物联网消防系统在建筑中的设计应用

杨华

摘要：随着社会经济的飞速发展，物联网、大数据、云计算等信息技术的推广应用，城市安全管理信息化水平要求越来越高，建筑作为城市功能发挥的重要载体，加强建筑消防安全管理，对于预防和减少火灾危害有着重要作用。文章介绍了物联网消防系统在建筑中的设计应用，通过物联网消防系统平台对施工、调试、检测、验收、维保各阶段质量的控制，采用标准化、智能化管理，指导消防安全综合管理。

关键词：物联网消防;消防水系统;消防供水机组

近年来，随着我国社会经济的飞速发展，城市化进程逐步由高速度向高质量转变，以满足人民不断增长的对美好生活的向往。尽管我国消防事业得到了快速的发展，但消防力量、管理水平与社会经济发展进程不匹配的问题仍然十分突出，单位、个人消防意识薄弱问题依然存在。据相关统计，全国消防救援队伍接处警情任务创历史新高，2021年全国消防救援队伍共接报处置各类警情195.6万起，出动消防救援人员2040.8万人次、消防车363.6万辆次，累计从灾害现场营救被困人员19.5万人，疏散遇险人员46.7万人;共接报火灾74.8万起，死亡1987人，受伤2225人，直接财产损失67.5亿元，与2020年相比，起数和伤人、损失分别上升9.7%、24.1%和28.4%，亡人下降4.8%[1]。火灾扑救面临的场所越来越复杂，危险性越来越高，而降低火灾起数，减少财产损失和人员伤亡，提高消防管理水平依然任重道远。

一、传统消防设施的设置

以利用世行贷款某农产品流通体系建设项目为例，项目包括市场交易店面、农产品交易大楼、冷库、综合楼、公厕、垃圾站、门卫等，规划用地面积为38437.33m2，总建筑面积为36913.51m2，主要单体建筑如下表1所示。

本项目是集特色产品加工、储藏、交易、参观、物流集散及农业产业信息等为一体的农产品集散平台。灭火系统选择的依据是《建筑设计防火规范》，《建筑设计防火规范》规定了何种场合何种条件下设置何种灭火系统，根据本项目特点，设置有室外消防给水系统、室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、建筑灭火器、防排烟系统及火灾自动报警系统等。

二、传统消防设施设置存在的问题

（一）产品使用不规范

依据《消防产品类强制认证实施规则》，需强制性认证的消防产品有三类：火灾报警类产品、灭火设备类产品、消防装备类产品。其中火灾报警类产品主要与电气专业有关，包括如下产品：点型感烟火灾探测器、点型感温火灾探测器、独立式感烟火灾探测报警器、手动火灾报警按钮、点型紫外火焰探测器、特种火灾探测器、线型光束感烟火灾探测器、火灾显示盘、火灾声和/或光警报器、火灾报警控制器、家用火灾报警产品;灭火设备类产品主要包括手提式灭火器、推车式灭火器、简易式灭火器;消防装备类产品主要包括照明和疏散指示、逃生产品、自救呼吸器等。消防工程施工过程中，部分单位往往为追求更大利润，以次充好，部分采用未经认证消防产品，留下消防安全隐患。

（二）施工安装不规范

由于施工队伍人员素质参差不齐，尤其是一些非重点的中小项目，对施工单位门槛要求不高，施工人员素质相对不高，造成施工过程中消防水管、喷头、火灾探测器等，尤其是消防水泵房、消防控制室内设施设备的安装不规范。如消防水管连接方式选择不当、接口不严;喷头被遮挡、与墙体柱体间距不足;火灾探测器被遮挡、报警按钮安装高度过高或过低;室外消火栓及水泵接合器未满足规范要求的15～40m间距、消防车无法到达;消防水泵房、消防控制室设施设备未按设计图纸要求安装，管道连接、阀门附件等安装混乱等;埋下安全隐患。

（三）试压验收不完善

依据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014，消防给水管网安装完毕后，应对其进行强度试验、冲洗和严密性试验。水压强度试验的测试点应设在系统管网的最低点，在试验压力下进行;水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行，在系统工作压力下进行。而有些施工单位为了施工简单省事，只进行了严密性试验，未进行强度试验或未按规范要求试验压力进行，其他如消防水泵、稳压泵、报警阀、消防联动等试验不完善，不符合设计和规范要求，带来消防安全隐患。

（四）维护管理不到位

因建筑消防设施维护管理不到位，造成消防系统不能正常使用甚至瘫痪，从而导致重大火灾事故发生的案例时有发生。消防系统维护管理单位存在维保队伍技术水平和安全责任意识不强的情况，维保队伍人员不稳定，有的维保人员还是临时工，未经任何培训，对本单位消防系统缺乏足够的了解掌握，更不用谈正常的维护管理。有的維护管理单位未有健全的规章制度和维保职责，对消防系统每日、每月、每季、每年需进行的维护检查内容未有严格规定，正常的维护管理无法进行。

（五）监督检查难落实

消防单位数量庞大、类型复杂，而监督检查人力资源有限，不可能对所有消防单位进行全面检查，只能加强对部分重点消防单位的监督抽查，在保证监督检查工作开展质量的同时，由于工程量大、消防设施多，监督检查很难全面、深入。

