淺談未來消防設(shè)施發(fā)展變革的方向

作者簡(jiǎn)介：

張曉君（1982- ），女，漢族，山東濰坊人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：建筑設(shè)計(jì)、工程消防。

摘要：本文針對(duì)傳統(tǒng)消防系統(tǒng)的布設(shè)復(fù)雜、美觀性不足等局限性問題，結(jié)合目前消防設(shè)施的研究現(xiàn)狀，提出了消防設(shè)施的發(fā)展方向，即由傳統(tǒng)向無線化、智能化、隱蔽化、功能綜合化、美觀化和藝術(shù)化的方向發(fā)展。設(shè)想在智慧消防和未來技術(shù)變革發(fā)展的基礎(chǔ)上，通過采用先進(jìn)的控制平臺(tái)和探測(cè)、滅火設(shè)備，使整個(gè)消防系統(tǒng)從控制端到設(shè)備端都得到優(yōu)化，建筑整體消防系統(tǒng)會(huì)更可靠、高效。同時(shí)，在保證消防安全水平的前提下，達(dá)到便捷、美觀的效果。

關(guān)鍵詞：變革；消防安全；消防系統(tǒng)；消防設(shè)施

引言

隨著我國城市化水平的不斷提高，智慧城市發(fā)展迅猛。在智慧城市建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的條件下，智慧消防也快速發(fā)展，上海、湖北、山東等地相繼出臺(tái)了消防物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。馬鑫[1]借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)消防數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使火災(zāi)溫度場(chǎng)等數(shù)據(jù)可視化，以便于開展疏散及救援工作。赫永恒、朱國慶等[2]基于三維GIS技術(shù)搭建消防物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，借助消防大數(shù)據(jù)開展對(duì)消防作戰(zhàn)計(jì)劃的預(yù)測(cè)推演。相關(guān)學(xué)者也對(duì)智能消防裝備開展了一系列研究，如D.Garrity，S.Yusuf、John-Olof等研究的救援人員穿戴裝備可提高救援工作的效率，并提升救援人員自身安全性[3-4]。但我國目前消防智慧化建設(shè)與發(fā)展水平仍較低，消防設(shè)施和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一直停留在以功能為主的基本層面，同時(shí)消防設(shè)備用房面積過大，消防管線和消防探測(cè)終端密布，在消防設(shè)施美觀化、藝術(shù)化等方面缺乏深入研究和創(chuàng)新。本文以現(xiàn)代建筑消防產(chǎn)品存在的潛在弊端為切入點(diǎn)，結(jié)合其發(fā)展的智慧化水平以及人們對(duì)于建筑美觀的需求，指出消防設(shè)施的發(fā)展方向，意在引起業(yè)內(nèi)對(duì)未來消防變革方向的關(guān)注與討論。

一、消防設(shè)施無線化發(fā)展

傳統(tǒng)消防設(shè)施布線量大，無疑增加了建筑工程量和施工難度，尤其在既有建筑改造利用過程中，為提升建筑消防安全水平，需要改造或增設(shè)消防系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的管線布置會(huì)給改造帶來極大的難度且增加成本。同時(shí)，電氣線路的老化和短路等因素也會(huì)增加建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。無線消防系統(tǒng)則可以改善上述傳統(tǒng)消防系統(tǒng)存在的問題，目前已有部分消防設(shè)施利用無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)傳輸和控制的無線化。

（一）無線煙感報(bào)警系統(tǒng)

在火情發(fā)生時(shí)，無線煙感通過感知火源燃燒產(chǎn)生的煙霧，以無線的方式把報(bào)警信號(hào)傳送到監(jiān)控平臺(tái)，管理人員及時(shí)收到火警信號(hào)，進(jìn)而立刻采取相應(yīng)措施組織人員疏散。無線煙感報(bào)警系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，無需考慮線路布置問題，減少因消防介入或改造使建筑施工成本及難度的提升，從而提高建筑的施工效率。例如武漢雷神山醫(yī)院工程交付時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的安裝調(diào)試時(shí)間，在經(jīng)過綜合考慮后，決定在原有消防系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增一套無線煙感系統(tǒng)，補(bǔ)充病房區(qū)煙感定位，極大地縮短了工期，提高了施工效率[5]。

