商業綜合體火災預警系統的優化措施研究

摘要：現階段，商業綜合體的規模和功能日益多樣化，其面臨的火災風險也隨之增加，傳統火災預警系統存在傳感器覆蓋不全、報警響應延遲、誤報頻發及應急聯動滯后等問題，難以滿足現代化商業綜合體的實際需求。針對這些問題，提出智能化傳感器網絡布置、基于大數據的火災風險預測與防控、系統智能分析與報警優化、多層級的應急聯動機制等優化措施，旨在全面提升商業綜合體的火災防控能力。

關鍵詞：商業綜合體；火災預警系統；智能傳感器

商業綜合體作為現代化城市的核心組成部分，其面積廣泛且功能多樣化。然而，由于其結構復雜、人流密集度高，火災預警成為安全管理中的關鍵環節。傳統的火災預警系統多依賴簡單的煙霧或溫度傳感器，難以實現全面覆蓋，且易受環境因素干擾，從而影響預警的及時性與準確性。此外，現有系統在火災發生時的應急聯動能力不足，導致火災處置效果欠佳。因此，針對商業綜合體火災預警系統存在的不足，提出切實可行的優化措施，顯得尤為重要。

1 商業綜合體特點

商業綜合體是集購物、休閑、辦公以及餐飲等多種服務設施于一體的建筑群，擁有復雜的內部布局和多種功能區域，涵蓋人流量較大的購物區和餐飲場所，以及封閉的辦公空間和寬敞的停車場等。其中，諸如電梯井、停車場和倉庫等特殊區域，因其密閉性或儲存物資的特性，往往成為火災隱患的重點區域。在大型綜合建筑中，由于人流量巨大且流動性強，一旦發生火災，實施有效的疏散和應急管理工作將面臨巨大挑戰。為保障商業綜合體的整體安全，必須配備一個能夠實時精準探測不同區域火災風險并具備高度靈活性的預警系統[1]。

2 商業綜合體當前火災預警系統的不足

在全國范圍內，部分商業綜合體面臨著火災預警系統不足的問題，尤其是在一些較為老舊或設計上存在缺陷的綜合體中。具體問題涵蓋傳感器覆蓋不全、報警響應延遲、誤報頻發以及應急聯動機制不及時等問題，主要存在火災預警系統的技術和管理方面。

2.1" 傳感器覆蓋不全

在商業綜合體中，電梯井、地下停車場、倉儲區等區域具有封閉性且空間寬敞，加之潛在的火災危險性，常規的監測設備因布置分散而未能達到充分的監測密度，導致其監控效能受限。在這些區域內，監控系統存在盲區，使得火災發生時難以及時偵測并發出報警，從而提高了火勢擴散的風險。特別是在諸如空氣不暢或濕度大的特殊環境中，干擾因素會對傳感器的探測性能產生影響，導致火災信號的遺漏或檢測延遲。傳感器的覆蓋不全面，顯著影響了預警系統的效能，使其無法在火災的早期提供有效的偵測與響應支持，從而對商業綜合體的安全構成嚴重的威脅[2]。

2.2" 報警響應延遲

針對商業綜合體發生的火災事件，報警系統在初期應對中效率低下的問題，主要源于從火警探測到系統響應之間存在顯著延遲。具體而言，信號的采集平均耗時12s，數據向控制中心傳輸的時間大約需要15s，而報警的生成及處理總耗時約為8s。從火災探測器感知到火情后，系統在35s內完成報警信號的發出。在特定時刻，火焰的擴散速度可高達3～5m/s，僅需35s火焰的蔓延距離即可達100～175m，從而迅速影響更廣泛的區域。此外，火勢的快速蔓延還可能波及其他樓層或區域，直接加劇了火災的嚴重性。35s的延遲時間增加了管理層與消防隊伍在災害應對上的難度，對火災初期的火勢控制與人員疏散造成了不利影響。據研究，報警系統的遲緩性每增加10s，火災所引發的財務損失會相應加劇，人員撤離所需時間也會延長。

