物聯網消防系統在建筑中的設計應用

楊華

摘要：隨著社會經濟的飛速發展，物聯網、大數據、云計算等信息技術的推廣應用，城市安全管理信息化水平要求越來越高，建筑作為城市功能發揮的重要載體，加強建筑消防安全管理，對于預防和減少火災危害有著重要作用。文章介紹了物聯網消防系統在建筑中的設計應用，通過物聯網消防系統平臺對施工、調試、檢測、驗收、維保各階段質量的控制，采用標準化、智能化管理，指導消防安全綜合管理。

關鍵詞：物聯網消防;消防水系統;消防供水機組

近年來，隨著我國社會經濟的飛速發展，城市化進程逐步由高速度向高質量轉變，以滿足人民不斷增長的對美好生活的向往。盡管我國消防事業得到了快速的發展，但消防力量、管理水平與社會經濟發展進程不匹配的問題仍然十分突出，單位、個人消防意識薄弱問題依然存在。據相關統計，全國消防救援隊伍接處警情任務創歷史新高，2021年全國消防救援隊伍共接報處置各類警情195.6萬起，出動消防救援人員2040.8萬人次、消防車363.6萬輛次，累計從災害現場營救被困人員19.5萬人，疏散遇險人員46.7萬人;共接報火災74.8萬起，死亡1987人，受傷2225人，直接財產損失67.5億元，與2020年相比，起數和傷人、損失分別上升9.7%、24.1%和28.4%，亡人下降4.8%[1]。火災撲救面臨的場所越來越復雜，危險性越來越高，而降低火災起數，減少財產損失和人員傷亡，提高消防管理水平依然任重道遠。

一、傳統消防設施的設置

以利用世行貸款某農產品流通體系建設項目為例，項目包括市場交易店面、農產品交易大樓、冷庫、綜合樓、公廁、垃圾站、門衛等，規劃用地面積為38437.33m2，總建筑面積為36913.51m2，主要單體建筑如下表1所示。

本項目是集特色產品加工、儲藏、交易、參觀、物流集散及農業產業信息等為一體的農產品集散平臺。滅火系統選擇的依據是《建筑設計防火規范》，《建筑設計防火規范》規定了何種場合何種條件下設置何種滅火系統，根據本項目特點，設置有室外消防給水系統、室內消火栓給水系統、自動噴水滅火系統、建筑滅火器、防排煙系統及火災自動報警系統等。

二、傳統消防設施設置存在的問題

（一）產品使用不規范

依據《消防產品類強制認證實施規則》，需強制性認證的消防產品有三類：火災報警類產品、滅火設備類產品、消防裝備類產品。其中火災報警類產品主要與電氣專業有關，包括如下產品：點型感煙火災探測器、點型感溫火災探測器、獨立式感煙火災探測報警器、手動火災報警按鈕、點型紫外火焰探測器、特種火災探測器、線型光束感煙火災探測器、火災顯示盤、火災聲和/或光警報器、火災報警控制器、家用火災報警產品;滅火設備類產品主要包括手提式滅火器、推車式滅火器、簡易式滅火器;消防裝備類產品主要包括照明和疏散指示、逃生產品、自救呼吸器等。消防工程施工過程中，部分單位往往為追求更大利潤，以次充好，部分采用未經認證消防產品，留下消防安全隱患。

（二）施工安裝不規范

由于施工隊伍人員素質參差不齊，尤其是一些非重點的中小項目，對施工單位門檻要求不高，施工人員素質相對不高，造成施工過程中消防水管、噴頭、火災探測器等，尤其是消防水泵房、消防控制室內設施設備的安裝不規范。如消防水管連接方式選擇不當、接口不嚴;噴頭被遮擋、與墻體柱體間距不足;火災探測器被遮擋、報警按鈕安裝高度過高或過低;室外消火栓及水泵接合器未滿足規范要求的15～40m間距、消防車無法到達;消防水泵房、消防控制室設施設備未按設計圖紙要求安裝，管道連接、閥門附件等安裝混亂等;埋下安全隱患。

