基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大空間倉(cāng)庫(kù)建筑消防安全設(shè)計(jì)

王瀟

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。因其廣泛的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。而將其應(yīng)用于消防安全的設(shè)計(jì)也成了重要的應(yīng)用之一。文章以大空間倉(cāng)庫(kù)類(lèi)建筑作為對(duì)象，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)在火災(zāi)防控、設(shè)備管理等方面均采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)單的消防系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；消防；大空間倉(cāng)庫(kù)；火災(zāi)防控

0 引言

大空間倉(cāng)庫(kù)建筑，因其空間大、儲(chǔ)存物品種類(lèi)繁雜等特點(diǎn)導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)時(shí)發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，并且易造成比較嚴(yán)重的后果。目前采用的消防安全措施基本都是以被動(dòng)防御為主，因此，研究智能化且易于實(shí)現(xiàn)的防控、管理技術(shù)顯得越來(lái)越重要。而作為“智慧城市”的重要的組成部分之一，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“智能化消防”也是主要的應(yīng)用之一。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于大空間倉(cāng)庫(kù)建筑消防系統(tǒng)之中，對(duì)于火災(zāi)的防控具有重要意義。

本文主要就物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于大空間倉(cāng)庫(kù)建筑的消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)作流程進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)而言之，就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”。具體來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)就是由具有自我標(biāo)識(shí)、智能且感知的實(shí)體通過(guò)通信技術(shù)相互連接而形成的網(wǎng)絡(luò)[1]。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展而逐漸興起并在人類(lèi)生活中得到應(yīng)用的。其發(fā)展歷程如表1所示。

組成物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)包括以下幾個(gè)：

（1）自動(dòng)感知技術(shù)；（2）移動(dòng)通信技術(shù)；（3）嵌入式技術(shù)；（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（5）智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)；（6）智能控制技術(shù)；（7）位置服務(wù)技術(shù)；（8）信息安全技術(shù)。

而目前消防安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)一步提高的主要是預(yù)防的主動(dòng)化以及消防設(shè)施管理的智能化。要實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo)，主要是要加快物聯(lián)網(wǎng)中的自動(dòng)感知技術(shù)在消防中的應(yīng)用。

2 大空間倉(cāng)庫(kù)建筑火災(zāi)特點(diǎn)

由于大型倉(cāng)庫(kù)建筑的空間與使用功能復(fù)雜，火力密度較高，使之與其他建筑比較，在火災(zāi)預(yù)防及火災(zāi)特點(diǎn)方面具有獨(dú)特性.

2.1 易發(fā)生有毒煙氣且不易控制

受大空間倉(cāng)庫(kù)建筑內(nèi)部熱氣壓得影響而在上部產(chǎn)生的熱空氣會(huì)阻止煙氣的上升而造成自然排演的失效。

2.2 燃燒物種類(lèi)繁雜，火災(zāi)負(fù)荷大

為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求，大空間倉(cāng)庫(kù)作為主要的倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)所，所儲(chǔ)存的物質(zhì)種類(lèi)繁多且火災(zāi)荷載較大。

2.3 火突擴(kuò)散發(fā)展成大范圍的火災(zāi)

大空間倉(cāng)庫(kù)建筑空間大，燃燒條件與室外較為相似，同時(shí)氧氣含量高。

2.4 易發(fā)生且損失較大

倉(cāng)庫(kù)里存儲(chǔ)的貨物中含有較多可燃、易燃、易爆等物質(zhì)，一旦符合發(fā)生危險(xiǎn)的條件，易造成較大的燃燒，危及人員安全，不易撲救。

3 消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該消防系統(tǒng)作為一個(gè)小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，與物聯(lián)網(wǎng)的組成基本相同，主要是由感知層、傳輸層、應(yīng)用層3部分組成的。本文主要是對(duì)感知層的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

目前，采用的火災(zāi)傳感器主要是煙霧感應(yīng)探測(cè)器、溫度感應(yīng)探測(cè)器等傳感器型的報(bào)警器。由于需要對(duì)燃燒產(chǎn)生的煙霧以及高溫進(jìn)行探測(cè)，而這些都需要出現(xiàn)明火甚至火災(zāi)達(dá)到一定規(guī)模才能觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警器報(bào)警，因此以上的傳感器基本上都屬于被動(dòng)防護(hù)方式。這類(lèi)防護(hù)方式不僅效率比較低，而且存在可能發(fā)生誤報(bào)、智能化不足等缺點(diǎn)。為了提升消防安全系統(tǒng)的主動(dòng)性與智能化，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)與改良。