2.3" 誤報頻發

在商業綜合體的火災預警系統中，一個尤為顯著的問題是誤報現象頻繁，尤其在停車場、倉庫等環境因素較為復雜的區域尤為明顯。在特定區域內，濕度、粉塵濃度以及溫度波動等外界因素，可能會引起傳統傳感器的誤觸發，導致系統對非火災事件錯誤地發出警告，不僅浪費了應對緊急情況的資源，還使得管理人員對報警信號產生厭倦和忽視，進而降低他們對真實火災信號的警覺性，從而嚴重削弱了火災預警系統的效能，并為火災防控工作帶來極大的挑戰[3]。

2.4" 應急聯動不及時

在商業綜合體內，現有的火災預警系統在火災發生時僅能發出單一的報警信號，缺乏迅速構建多層次應急聯動機制的能力。在火災初期，相關的防護系統未能及時自動激活防火隔離與疏散通道，導致火情信息無法有效、及時地傳遞給消防部門及管理人員。商業綜合體中應急聯動機制響應遲緩的問題，顯著增加了初期火災控制的難度，這不僅減緩了管理與消防人員對火災的響應速度，還潛在地增加了人員疏散與火勢控制過程中的安全風險，從而未能充分滿足綜合體對安全與應急管理的必要需求。

3 商業綜合體火災預警系統的優化措施

3.1" 智能化傳感器網絡布置

在商業綜合體的火災易發區域，通過優化部署高精度的智能化傳感器網絡，有效應對解決傳感器覆蓋不足的問題。這個網絡系統由溫度、煙霧等多種傳感器構成，能夠實現對各類火災信號的高效識別與監測。例如，溫度傳感器能夠精確探測到0.01℃的溫度變化，而煙霧傳感器可檢測到0.001g/m3的煙霧濃度。借助高精度檢測技術，該系統能夠在火災初期階段捕捉到細微的異常信號，從而確保迅速作出反應。

集成監控系統通過引入物聯網技術，實現了復雜環境下傳感器的數據實時上傳，確保數據管理的集中與共享。在物聯網領域，數據傳輸速率可達到10～50Mbps，這保證了系統能夠迅速處理和傳輸大量的監控信息，有效消除了監控盲區。在電梯井、停車場等常規監控盲區，安裝了能夠即時監測溫度與氣體濃度變化的多功能傳感器，從而消除了信息傳遞的延遲現象。智能傳感器網絡系統能夠自動監測環境的變化，通過分布式傳感器布置，系統會根據區域的環境條件實時調整其靈敏度。在濕度上升或空氣流動減小時，煙霧傳感器能夠自主調整其敏感度，以適應環境變化，進而確保檢測的精確性。利用該系統可以提高火災預警的精準度，將響應時間縮短5～10s，為火災早期的控制工作提供支持[4]。

3.2" 基于大數據的火災風險預測與防控

商業綜合體中的火災預測模型，通過實時分析溫度、濕度、煙霧濃度等環境數據，并結合歷史資料對潛在的高火災風險區域進行預測，借助分布式數據庫技術，將這些數據分散存儲于各個節點，便于迅速獲取、調用及處理任務的執行。經過對海量數據的深入分析，該系統能夠精準辨識并警示那些易發火災的區域。火災預測模型的構建，主要依賴于回歸分析模型的運用，以此估算火災發生的可能性，公式如下：

式中，Y為火災風險指數，β為回歸系數，X表示不同的環境變量（如溫度、濕度等）。分析歷年各區域數據后，該系統能實時監控并預估溫度和濕度變化下的火災發生率，可大幅度減少報警后的響應時間。利用大數據分析技術，可以有效識別火災頻發的區域，進而向管理人員發出警示，對這部分區域實施更加嚴格的監控與保護措施。例如，針對火災易發的地下停車場與倉儲設施區域，依托系統化的風險評估技術，綜合歷史與即時數據深入分析，系統能夠明確標注出這些地點的風險等級，通過即時風險指示功能，管理人員可以迅速識別火災隱患，從而有針對性地強化防范措施，極大地提升了火災防治效率。

