(qū)域受到空氣、高溫、環(huán)境等條件的制約，某些風(fēng)險較大的位置，消防救援人員不具備進入實施救援的條件，然而無人機能夠完成火情監(jiān)控、投遞相關(guān)物資等關(guān)鍵任務(wù)，能夠顯著提升救援的效率。無人機能夠?qū)δ承┪ｋU性非常高的現(xiàn)場實施偵查作業(yè)，借助消防專用的彩色攝像機裝置，對于高層商業(yè)建筑現(xiàn)場的火情具體狀況、內(nèi)部的被困人員具體位置等方面的信息精準收集。完成收集有關(guān)信息數(shù)據(jù)工作之后，借助無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，將圖像傳送到消防指揮中心，相關(guān)人員根據(jù)收到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，借助輔助消防救援系統(tǒng)的操作，對現(xiàn)場信息進行分析，制定科學(xué)的救援預(yù)案，提升救援行動的實際效果[2]。

3 紅外熱成像技術(shù)在高層商業(yè)建筑物滅火救援中的應(yīng)用

3.1 技術(shù)原理

紅外熱成像儀是借助記錄目標(biāo)和環(huán)境溫度的差異來捕捉目標(biāo)影像的裝置，紅外熱成像儀能夠把人眼不可見的射線轉(zhuǎn)化成可見的影像。基本原理是物質(zhì)發(fā)出的紅外線透過光學(xué)鏡片聚集到探測裝置上，該裝置發(fā)出電子信號，該信號透過放大儀數(shù)字化處理后到熱成像儀的電子處理單元，轉(zhuǎn)化成能夠在顯示器上顯示清晰影像?；驹砣鐖D1 所示。

圖1 紅外熱成像技術(shù)原理

3.2 紅外熱成像技術(shù)在消防救援過程中的應(yīng)用

紅外熱成像儀屬于偵察火災(zāi)的輔助工具，可以定位火焰中心區(qū)域及燃燒情況，紅外熱成像儀具備比較強的穿透煙霧能力，消防救援員借助紅外熱成像儀能夠準確地捕捉到全部潛在的危險、迅速找到起火點及被困人員等。

4 大數(shù)據(jù)技術(shù)在高層商業(yè)建筑物滅火救援中的實際應(yīng)用

4.1 加強對大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析研究工作

加強對大數(shù)據(jù)技術(shù)的收集需要有關(guān)消防工程技術(shù)部門、消防隊及社會各界間的數(shù)據(jù)信息互相配合，進而保證數(shù)據(jù)信息的完整性。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)對專業(yè)性的要求非常高，相關(guān)消防工工程技術(shù)人員必須針對數(shù)據(jù)信息的采集進行挖掘，而且在搭建消防系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的時候必須關(guān)注與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通功能，進而保證相關(guān)數(shù)據(jù)信息的獲得并且提升對應(yīng)的處理能力，為消防救援工作的正確決策提供技術(shù)支持。

4.2 使用大數(shù)據(jù)技術(shù)完善消防監(jiān)控系統(tǒng)

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)能夠針對主要的高層商業(yè)建筑物進行的遠距離監(jiān)控。例如對人員密集的公共場合實施即時監(jiān)控，與此同時還能夠依照消防救援評測結(jié)果實施監(jiān)控，一旦意外發(fā)生的時候能夠以最快的速度將有關(guān)數(shù)據(jù)信息直接傳輸至消防指揮中心，并且使用消防監(jiān)控系統(tǒng)針對相關(guān)火災(zāi)險情數(shù)據(jù)信息實行記錄，便于相關(guān)消防救援人員開展滅火救援工作。

4.3 數(shù)據(jù)信息共享技術(shù)

使大數(shù)據(jù)技術(shù)作用最大化最為關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)信息共享技術(shù)。以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息體系實質(zhì)是一類具有海量數(shù)據(jù)信息，并且針對該數(shù)據(jù)信息能夠?qū)嵭懈黝惙治黾把芯?，該體系功能強大并且種類豐富，保證相關(guān)數(shù)據(jù)信息經(jīng)過合理的研究及篩選，如果要完成該目標(biāo)，就必須針對全部相關(guān)部門的數(shù)據(jù)信息進行整合，顯著提高滅火救援效率[3]。

5 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在高層商業(yè)建筑物滅火救援中的使用

5.1 火情救援環(huán)境中的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較強的穿墻能力，由于高層商業(yè)建筑物內(nèi)部構(gòu)造非常復(fù)雜，相關(guān)消防救援人員在配帶個人通信裝置以后，經(jīng)常出現(xiàn)信號無法穿過墻體導(dǎo)致無法實現(xiàn)有效溝通的狀況，所以相關(guān)消防救援人員在救援過程中采用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)射的信號必須具備較強的穿墻能力；無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍必須廣，可以達到完全覆蓋全部火情現(xiàn)場的效果，即為必須滿足在沒有任何遮擋的狀況下覆蓋面積≥1.2 km2的區(qū)域。