三、物联网消防系统方案

物联网消防是指以网络为基本依托条件下的消防实现模式，包括基于网络的消防产品、消防施工、消防检测与验收、消防设施维保、消防日常监督与消防救援支持等。鉴于传统消防设施设置存在的相关问题，结合物联网技术的运用，本项目采用物联网消防系统方案。消防水泵系统采用物联网消防供水机组，系统图如图1所示，由消防水泵（包括消防主泵与消防备用泵）、消防电气控制柜及控制仪表组成。消防水泵一用一备，同时包括消防水泵性能现场测试管路（含流量计及压力测试装置）、DN65试水消火栓、每台消防水泵进口含明杆消防闸阀、软接头、偏心变径管、压力表（真空表）等，出口含同心变径管、压力表、限位软接头、止回阀、明杆消防闸阀，汇流总管、检修明杆闸阀及压力检测元件，机组汇流总管上设置有安全阀，防止管路系统超压及消防水泵空转过热，如图2所示。

图1 物联网消防供水机组系统图

图2 物联网消防供水机组

喷淋系统采用智能末端试水，用于监控喷淋系统末端实时压力并定期做自动末端试验。该系统不仅解决了传统手动试验模式普遍存在的费时、费工、不准确等弊病，也降低了管理成本、时间成本，提高了管理效能和消防给水系统的灭火效能。

消防电气控制柜为多功能组合控制柜，主要功能包括消防水泵控制、自动工频巡检、自动低频巡检、机械应急启动装置、一次元器件巡检、水泵性能现场测试、数据储存、历史数据查询、历史数据导出、实时数据显示、物联网数据RS485或以太網接口等。防护等级为IP55，可以有效起到防尘防水作用。

消防物联网的应用，将彻底改变、改善消防施工、检测、验收与维保水平。有了消防物联网，就可以要求施工单位在施工伊始就把关键步骤数据、图片等传输给平台，并在平台上进行调试，待要求的所有信息在平台上都已经具备及达标后，平台自动给出施工合格报告。检测、验收与维保，也均要求在平台上进行，只有在所有规定的项目都完成，而且信息准确达标时，平台才给出合格报告。这样将彻底解决调试、检测、验收、维保过程中实际操作数量远远小于计划方案要求操作数量的抽条问题，保证了施工、调试、检测、验收、维保质量，进而促进了整个消防系统质量，提高了社会火灾风险防范能力，也使用户安全有了保障[2]。

建筑物中的消防设施，涵盖防排烟设施、消防喷淋设施、温感以及防火门等消防设施，上述设施均会对火情的扑灭产生很大的影响，而利用物联网技术，能够对消防设备实施智能化的监管，也能够借助物联网技术对建筑中的相关消防设施，甚至是建筑物自身实施智能化的监督和管理[3]。

消防设施物联网监测系统通过采集火灾自动报警主机的实时信息，获取火灾探测器、手动报警按钮、自动灭火系统等设备的运行状态;对消防水灭火、泡沫灭火等重要系统中的关键设备和节点状态进行监测，获取消防水池、消防水箱、泵组、管网等运行状态信息;接入安防监控视频，通过人工智能模型识别火焰、烟雾等火灾特征;将消防装备巡检纳入信息化管理，规范日常巡查检查工作[4]。

物联网消防系统平台，如图3所示，具有突出的几个优势：

图3 物联网消防系统平台

第一，快速定位火情。快速定位火情发生的建筑，并可以和消防调度平台对接，快速派单和处置。在火灾现场，消防终端产品借助物联网技术读取火灾信息，消防人员能够及时获取辖区内的火灾实际情况，在报警人员和居民不熟悉报警装置的情况下，消防工作人员可以通过身份识别系统确定火灾发生地点，进而在第一时间内扑灭大火[5]。

第二，信息共享。可和政府、消防部门等消防平台对接，将系统相关数据共享。政府、消防部门可依据动态、有效的信息数据进行综合研判，精准施策，有针对性地指导地区消防安全综合管理。

第三，平台开放。可以初步搭建，逐步完善，根据管理过程中发现的突出问题，重点完善，实现系统的动态管理，并可减少初期一次性投资。

第四，自动巡检。可实现远程自动巡检，也可以记录手动巡检的每一步，保障巡检步骤及过程的规范、可追溯。

第五，智能处置故障。设备故障及时报警，根据故障类型，进行工单下发、工单跟进、工单回复，回复内容支撑图片、视频的上传，可随时跟进和追踪工单执行情况。

四、结语

物联网消防系统的应用，能够做到从消防产品的使用、消防施工、检测、验收到后续的维保、监督等全过程的标准化、智能化管理。各地已开始智慧城市等建设，部分地区也已出台相关规定，按照国家工程建设消防技术标准配置火灾自动报警系统、固定灭火系统和防烟排烟系统等消防设施的单位，应当按照有关规定配置消防设施物联网系统，并将监控信息实时传输至消防大数据应用平台，确保数据的真实性和完整性。各单位物联网消防系统的应用也是城市消防物联网大数据应用平台建立的基础，是政府进行综合决策的技术基础，与传统消防设施设置、管理模式相比具有突出优势。

参考文献：

[1]2021年消防接处警创新高，扑救火灾74.5万起[EB/OL].（2022-1-20）https：//www.119.gov.cn/article/46TiYamnnrs.

[2]丁宏军.基于物联网技术的智慧消防建设[J].消防技术与产品信息，2017（05）：67-69.

[3]邹懿.我国消防监督管理改革发展研究[D].南昌：江西财经大学，2018.

[4]郭晓明，王晨辰.基于消防物联网与层次分析法的建筑消防安全评估方法研究[J].科技与创新，2021（08）：73-76.

[5]高峰.智慧消防建设中物联网技术的具体应用[J].智能建筑与智慧城市，2021（12）：137-138.