（二）無線消防炮控制系統(tǒng)

目前無線消防炮主要采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信，具有成本低、近距離傳輸可靠、效率高、系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。然而易受到實(shí)際線路長(zhǎng)度以及建筑內(nèi)部復(fù)雜環(huán)境等因素的限制，更適用于小型建筑和滅火條件較為理想的場(chǎng)所。而無線射頻通信的信息傳送可不受線路影響，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可及時(shí)順利地將火場(chǎng)信息傳輸?shù)娇刂浦行?。國?nèi)學(xué)者利用433MHz無線射頻通信技術(shù)解決了大范圍內(nèi)無線通信數(shù)據(jù)丟失和信號(hào)延遲等問題[6]，未來可將其廣泛應(yīng)用在消防改造建筑中。

二、消防設(shè)施智能化發(fā)展

當(dāng)前我國消防設(shè)施設(shè)備智能化還未得到廣泛普及，消防系統(tǒng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是必然趨勢(shì)。消防的智能化和智慧化發(fā)展有利于替代傳統(tǒng)被動(dòng)的報(bào)警、接警、滅火救援和管理模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理、自動(dòng)化報(bào)警、智能化接警、無人化滅火，有效提升滅火救援的效率和消防安全水平。

（一）智能消防系統(tǒng)與智慧城市資源整合

“智能消防”整個(gè)系統(tǒng)底層邏輯可分為感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用三個(gè)層面，基于消防物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建而成，如圖1所示。城市智能消防系統(tǒng)的核心為城市消防控制中心，通過控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)施應(yīng)用層的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并與智慧城市實(shí)時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)與智慧城市中的“智能交通”“智能電力”“智能水務(wù)”“智能醫(yī)療”等模塊的互聯(lián)互通和協(xié)調(diào)合作，最大程度提高消防安全水平、減少火災(zāi)中的人、財(cái)、物損失。例如智能水務(wù)系統(tǒng)與智能消防系統(tǒng)協(xié)作，可在節(jié)約用水前提下保證消防用水量和消防水源的可靠性；智能交通系統(tǒng)與智能消防系統(tǒng)協(xié)作，可通過實(shí)時(shí)交通流量監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)消防救援路線優(yōu)化至最短路徑或最優(yōu)路徑，保障消防人員第一時(shí)間到達(dá)；智能電力系統(tǒng)與智能消防系統(tǒng)協(xié)作，可確?；馂?zāi)條件下普通電力切斷與消防供電保障；智能醫(yī)療系統(tǒng)與智能消防系統(tǒng)協(xié)作，使傷員第一時(shí)間得到救治。

（二）智能消防機(jī)器人

高危環(huán)境火災(zāi)通常對(duì)消防員的生命安全造成威脅，智能消防機(jī)器人的設(shè)計(jì)和研發(fā)對(duì)于提升滅火救援效果和保障救援人員安全具有重大意義。智能消防機(jī)器人可代替消防員進(jìn)入能見度低甚至有毒、缺氧、高溫易爆等高危場(chǎng)所，在火源位置研判、滅火救援等方面開展數(shù)據(jù)采集、處理和反饋。而救援人員則可以依據(jù)其在火場(chǎng)采集并反饋的內(nèi)容，對(duì)火場(chǎng)情況開展精準(zhǔn)高效地分析和決策。如基于STM32的智能消防機(jī)器人[7]，可識(shí)別道路環(huán)境，優(yōu)化避障功能，準(zhǔn)確找到火源并熄滅。

