建筑火災中智能疏散指示系統研究

徐欽垚 魏丹

摘 要：現代建筑高層化、多功能化、大型化以及復雜化，采用常規的普通型疏散指示方式是很不合理的，促使智能化的應急疏散將成為減少人員傷亡的必然趨勢。本論文研究智能疏散指示系統，能使現場群眾在最短時間內沿最短路線盡快逃離至安全地帶，是避免造成群死群傷的重要措施。

關鍵詞：火災；應急疏散；指示系統

1.引言

隨著國民經濟越來越快的發展，我國城市建設也在快速的發展，高層建筑和大型綜合性公共建筑越來越多，然而消防問題也變得越來越明顯，這些建筑內部結構往往非常復雜，火災現場中有相當多的人找不到出口，因為他們無法確定疏散方向。火災發生時是否能夠保證人的安全，已成為人們關注的重要問題。現代化建筑中智能疏散指示系統已經成為主要的消防指示系統，在火災發生時指示安全疏散通道以動態的形式，引導人們確定正確的疏散路線，避免盲目逃生，減少疏散時間，減少火災事故造成的損失。

2.建筑物內火災因素識別

2.1第一類危險源

根據危險源分類，火災中的第一類危險源包括可燃物、火災煙氣及燃燒產生的有毒有害氣體成分。火災發生的根本原因是建筑物內可燃物的存在。可燃物分為氣相、液相和固相三種形態。另一種危險源就是煙氣及有毒有害氣體，由于遮光性、毒性和高溫的影響，火災煙氣對人員構成的危害最大。

2.2第二類危險源

第二類危險源是指為了防止火災發生和減少火災損失，人們采用的消防設施存在的隱患。這些消防設施和消防管理手段中總會存在一些隱患，導致了建筑物發生火災的可能性。這些消防隱患也是建筑物發生火災的危險源之一。

3.智能疏散指示系統設計

智能疏散指示系統在火災發生時為現場人員的快速疏散撤離提供了一個完整的智能化解決方案，它能有效地解決應急疏散指示燈的日常維護和維修的問題，當在火災發生時火災自動報警系統不能聯動時，可以根據火災的發展和火災發生時的變化，及時調整應急疏散指示燈的方向。

3.1工作原理

智能疏散指示系統連接的每個應急疏散指示燈（節點）都有一個地址編碼，且該編碼是唯一的。智能疏散指示控制器采用總線方式連接，便于系統識別。建筑物內的緊急疏散指示燈沿疏散安全走廊布置，直至到達任意一個安全出口。

正常情況下，智能疏散指示燈控制器通過巡檢監控各應急疏散指示燈的工作狀態。當緊急疏散指示燈本身或連接線故障時，智能疏散指示控制器顯示具體的位置信息，并且立即發出聲光報警信號。

當發生火災時，智能疏散指示燈控制器從火災自動報警控制器接收火災報警的位置信息，并立即找到最佳疏散路線從預先設置的安全疏散路線數據庫中，并迅速啟動應急疏散指示燈的頻閃信號。使線上所有緊急疏散指示燈沿疏散通道向安全出口方向按順序閃爍，形成導光裝置，引導現場人員快速安全到達安全出口。

隨著火災的蔓延，當疏散通道被新的火災堵塞或中斷時，智能疏散指示控制器將根據火災情況的變化，自動形成新的最佳疏散路線，并控制相應的應急疏散指示燈重新調整指示方向，從而從而形成一條新的安全疏散路線，達到智能疏散指示燈控制的目的。

智能疏散指示控制系統中所有應急疏散指示標志燈和安全出口標志的工作電源可采用兩種不同的方式提供：

（1）集中供電：集中供電由消防控制中心消防電源提供。當主電源突然發生故障時，自動切換到集中式應急電源（蓄電池）。這種方式便于集中管理和維護，且布線簡單。

（2）分布供電：工作電源由建筑物內各處設置的專用配電箱提供。配電箱配有備用電池。通常由附近的照明交流電源供電，當主電源突發故障時，自動切換到備用工作。

3.2系統特點

智能疏散指示系統應該具備以下幾個特點：

（1）各種火災探測傳感器能夠非常快速、及時的識別，進行火災聯動并且可以自動報警；

（2）能夠計算出最佳疏散路徑并控制系統；

（3）根據最佳疏散路徑，指示系統通過動態的圖示、聲音等方式進行安全有序疏散。

3.3系統組成結構

由三部分構成火災智能疏散指示系統：第一部分為觸發報警系統，第二部分為計算機信息處理系統，第三部分為疏導指示系統。

煙霧探測器、溫度探測器、火災報警裝置、聯動輸出裝置以及具有其他輔助功能裝置組成觸發報警系統。它能在火災初始時期，將燃燒產生的煙、熱、火焰等物理量，通過多種火災探測器轉換成電信號，傳輸到火災報警控制器，以各種各樣的形式通知起火層，控制器記錄火災發生的部位、時間等信息，聯動輸出裝置將上述所有信息傳輸到計算機信息處理中心。觸發報警系統對建筑物內進行全天24小時不間斷的檢查，及時、迅速的識別所有的事故，使人和計算機信息處理系統能夠及時發現火災，并可以及時采取有效措施。

計算機信息處理系統憑借交互軟件實時接收、處理、解析所有設備交互的信息。一旦從觸發裝置接收到火災信息，計算機系統將根據火災的位置和時間自動匹配建筑物內任何位置的疏散計劃數據庫 ，并根據災害的進展實時輸出最佳疏散指示路徑，以確保整個系統處于安全有效的工作狀態。若需要對整個系統進行維護，計算機信息處理系統可以提供設備故障提示和信息查詢功能。

信息疏散指示系統是直觀疏散指示系統的重要組成部分，由各種雙向和單向標志、出口標志、應急燈、語音設備等組成。當發生火災時，煙是最有害的。除有毒氣體外，還會干擾人們的視力，造成巨大的心理恐慌，失去理智和判斷力。為了實現安全、快速逃生的目的，信息引導和指示系統要求雙向和單向標志和出口標志應在墻壁、地面、角落和出口上用頻閃和連續光帶指示，并在指示燈的相應高度設置語音裝置。通過聲音和圖形的雙重引導，確定正確的疏散路徑，有利于人群的安全疏散，并且減緩人員面對火災的恐慌心理。

4.智能疏散指示系統的應用

在沒有發生火災的正常情況下，語音系統沒有任何聲音，應急燈關閉，所有緊急出口燈明亮，人們可以從出入口隨意出入該建筑。當火災發生時，該系統全面啟動，將最佳疏散路徑通過所有疏散指示終端發布出來。地面上的疏散方向指示燈以頻閃的方式形成流動的光帶，幫助人們清楚看到疏散指示的最佳路徑并沿著它們安全撤離；為防止在夜晚視線不好或因煙阻礙視線，通過設在高處的應急照明燈和語音系統來效緩解這一問題，應急照明燈照亮所有疏散通道和安全出口，疏散指示聲音結合頻閃的流動光帶引導人們向最近的安全出口撤離。

5.總結

本文詳細分析了建筑火災特點及火災發展過程，智能疏散指示系統根據現場火情動態調整疏散方向，可使疏散人員準確、迅速地選擇安全通道疏散。采用這種方式可使整個疏散系統的疏散通道選擇最優化，避免疏散人員盲目亂跑，誤入危險區域，體現了遇險疏散的人性化，所以在現代建筑中，尤其是規模較大的公共建筑和高層建筑應該大力推廣智能疏散指示系統的安裝。

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注：2018年大學生創新創業項目，項目編號201813208037