3.3" 系統智能分析與報警優化

在傳統火災預警系統中，濕度、粉塵等環境因素，常會導致誤報情況。特別是在倉庫及停車場等場所，由于空氣中粉塵含量大和濕度較高，煙霧傳感器的誤報現象較為頻繁。為解決這一問題，智能算法的融入為火災預警系統帶來了改進，能夠自適應地調整報警門檻，有效降低誤報率。當環境中的粉塵濃度超出設定閾值（0.05g/m3）時，系統會自動提高煙霧傳感器的報警觸發濃度至更高水平（如0.002g/m3），防止由粉塵引起的誤報事件。當粉塵的濃度降至法定限值（0.01g/m3）以下時，內置的自動調節機制便會激活，將預設的閾值重新設定為初始狀態，以確保系統的準確性和可靠性。該智能算法能夠對環境數據進行實時監控，并根據實時數據對傳感器的敏感度進行優化調整，以便更精確地識別火災的前兆信號。

借助智能算法進行多維分析，該系統能夠自動完成對火災信號的多次判別，主要得益于機器學習算法的助力。當環境溫度達到37℃且濕度變化率超過10%的臨界值時，一個集成溫度、濕度和空氣成分等多環境參數分析功能的綜合系統將激活其報警機制。當空氣中氧氣含量明顯下降或氣體成分出現異常變化，例如，一氧化碳濃度超出10.9mg/m3時，系統會進一步驗證火災的可能性，從而有效規避由單一環境因素引發的誤報現象。通過運用這種先進的自動篩選與過濾機制，該系統顯著提升報警信號的可靠性，并大幅度降低了因環境變動而導致的誤報率。運行數據表明，智能報警優化系統已成功將每日誤報次數控制在5次以內。相較于傳統系統每天20～50次的誤報頻次，智能系統在降低誤報率方面取得了超過80%的顯著成效。這一改變不僅大幅減少了不必要的報警次數，還提升了系統對實際火情的檢測靈敏度，從而確保每次報警的準確性和可靠性

3.4" 多層級的應急聯動機制

在火災預警系統中，應急聯動機制發揮著至關重要的作用，傳統的系統在火災發生后，只能采取簡單的警報措施，缺乏多層次的聯動響應，因此難以及時有效地通知到各級管理和應急部門。該系統則融合了多層次的緊急處理流程，能夠在火災發生的初期階段，通過短信或應用程序迅速向相關人員發出警報，保障管理層能夠在第一時間獲取到火災信息。在由多個級別相互協作的機制中，該系統會根據火災情況的不同，逐漸提升其緊急應對級別。聯動機制公式如下：

式中，R表示響應等級，P為人員密度，T為溫度異常值，D為火災位置的結構復雜性，系統能夠對火災狀態進行智能判斷，并根據結果逐步觸發更高級別的應急響應措施，例如自動啟動應急廣播、開啟火災隔離設備等，有效遏制火勢的進一步蔓延。該系統具備數據即時交換的能力，能夠將火災信息迅速傳達給消防機構，且在傳輸過程中可達1Gbps的速度，確保各層級之間的信息流通暢通無阻。消防人員通過該系統能夠獲取實時數據，包括火場中的溫度、煙霧濃度及火源位置等關鍵信息，從而迅速制定應急對策，有效縮短救援響應時間。

4 結束語

商業綜合體火災預警系統的優化是確保人員和財產安全的重要環節，傳統火災預警系統存在傳感器覆蓋不足、響應延遲、誤報頻發及應急聯動滯后等問題，亟須通過引入智能傳感器網絡、大數據分析和多層級聯動機制來提高系統的綜合性能。通過優化預警系統，商業綜合體能夠在火災發生初期實現高效、準確的火災探測，并快速啟動應急處置措施，將火災風險降至最低。

參考文獻

[1]肖金鳳.基于AI的充電樁火災預警系統的應用研究[J].閥門，2024（5）：639-642.

[2]張洪偉.城市商業綜合體滅火救援對策分析[J].水上安全，2023（14）：127-129.

[3]林樂強.高層商業綜合體消防安全評估與火災預警系統的研究[J].中國設備工程，2023（20）：226-228.

[4]陳勇.大型商業綜合體火災自動報警與消防聯動系統探討[J].消防界（電子版），2023，9（8）：65-67.