三、消防設(shè)施功能綜合化發(fā)展

目前，建筑內(nèi)的消防設(shè)施自成系統(tǒng)、獨(dú)立設(shè)置，既占用空間又影響美觀，同時(shí)由于使用率較低加之缺乏重視，消防設(shè)施完好率不理想。設(shè)想利用建筑內(nèi)現(xiàn)有設(shè)施與消防設(shè)施融合設(shè)計(jì)，既節(jié)約建設(shè)成本又能夠合理利用建筑空間，實(shí)現(xiàn)建筑美觀化及資源的合理利用。隨著消防技術(shù)的不斷發(fā)展，在探測(cè)設(shè)備、應(yīng)急照明以及防滅火設(shè)施等方面已存在消防設(shè)施與其他設(shè)施功能組合設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)景，這些技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)槲磥硐涝O(shè)施功能整合綜合化發(fā)展提供思路。

（一）探測(cè)設(shè)備整合

隨著圖像識(shí)別技術(shù)與智能算法的發(fā)展，國內(nèi)某科研單位研發(fā)了利用建筑內(nèi)現(xiàn)有的視頻監(jiān)控平臺(tái)搭載圖像識(shí)別分析軟件，在控制室內(nèi)通過實(shí)時(shí)抓取視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的日常監(jiān)控視頻就能準(zhǔn)確識(shí)別火災(zāi)[8]。目前應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋古建筑、煙草倉庫、地鐵隧道及大型公共建筑等場(chǎng)所，對(duì)于歷史風(fēng)貌建筑、古建筑以及高大空間等場(chǎng)所設(shè)置傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有困難的建筑十分必要。未來基于現(xiàn)有視頻監(jiān)控平臺(tái)的圖像火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的方向?qū)⑹遣粩鄰耐卣勾髷?shù)據(jù)預(yù)測(cè)的廣度和深度出發(fā)，不斷豐富基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和提升計(jì)算能力。從單一火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，拓展到對(duì)多個(gè)指標(biāo)的預(yù)測(cè)，涉及對(duì)多維度火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和人民財(cái)產(chǎn)損失的綜合研判。

（二）防火滅火設(shè)施整合

煤化工等企業(yè)因工藝通常采用水噴淋降塵，設(shè)想消防水噴淋或水噴霧等滅火系統(tǒng)可與工藝噴淋整合設(shè)置，既可以節(jié)約水資源，又能夠減少管線和設(shè)施設(shè)備的布置。同樣，日常運(yùn)行需要水噴淋的場(chǎng)所均可考慮與消防設(shè)施整合設(shè)置。另外，目前大部分建筑已將消防水箱和生產(chǎn)生活水箱聯(lián)合設(shè)置，當(dāng)然這種方式必須采取消防用水不做他用的技術(shù)措施。此外，地下汽車庫、交通隧道等場(chǎng)所排煙設(shè)施與通風(fēng)系統(tǒng)的合用，也大大減少了建設(shè)成本。在未來，隨著建筑行業(yè)美觀化、智能化的發(fā)展，通過多功能整合設(shè)置來減少管線布置的需求將越來越明顯。

四、消防設(shè)施美觀化和藝術(shù)化發(fā)展

建筑內(nèi)設(shè)置的傳統(tǒng)消防設(shè)施繁雜，往往與建筑的整體裝修風(fēng)格匹配度差，大大削減了建筑的美觀性。相關(guān)新產(chǎn)品、新材料以及設(shè)施微型化的發(fā)展，將打破傳統(tǒng)消防設(shè)施理念，引入更具有觀賞性的滅火和設(shè)計(jì)方法，為今后滅火設(shè)施的發(fā)展提供思路。