（三）試壓驗收不完善

依據《消防給水及消火栓系統技術規范》GB 50974-2014，消防給水管網安裝完畢后，應對其進行強度試驗、沖洗和嚴密性試驗。水壓強度試驗的測試點應設在系統管網的最低點，在試驗壓力下進行;水壓嚴密性試驗應在水壓強度試驗和管網沖洗合格后進行，在系統工作壓力下進行。而有些施工單位為了施工簡單省事，只進行了嚴密性試驗，未進行強度試驗或未按規范要求試驗壓力進行，其他如消防水泵、穩壓泵、報警閥、消防聯動等試驗不完善，不符合設計和規范要求，帶來消防安全隱患。

（四）維護管理不到位

因建筑消防設施維護管理不到位，造成消防系統不能正常使用甚至癱瘓，從而導致重大火災事故發生的案例時有發生。消防系統維護管理單位存在維保隊伍技術水平和安全責任意識不強的情況，維保隊伍人員不穩定，有的維保人員還是臨時工，未經任何培訓，對本單位消防系統缺乏足夠的了解掌握，更不用談正常的維護管理。有的維護管理單位未有健全的規章制度和維保職責，對消防系統每日、每月、每季、每年需進行的維護檢查內容未有嚴格規定，正常的維護管理無法進行。

（五）監督檢查難落實

消防單位數量龐大、類型復雜，而監督檢查人力資源有限，不可能對所有消防單位進行全面檢查，只能加強對部分重點消防單位的監督抽查，在保證監督檢查工作開展質量的同時，由于工程量大、消防設施多，監督檢查很難全面、深入。

三、物聯網消防系統方案

物聯網消防是指以網絡為基本依托條件下的消防實現模式，包括基于網絡的消防產品、消防施工、消防檢測與驗收、消防設施維保、消防日常監督與消防救援支持等。鑒于傳統消防設施設置存在的相關問題，結合物聯網技術的運用，本項目采用物聯網消防系統方案。消防水泵系統采用物聯網消防供水機組，系統圖如圖1所示，由消防水泵（包括消防主泵與消防備用泵）、消防電氣控制柜及控制儀表組成。消防水泵一用一備，同時包括消防水泵性能現場測試管路（含流量計及壓力測試裝置）、DN65試水消火栓、每臺消防水泵進口含明桿消防閘閥、軟接頭、偏心變徑管、壓力表（真空表）等，出口含同心變徑管、壓力表、限位軟接頭、止回閥、明桿消防閘閥，匯流總管、檢修明桿閘閥及壓力檢測元件，機組匯流總管上設置有安全閥，防止管路系統超壓及消防水泵空轉過熱，如圖2所示。

圖1 物聯網消防供水機組系統圖

圖2 物聯網消防供水機組

噴淋系統采用智能末端試水，用于監控噴淋系統末端實時壓力并定期做自動末端試驗。該系統不僅解決了傳統手動試驗模式普遍存在的費時、費工、不準確等弊病，也降低了管理成本、時間成本，提高了管理效能和消防給水系統的滅火效能。

消防電氣控制柜為多功能組合控制柜，主要功能包括消防水泵控制、自動工頻巡檢、自動低頻巡檢、機械應急啟動裝置、一次元器件巡檢、水泵性能現場測試、數據儲存、歷史數據查詢、歷史數據導出、實時數據顯示、物聯網數據RS485或以太網接口等。防護等級為IP55，可以有效起到防塵防水作用。

消防物聯網的應用，將徹底改變、改善消防施工、檢測、驗收與維保水平。有了消防物聯網，就可以要求施工單位在施工伊始就把關鍵步驟數據、圖片等傳輸給平臺，并在平臺上進行調試，待要求的所有信息在平臺上都已經具備及達標后，平臺自動給出施工合格報告。檢測、驗收與維保，也均要求在平臺上進行，只有在所有規定的項目都完成，而且信息準確達標時，平臺才給出合格報告。這樣將徹底解決調試、檢測、驗收、維保過程中實際操作數量遠遠小于計劃方案要求操作數量的抽條問題，保證了施工、調試、檢測、驗收、維保質量，進而促進了整個消防系統質量，提高了社會火災風險防范能力，也使用戶安全有了保障[2]。

