摘要：

高層建筑結(jié)構(gòu)繁復(fù)、功能多樣、居住人數(shù)眾多，一旦發(fā)生火災(zāi)，往往會帶來重大損失。因此，針對高層建筑的特點強化消防安全管理，成為了當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題之一。智慧消防作為一種基于尖端物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)及大數(shù)據(jù)的消防管理理念，應(yīng)用于高層建筑的消防安全管理中，可以大幅提升安全隱患排查速率，并有效減少火災(zāi)發(fā)生的可能性。

關(guān)鍵詞：高層建筑；智慧消防系統(tǒng)；消防安全

引言

當(dāng)前，城市的高層樓宇已成為民眾工作與休閑的核心地帶，其消防安全管理工作對保障民眾生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要。“人力防控”與“技術(shù)防范”是影響高層建筑消防安全管理成效的關(guān)鍵因素。隨著管理制度的不斷健全，“人力防控”的能力有了明顯提升。然而，在“技術(shù)防范”層面尚存短板。近年來，現(xiàn)代科技廣泛融入消防領(lǐng)域，催生了智慧消防這一新穎的消防概念。在高層建筑消防安全管理實踐中，強化智慧消防的應(yīng)用，可有力彌補“技術(shù)防范”的不足。

一、智慧消防發(fā)展概況

21世紀初期，鑒于傳統(tǒng)消防工作過度依賴人工且效能有限的狀況，美國率先探索科技應(yīng)用，智慧消防的初步形態(tài)由此浮現(xiàn)。以此為契機，各國加大了在智慧消防領(lǐng)域的投資與研發(fā)力度，并收獲了顯著成果。2011年，《國務(wù)院關(guān)于強化及改進消防工作的指導(dǎo)意見》強調(diào)：“要鼓勵并扶持先進消防設(shè)備的研發(fā)與普及，提升消防工作中科技應(yīng)用的層次?！?017年，公安部消防局發(fā)布了《關(guān)于全面推動“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，進一步闡釋：“智慧消防不僅局限于火災(zāi)預(yù)防和救援，還應(yīng)覆蓋整個消防工作的智慧化轉(zhuǎn)型?！?020年起，智慧消防全面鋪開，多種解決方案日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也逐步細化，全國各地在智慧消防的建設(shè)上展現(xiàn)了多樣化的格局[1]。

二、高層建筑火災(zāi)特點

（一）火勢蔓延速度快

高層建筑構(gòu)造繁復(fù)，功能廣泛多樣，內(nèi)部含有眾多可燃物品，如家具、墻體裝飾材料、電線線纜等，同時高層建筑內(nèi)布有大量豎向管道、井道等構(gòu)造，這些井道如同巨大的煙囪，加速了火災(zāi)擴散進程。這種“拔風(fēng)效應(yīng)”使得煙霧與火焰能夠在樓層間迅速傳遞。在一座百米高的建筑中，火災(zāi)一旦爆發(fā)，煙霧能在短短三十秒內(nèi)直沖樓頂。若未能及時遏制，火情將急劇惡化，對樓內(nèi)人員安全及財產(chǎn)造成重大威脅。建筑的樓層越高，火勢在垂直方向上的蔓延速度越快，火災(zāi)的潛在危險性也隨之上升[2]。因此，高層建筑中的火災(zāi)往往在初期就迅速蔓延，給火災(zāi)的控制工作帶來了極大困難。

（二）火災(zāi)撲救難度大

高層建筑的高度和廣闊的空間范圍，使常規(guī)的消防器械難以有效發(fā)揮作用。例如，消防車的抬升裝置受限于一定高度，難以直接觸及火災(zāi)發(fā)生的高層地帶。高層建筑往往內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，消防通道與救援區(qū)域受到建筑設(shè)計的制約。即便消防人員能夠迅速抵達火災(zāi)現(xiàn)場，也需克服重重難關(guān)，如確定火源位置、穿梭于復(fù)雜的樓層布局之中以及保障設(shè)備順暢運作。高層建筑的垂直高度與空間局限，極大提高了滅火救援的操作難度。