3.1.1 將環(huán)境溫度控制在儲(chǔ)藏物質(zhì)的著火點(diǎn)下

因此，可以采用非接觸式的熱傳感器，在大空間倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按照一定的方法布置，主要用于探測(cè)建筑內(nèi)環(huán)境的溫度。根據(jù)儲(chǔ)存物品可以得出環(huán)境允許的最高溫度，因此，通過(guò)大量布置非接觸式的熱傳感器來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度，從而對(duì)于整個(gè)建筑內(nèi)不同位置的溫度有一個(gè)具體的了解。將測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳至后臺(tái)的信息處理系統(tǒng)，可以使管理人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度的異常，能夠及時(shí)采取相應(yīng)的措施。

3.1.2 不同的儲(chǔ)存物品，使用不同型號(hào)的接觸式熱傳感器

由于倉(cāng)儲(chǔ)的自身特點(diǎn)，大部分火災(zāi)都是有陰燃或者自身溫度過(guò)高導(dǎo)致的小型明火造成的，因此，對(duì)于儲(chǔ)存物品的溫度檢測(cè)也具有重要的意義。所以，在儲(chǔ)存物品的容器或者在物品的內(nèi)部可以使用接觸式熱傳感器進(jìn)行物品自身溫度的測(cè)量，然后使用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳回后臺(tái)的信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在管理人員的面前，并在必要時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行降溫。當(dāng)使用接觸式熱傳感器時(shí)，如果是在物品內(nèi)部使用，要考慮二者接觸是否會(huì)產(chǎn)生不安全的因素。

3.1.3 力傳感器的使用

在消防系統(tǒng)中主要使用的力傳感器有壓力傳感器、流量傳感器。首先，壓力傳感器主要用于安裝在消防車(chē)輛上，用于檢測(cè)消防車(chē)輛的滅火材料的使用情況，并通過(guò)通信系統(tǒng)回傳至消防指揮系統(tǒng)，對(duì)于滅火過(guò)程中戰(zhàn)斗力量的分配與部署具有重要意義，可以使得滅火的科學(xué)化與合理化。同時(shí)，壓力傳感器也可安裝在倉(cāng)庫(kù)周?chē)南鹚ㄏ到y(tǒng)中，主要用于監(jiān)測(cè)整個(gè)消防栓系統(tǒng)的壓力是否符合要求，能夠有效對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的有效性進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 RFID射頻識(shí)別技術(shù)的設(shè)計(jì)

RFID是利用無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)空間耦合的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)接

觸的標(biāo)簽信息自動(dòng)傳輸與識(shí)別的技術(shù)。RFID標(biāo)簽主要是由存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RFID芯片、天線(xiàn)與電路組成。其基本工作原理是：電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；解讀器讀取信息并解碼后，送至信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。利用RFID技術(shù)，可以在消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的許多方面得到應(yīng)用。

首先，利用RFID技術(shù)可以對(duì)大空間倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)內(nèi)所有應(yīng)用到的消防設(shè)施進(jìn)行全程的監(jiān)控，對(duì)于系統(tǒng)中的設(shè)備的出場(chǎng)時(shí)間、使用情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄，可以做到對(duì)于設(shè)備的定期保養(yǎng)與維護(hù)，使得系統(tǒng)中的設(shè)備更好地處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。其次，利用RFID技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)更好地管理的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代消防技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行大空間倉(cāng)庫(kù)建筑的消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅有利于該類(lèi)建筑的管理，也能促進(jìn)相關(guān)消防技術(shù)的進(jìn)步。作為“智慧城市”的重要組成部分之一，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“智慧消防”使得現(xiàn)在的消防技術(shù)更進(jìn)一步，不僅實(shí)現(xiàn)了消防技術(shù)的智能化以及科學(xué)性，也同時(shí)提高了消防管理的合理性，減少了指揮人員主觀性對(duì)于消防管理以及消防指揮中帶來(lái)的不利影響。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的大空間倉(cāng)庫(kù)建筑的消防安全系統(tǒng)，不僅僅有利于該類(lèi)建筑的消防安全管理，實(shí)現(xiàn)消防管理的智能化，降低消防管理的成本。同時(shí)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于該類(lèi)建筑的消防安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，也更好的促進(jìn)了同類(lèi)型其他建筑甚至所有類(lèi)型建筑消防安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化，對(duì)于“智慧消防”的發(fā)展起到了一定得推動(dòng)的作用。這對(duì)于我國(guó)消防相關(guān)管理以及救援技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

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