5.2 火情救援環(huán)境中的數(shù)據(jù)收集技術(shù)

相關(guān)消防工程技術(shù)人員必須使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感裝置，即無線網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)，把全部參與救援的消防救援人員當(dāng)作傳感裝置在無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，使用相關(guān)消防救援人員每人攜帶的救援裝置中的各類傳感器完成針對各種數(shù)據(jù)信息的收集工作。然而一部分收集到的數(shù)據(jù)信息能夠直接上傳至網(wǎng)絡(luò)，但是某些數(shù)據(jù)信息因為火災(zāi)現(xiàn)場的特殊性就必須使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的人工智能技術(shù)對其進一步處理，把處理后的數(shù)據(jù)信息借助相關(guān)網(wǎng)絡(luò)傳感裝置上傳至消防應(yīng)急通信指揮部[4]。

5.3 濃煙狀況下的通信連接技術(shù)

在濃煙狀況下，相關(guān)消防救援人員能夠借助各類暗號及燈光進行相互之間的通信，消防救援員戴上具備透過濃煙能力的強照明光源對所處位置進行偵查，聯(lián)絡(luò)信號使用各種不同閃爍頻率及顏色的燈光進行分類。依據(jù)火情現(xiàn)場的真實狀況進行針對性較強的訓(xùn)練。日常訓(xùn)練時必須把各種燈語的定義向相關(guān)消防救援人員講解到位，使他們完全克服在濃煙狀況下由于對講機、車載無線電發(fā)音不清晰、通信設(shè)備遲緩進而依靠人工呼叫及跑動進行調(diào)度通信的障礙。

6 消防救援機器人在高層商業(yè)建筑物進行滅火救援的消防技術(shù)

消防救援機器人依靠履帶式探測行進裝置進入火災(zāi)現(xiàn)場，并對其內(nèi)部空間進行仔細探測，將相關(guān)參數(shù)信息通過紅外感知發(fā)射裝置傳送到消防救援設(shè)備，然后相關(guān)指揮人員指示火情探測裝置派出消防救援機器人進行排煙作業(yè)，依據(jù)機器人配備的探測裝置將相關(guān)數(shù)據(jù)信息、控制行駛路線、排煙裝置的功率及最佳排煙角度等重要信息進行傳回。在排除濃煙及有毒有害氣體以后，消防救援機器人進行滅火救援工作[5]。消防救援機器人能夠輕易實現(xiàn)上、下高層商業(yè)建筑物及靈巧進入其火情現(xiàn)場，消防救援機器人具有抵抗?jié)鉄熂坝卸居泻怏w傷害的特點，對于在極端惡劣條件的進行救援工作的適應(yīng)性極強，其自身配備了各種消防滅火設(shè)備，消防救援機器人安裝的紅外線高清記錄攝像頭能夠為消防救援指揮部傳送封閉空間火情現(xiàn)場的視頻影像，非常方便相關(guān)救援指揮人員向機器人準確合理的發(fā)出相關(guān)指令，大幅提升了救援的工作效率。在消防救援機器人滅火救援的過程中，首先保證機器人實現(xiàn)自動化控制，最后借助遠距離自動定位系統(tǒng)，朝向起火的窗口投擲破窗裝置，隨后進行滅火彈的發(fā)射，在火情現(xiàn)場進行滅火救援。經(jīng)過相關(guān)試驗數(shù)據(jù)得出，消防救援機器人使用的空氣動力學(xué)位移測量傳感系統(tǒng)、陀螺裝置進行定位及無線傳輸數(shù)據(jù)回饋能夠徹底解決高層商業(yè)建筑物滅火過程中的現(xiàn)場定位及消防指揮的問題。消防救援機器人本身配置的方位自動感應(yīng)及位姿調(diào)整等功能，均能大幅提升在高層商業(yè)建筑物消防救援過程中復(fù)雜狀況的現(xiàn)場應(yīng)對能力。消防機器人如圖2 所示。

圖2 消防救援機器人

7 結(jié)語

綜上所述，因為高層商業(yè)建筑物具有縱深比較大及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，可能給火情現(xiàn)場被困人員的撤離及有毒有害氣體的把控等救援工作帶來較大的困難，給消防人員開展滅火救援工作帶來阻礙。因此，工程技術(shù)人員對撲救場地進行優(yōu)化、對救援方案進行完善、有效地使用消防水源、對內(nèi)攻線路合理選定、拆除內(nèi)街頂棚及定期開展消防演練等措施，提高滅火救援任務(wù)的質(zhì)量及工作效率，可在極短的時間內(nèi)有效控制火情，減少廣大人民群眾的生命財產(chǎn)及經(jīng)濟損失。