（三）人員疏散困難

高層建筑常居住或容納大量居民及辦公人員，火災(zāi)突發(fā)時，疏散作業(yè)極為棘手。依據(jù)建筑的高度與人口密集度，特別是高度超過300米的建筑，可能涉及數(shù)千乃至上萬人的緊急撤離?；馂?zāi)期間，建筑中的多數(shù)客梯會停止運作，僅供消防專用梯使用。即便是專用梯，其運載容量受限，運行速度相對遲緩，加之樓層多，人們通過樓梯撤離至地面的耗時較長，加劇了疏散過程中的危險性。逃生通道往往較為狹窄，若大量人群同時涌入，可能導(dǎo)致踩踏事故[3]。同時，火災(zāi)帶來的煙霧彌漫與高溫環(huán)境會進一步加劇疏散的艱難程度，使人員傷亡風(fēng)險倍增。

三、高層建筑消防安全管理應(yīng)用智慧消防的必要性

（一）提高火災(zāi)預(yù)警能力

在高層建筑施工與裝修流程中，廣泛應(yīng)用了眾多易燃建筑材料，如各類有機復(fù)合材料，一旦遭遇火源，火勢會迅速蔓延。此外，高層建筑的空間構(gòu)造與電路系統(tǒng)極為繁復(fù)。例如，其地下倉庫空間封閉，火災(zāi)發(fā)生時難以迅速察覺，同時墻體夾層中的電線線路常因老化而引發(fā)火災(zāi)風(fēng)險。高層建筑的消防安全管理工作面臨重大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)管理模式的效果不盡如人意。因此，加強智慧消防在消防安全管理工作中的應(yīng)用顯得尤為重要，以有效排除潛在的消防風(fēng)險。此舉不僅能為救援、滅火及人員疏散等工作贏得寶貴時間，還能顯著提升消防安全管理效能。

（二）降低管理成本

傳統(tǒng)的“人防”方式主要依賴工作人員巡檢高層建筑各區(qū)域，以發(fā)現(xiàn)并排除消防安全隱患。然而，這種方法不僅可能遺漏問題，還極大地消耗了人力與物力資源，使得管理成本持續(xù)增加。智慧消防基于傳感技術(shù)與5G通信技術(shù)等，實現(xiàn)對建筑內(nèi)消防點位的全天候監(jiān)控，并及時向消防監(jiān)控室傳送數(shù)據(jù)。智慧消防在高層建筑消防安全管理中的應(yīng)用，將取代以往高人力成本的傳統(tǒng)作業(yè)模式。

（三）確保消防設(shè)施完好

在高層建筑中，消防設(shè)施的配置豐富多樣，確保其良好狀態(tài)是一項持續(xù)性的工作任務(wù)。然而，部分設(shè)施如滅火器、消防水帶等屬于消耗品，難以通過實際使用來驗證其功能。僅憑外觀檢查或重量測量等方法難以確保判斷的準(zhǔn)確性。一方面，利用壓力感應(yīng)、溫度感應(yīng)等尖端科技來監(jiān)測消防設(shè)施，使工作人員能夠精確了解其狀況；另一方面，采用電子標(biāo)簽技術(shù)，工作人員在例行檢查時只需掃描二維碼，即可迅速獲取設(shè)施的全部信息（這些信息已通過傳感技術(shù)預(yù)先錄入電子標(biāo)簽），從而及時發(fā)現(xiàn)并處理問題[4]。因此，智慧消防能夠最大限度地保障高層建筑內(nèi)消防設(shè)施的完好性，確保在火災(zāi)發(fā)生時，消防人員能夠迅速、精準(zhǔn)地掌握消防設(shè)施的狀態(tài)和位置。

（四）提高消防監(jiān)督管理效果

智慧消防體系構(gòu)筑于物聯(lián)網(wǎng)平臺之上，借助平臺的廣泛資源與強大功能，工作人員能執(zhí)行多元化任務(wù)，同時進行數(shù)據(jù)搜集、解析及處理。該平臺還具備將消防部門、物業(yè)管理者及用戶緊密相連的能力，促成多方在同一時刻共享實時數(shù)據(jù)的協(xié)同作業(yè)模式，極大增強了消防人員獲取信息的全面性，提高了對現(xiàn)場動態(tài)的把握與管理效能。