（一）新型滅火器

常規(guī)滅火器可以起到高效、快速撲救初期火災(zāi)的作用，但為滿足其功能和滅火劑容量要求，滅火器的設(shè)計(jì)很難具備美觀性，在某些特定場(chǎng)所配置普通滅火器便略顯突兀。目前，韓國發(fā)明了一種簡(jiǎn)單易用的滅火產(chǎn)品——滅火器花瓶，如圖2所示，該花瓶采用雙層壁結(jié)構(gòu)，中間獨(dú)立空間可盛水插花，雙層壁夾層內(nèi)填充碳酸鉀，是探索美觀性與實(shí)用性相結(jié)合的典型消防產(chǎn)品之一。

該思路與目前消防設(shè)施醒目設(shè)置、通用與標(biāo)準(zhǔn)化的要求尚存在較大理念上的差異，其實(shí)現(xiàn)與普及有待整個(gè)社會(huì)傳統(tǒng)觀念變革以及具體技術(shù)、安全性的進(jìn)一步完善。但隨著社會(huì)科技的發(fā)展和思維方式的轉(zhuǎn)變，在滿足使用功能的前提下，相關(guān)滅火設(shè)施均有可能實(shí)現(xiàn)外觀多樣化和美觀化，甚至逐漸成為建筑美的一部分，作為藝術(shù)品供人們觀賞。

（二）新型滅火材料

西安某材料公司研發(fā)了一種滅火材料，該種滅火材料在遇環(huán)境溫度達(dá)到材料分解溫度時(shí)，釋放包含N2、CO2以及其他可漂浮微粒在內(nèi)的滅火劑，通過物理和化學(xué)手段及時(shí)快速地起到滅火作用，具備無需復(fù)雜布線、安裝簡(jiǎn)潔、后期無需維護(hù)等優(yōu)勢(shì)。

德國某公司發(fā)明了一種可以快速滅火的新型消防材料，該種滅火材料主要以SiO2為主要成分，突破了傳統(tǒng)滅火材料的局限性，在國外得到了廣泛應(yīng)用，如保護(hù)建筑、電力、儲(chǔ)能設(shè)備以及鋰電池運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。該種材料在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可自動(dòng)脫落覆蓋起火點(diǎn)，起到隔氧窒息的作用。利用該類新材料滅火，既減少了傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)施布線的復(fù)雜性，又不會(huì)造成大面積環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。

（三）定制式消防設(shè)計(jì)理念

古建筑、歷史風(fēng)貌建筑通常缺少消防設(shè)施，該類建筑火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生。同時(shí)，大型美術(shù)館、展覽館等現(xiàn)代博覽建筑對(duì)建筑設(shè)計(jì)藝術(shù)性的需求也給消防設(shè)計(jì)的藝術(shù)性提出了更高要求。可以采用定制化消防設(shè)計(jì)理念結(jié)合性能化消防設(shè)計(jì)方式，綜合研判和分析建筑的安全性，為有特殊需求的建筑提供定制化的消防服務(wù)，在不破壞建筑整體消防安全水平基礎(chǔ)上，讓消防設(shè)計(jì)更加靈活適用，滿足建筑的美觀性和藝術(shù)性需求。

結(jié)語

綜上所述，筆者從建筑美學(xué)角度需求出發(fā)，結(jié)合目前智慧消防、火災(zāi)報(bào)警探測(cè)和滅火設(shè)備等消防設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了未來消防設(shè)施在新技術(shù)、新產(chǎn)品引領(lǐng)下的新發(fā)展方向。目前傳統(tǒng)消防設(shè)施還停留在規(guī)?；?、機(jī)械化狀態(tài)，在兼顧隱蔽化、美觀化方面表現(xiàn)欠佳。隨著建筑智能化的發(fā)展，消防設(shè)施和消防產(chǎn)品必將迎來重大變革，如何讓消防設(shè)施從外觀單調(diào)、功能單一的專用設(shè)備逐步發(fā)展為兼具智能化、無線化、藝術(shù)化的綜合性設(shè)備是消防系統(tǒng)發(fā)展變革的一個(gè)重要方向。

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