建筑物中的消防設施，涵蓋防排煙設施、消防噴淋設施、溫感以及防火門等消防設施，上述設施均會對火情的撲滅產生很大的影響，而利用物聯網技術，能夠對消防設備實施智能化的監管，也能夠借助物聯網技術對建筑中的相關消防設施，甚至是建筑物自身實施智能化的監督和管理[3]。

消防設施物聯網監測系統通過采集火災自動報警主機的實時信息，獲取火災探測器、手動報警按鈕、自動滅火系統等設備的運行狀態;對消防水滅火、泡沫滅火等重要系統中的關鍵設備和節點狀態進行監測，獲取消防水池、消防水箱、泵組、管網等運行狀態信息;接入安防監控視頻，通過人工智能模型識別火焰、煙霧等火災特征;將消防裝備巡檢納入信息化管理，規范日常巡查檢查工作[4]。

物聯網消防系統平臺，如圖3所示，具有突出的幾個優勢：

圖3 物聯網消防系統平臺

第一，快速定位火情。快速定位火情發生的建筑，并可以和消防調度平臺對接，快速派單和處置。在火災現場，消防終端產品借助物聯網技術讀取火災信息，消防人員能夠及時獲取轄區內的火災實際情況，在報警人員和居民不熟悉報警裝置的情況下，消防工作人員可以通過身份識別系統確定火災發生地點，進而在第一時間內撲滅大火[5]。

第二，信息共享。可和政府、消防部門等消防平臺對接，將系統相關數據共享。政府、消防部門可依據動態、有效的信息數據進行綜合研判，精準施策，有針對性地指導地區消防安全綜合管理。

第三，平臺開放。可以初步搭建，逐步完善，根據管理過程中發現的突出問題，重點完善，實現系統的動態管理，并可減少初期一次性投資。

第四，自動巡檢。可實現遠程自動巡檢，也可以記錄手動巡檢的每一步，保障巡檢步驟及過程的規范、可追溯。

第五，智能處置故障。設備故障及時報警，根據故障類型，進行工單下發、工單跟進、工單回復，回復內容支撐圖片、視頻的上傳，可隨時跟進和追蹤工單執行情況。

四、結語

物聯網消防系統的應用，能夠做到從消防產品的使用、消防施工、檢測、驗收到后續的維保、監督等全過程的標準化、智能化管理。各地已開始智慧城市等建設，部分地區也已出臺相關規定，按照國家工程建設消防技術標準配置火災自動報警系統、固定滅火系統和防煙排煙系統等消防設施的單位，應當按照有關規定配置消防設施物聯網系統，并將監控信息實時傳輸至消防大數據應用平臺，確保數據的真實性和完整性。各單位物聯網消防系統的應用也是城市消防物聯網大數據應用平臺建立的基礎，是政府進行綜合決策的技術基礎，與傳統消防設施設置、管理模式相比具有突出優勢。

參考文獻：

[1]2021年消防接處警創新高，撲救火災74.5萬起[EB/OL].（2022-1-20）https：//www.119.gov.cn/article/46TiYamnnrs.

[2]丁宏軍.基于物聯網技術的智慧消防建設[J].消防技術與產品信息，2017（05）：67-69.

[3]鄒懿.我國消防監督管理改革發展研究[D].南昌：江西財經大學，2018.

[4]郭曉明，王晨辰.基于消防物聯網與層次分析法的建筑消防安全評估方法研究[J].科技與創新，2021（08）：73-76.

[5]高峰.智慧消防建設中物聯網技術的具體應用[J].智能建筑與智慧城市，2021（12）：137-138.