四、智慧消防系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用

（一）火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

火災(zāi)自動預(yù)警系統(tǒng)涵蓋煙霧感應(yīng)器、溫度探測器、人工報警按鈕、火災(zāi)控制中心及消防聯(lián)動裝置等核心組件。煙霧感應(yīng)器主要部署于樓層的天花板區(qū)域及通風(fēng)管道等，憑借監(jiān)測煙霧微粒密度變化來辨識火災(zāi)跡象；溫度探測器負責(zé)監(jiān)控環(huán)境溫度的突變，常被安裝于易于過熱的場所，如電梯機房、廚房等關(guān)鍵地帶。人工報警按鈕設(shè)置在便于人員觸及的逃生通道、樓梯出口及電梯候梯廳等位置，便于一旦發(fā)現(xiàn)火情，人員能迅速觸動報警。火災(zāi)自動預(yù)警系統(tǒng)的供電架構(gòu)采用雙電源回路設(shè)計。主電源依托建筑物的常規(guī)電力供應(yīng)，而備用電源配備有不間斷電源系統(tǒng)（UPS）或柴油發(fā)電機組，以保障主電源中斷時，系統(tǒng)能實現(xiàn)無縫過渡，持續(xù)運作。此外，系統(tǒng)內(nèi)嵌的故障隔離裝置能在局部異常發(fā)生時，將問題區(qū)域有效隔離，防止故障擴散至整個系統(tǒng)，確保其余探測與報警設(shè)備正常運作?；馂?zāi)自動預(yù)警系統(tǒng)與消防聯(lián)動管理系統(tǒng)緊密相連。一旦火災(zāi)被探測到，系統(tǒng)不僅會發(fā)出聲光警報，還能自動激活相關(guān)消防設(shè)施，如開啟排煙閥、啟動排煙風(fēng)機，以迅速排除火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧，減少疏散過程中人員吸入有害煙霧的風(fēng)險。同時，系統(tǒng)還會切斷非緊急用電，確保應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)的電力供應(yīng)不受影響。

（二）消防給水系統(tǒng)

消防供水系統(tǒng)對于滅火行動成功與否至關(guān)重要，特別是在超高層建筑物中，其可靠性和穩(wěn)定性更是不容忽視。供水方式涵蓋重力供水系統(tǒng)與加壓泵供水系統(tǒng)兩大類。重力供水系統(tǒng)傾向于在建筑的最高處配置消防蓄水池，依靠重力向下層輸送消防用水。此系統(tǒng)的核心在于蓄水池的容量與選址。以一棟超高層大樓為例，頂端蓄水池的容量需保證至少滿足2小時的滅火需求，并應(yīng)配備應(yīng)急供水設(shè)施，以滿足長時間火災(zāi)情況下的持續(xù)供水需要[5]。同時，蓄水池還需安裝水位監(jiān)控設(shè)備，實時掌握水量變動，防止水源枯竭。

消防泵站一般設(shè)置于建筑的地下二層或三層，以便為低層區(qū)域提供高強度的水壓供水。泵站內(nèi)應(yīng)裝備多臺消防泵以及備用泵，確保在個別泵機故障時，其他泵仍能維持運作。此外，每臺消防泵都應(yīng)連接到雙電源自動切換裝置，一旦主電源中斷，備用電源能即刻啟用，保證供水系統(tǒng)的連續(xù)性。在建筑物內(nèi)部，消防中轉(zhuǎn)水箱應(yīng)設(shè)置在建筑的中間偏上樓層，如第20層、第40層等位置，各水箱的容量需依據(jù)所在樓層的滅火需求來確定。這樣的布局能在火災(zāi)突發(fā)時迅速為相應(yīng)樓層補水，避免因樓層過高導(dǎo)致的水壓不足問題。中轉(zhuǎn)水箱還需具備防止水質(zhì)二次污染的設(shè)計，如安裝過濾系統(tǒng)、定期清理排水系統(tǒng)等措施，確保消防用水清潔與安全。

（三）自動滅火控制柜

自動滅火操控柜承擔(dān)著火災(zāi)突發(fā)時的滅火設(shè)備自動啟動任務(wù)，其設(shè)計需兼具高度敏感性和穩(wěn)固性?；馂?zāi)報警系統(tǒng)一旦探測到火情并示警，操控柜便能迅速響應(yīng)，自動開啟電磁閥、驅(qū)動消防泵，將滅火介質(zhì)送達火災(zāi)現(xiàn)場。操控柜既支持遠程操控啟停，也允許本地手動操作，以便在火災(zāi)局勢復(fù)雜或自動化系統(tǒng)失靈時，通過人工手段確保滅火作業(yè)順暢進行。內(nèi)置自動轉(zhuǎn)換機制，主電源中斷時，系統(tǒng)能無縫切換至備用電源，維持滅火設(shè)備持續(xù)運作。為防止系統(tǒng)因火災(zāi)等突發(fā)狀況停機，操控柜還具備了自檢功能，持續(xù)監(jiān)測內(nèi)部運行狀態(tài)。一旦偵測到異常，如電壓波動或泵體溫度過高，系統(tǒng)將自動調(diào)整工作模式，降低設(shè)備損耗，保障滅火行動不受影響。水位監(jiān)控體系同樣是自動滅火操控柜的關(guān)鍵組件，通過連接水箱的液位感應(yīng)器，實時追蹤水箱水位變動。水位偏低時，系統(tǒng)會自動觸發(fā)報警，提示操作人員補水；若水位降至極低或干涸狀態(tài)，則會觸發(fā)更高級別的警報，并中止泵的運行，避免設(shè)備因空轉(zhuǎn)而受損。

（四）提高消防子系統(tǒng)的集成化管理程度

集成化管理是一種全面性的管理策略，旨在將多種功能各異的子系統(tǒng)融合進單一體系內(nèi)，以達成更為和諧、高效的管理效果?？紤]到高層建筑的空間特性，構(gòu)建綜合化的消防管理體系，有助于縮減管理開支并減少管理隱患。首先，信息融合。高層建筑的消防安全運維依賴大量數(shù)據(jù)的收集與應(yīng)用，如環(huán)境溫度、空氣濕度、煙霧密度等，各子系統(tǒng)會持續(xù)24小時按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)搜集這些信息，并將它們匯聚至一個統(tǒng)一平臺，以便于更精準(zhǔn)地剖析消防數(shù)據(jù)與制定決策。其次，操作整合。每個子系統(tǒng)都配備有特定的軟件，按照既定的功能運行，將這些軟件整合進一個系統(tǒng)，實現(xiàn)更為流暢的操作體驗。再次，任務(wù)協(xié)同。在高層建筑的日常消防安全管理中，各子系統(tǒng)需履行各自的任務(wù)，如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境異常偵測等，將這些任務(wù)整合進一個系統(tǒng)，實現(xiàn)任務(wù)下達與匯總的高效化。最后，流程集成。將多樣的管理流程及工作步驟整合進一個系統(tǒng)，推動工作高效開展。

結(jié)語

綜上所述，智慧消防在高層建筑中的應(yīng)用，不僅有效提升了火災(zāi)預(yù)警能力，降低了管理成本，還確保了消防設(shè)施的正常運行，顯著提高了消防監(jiān)督管理效率。面對高層建筑火災(zāi)蔓延速度快、撲救難度大、人員疏散困難等特點，智慧消防系統(tǒng)以其自動化、智能化的優(yōu)勢，為高層建筑消防安全提供了有力保障。從火災(zāi)自動報警到消防給水、自動滅火控制柜，再到廣播與監(jiān)控系統(tǒng)，智慧消防系統(tǒng)全方位守護著高層建筑的安全。未來，應(yīng)繼續(xù)深化智慧消防在高層建筑中的應(yīng)用，提高消防子系統(tǒng)的集成化管理程度，為人民群眾的生命財產(chǎn)安全保駕護航。

參考文獻

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