丁宏军（应急管理部沈阳消防研究所 辽宁 沈阳 110034），我来为大家科普一下关于常见的消防设施及工作原理?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!
常见的消防设施及工作原理
丁宏军
（应急管理部沈阳消防研究所 辽宁 沈阳 110034）
摘要：本文论述了如何通过对现有火灾自动报警系统、消防应急照明与疏散指示系统和消火栓系统等建筑消防设施的功能进行升级，以使其为消防救援提供火灾起点位置信息、火灾烟雾漫延势态信息、火焰与温度漫延势态信息、有效可用救援通道和疏散通道信息、被救人员位置信息等，为消防救援人员制定灭火与救人方案提供信息支持。通过对消防电话系统的升级，实现救援人员现场有线通信，避免传统无线通信由于楼层多而不稳定的情况发生，同时也为需要被救援的人员提供主动呼救与定位功能，使被困人员能够得到及时救援，为救援人员实施精准救援提供支持。
通过对消防应急照明与疏散指示系统的升级，实现对被困人员和消防救援人员的精准定位，以实现对被困人员的精准救援和对救援人员的轨迹进行跟踪。通过对消火栓系统的升级，使消火栓系统时刻处于待用状态，成为消防救援可以信赖且直接可用的灭火武器。本文也阐述了为实现这些功能需要进行的工作。
关键词：建筑消防设施；消防救援；火灾自动报警系统；火灾起点位置；火灾漫延势态；有效可用救援通道；人员定位信息；精准救援；消防应急照明与疏散指示系统；消火栓系统；武器。
0 引言
建筑消防设施既然作为消防设施，那么就应该同时具有两个属性：守护建筑消防安全武器属性和消防救援人员的武器属性。而现阶段的建筑消防设施作为消防救援人员的武器属性几乎没有发挥出来。能为消防救援提供的支持几乎仅限于告知起火部位、切断非消防电源，还有可以使用的消防电梯，及部分消防电话。可以说，现在的建筑消防设施对消防救援几乎没什么支持。而消防救援人员在对火灾现场的情报信息掌握几乎为零，这场灭火救援战斗基本上就是一场对敌情毫无了解的战斗。
消防员们由于不知道被困人员位置，只能冒着巨大风险进行地毯式排查；同时也由于不知道火源位置，也只能端着水枪对着滚滚的浓烟一点点地推进。面对这种情况，无论救人效率还是灭火效率，无疑都是非常低下的，更是徒增救援人员的劳动强度和生命危险，更是贻误了最佳战机。
根据现行规范，我国的城镇建筑几乎都设置了消火栓系统，理论上，发生火灾时，使用建筑内设的消火栓灭火会更及时更方便，但火灾时，消防员依然要在消防车到达后布设水枪进行灭火，没有人使用建筑设置的消火栓。造成这种局面的主要原因就是，建筑内的消火栓是不是好用、各个阀是不是处于开启状态、水管内是不是有水、压力够不够、消防水池中有多少水、能用多长时间等等，这些都是不确定的，所以消防救援人员是不敢使用这些不靠谱的武器作战的。
因此，我们要让建筑内设置的消防设施为消防救援提供各种需要的信息，做好情报工作，使我们的救援人员充分了解火情，并能在到达的第一时间一边布设水枪一边利用建筑消火栓进行灭火，实施精准救援与精准灭火战斗。使建筑消防设施作为消防救援人员的武器属性得以彰显。这样既抓住了最佳战机、提高了效率，也最大限度地降低了火灾对救援人员的生命威胁。
笔者认为，根据现有技术和条件，我们完全可以在几乎不增加成本的基础上提升现有建筑消防设施的性能，使其为消防灭火救援提供足够的情报支持，为灭火救援的展开提供辅助决策，从而使其成为消防员灭火救援有力的战斗武器！
1 提升火灾自动报警系统的性能，在特定部位增设一些必要的火灾探测器，使其为灭火救援提供信息与辅助决策。
根据标准GB50016《建筑设计防火规范》的规定，火灾自动报警系统已经广泛使用在具备一定规模的建筑中。根据标准GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》规定，这些建筑除了卫生间几乎都在感烟火灾探测器保护范围内，同时建筑中具有消防联动控制的系统还都设置了消防控制室，而消防控制室内均要求设有消防控制室图形显示装置。这些已经具备的基础硬件设施保证了我们几乎不需要任何增加成本，仅靠提升系统性能即可为消防灭火救援提供足够的信息支持。
在防火门内侧增加用于确定火焰是否有漫延到该防火门附近，确认该防火门内通道是否还安全可用的感温火灾探测器和在已有的消防电话系统内增加一些用于被困人员主动求救的呼救装置所用的成本也极低，也几乎可以忽略。
这种前提下，把火灾自动报警系统打造成为消防灭火救援人员战斗武器的就具备了可行性，以下将阐述如何将火灾自动报警系统打造成为消防灭火救援人员战斗武器的具体措施。
1.1 提升火灾自动报警系统图形显示装置软件性能，改变现场部分火灾探测器性能或设置，使图形显示装置具有现场端平台的能力和灭火救援辅助决策能力。至少可以包括以下功能：
1） 根据首火警的位置和时间，确定火灾发生的物理和时间起点。
2） 根据感烟火灾探测器的不同设置部位、不同报警时间和建筑结构，确定烟雾扩散范围，模拟火灾发展，初步确定火灾漫延势态。
3） 根据接收到在与疏散通道之间的防火门内侧增设感温火灾探测器报警信息，计算火焰漫延情况，以确定火焰是否扩散到疏散走道附近，同时确定该救援通道是否可以利用，使救援人员提前掌握有效可用救援通道信息。
4） 根据接收到的给独立房间内感烟火灾探测器增加的雷达或红外人员探测功能信息，确定该区域是否有人需要救援，并精准显示物理位置。随着技术的发展，无论是雷达人体探测，还是红外人体探测，成本都已经在可接受范围。
5） 图形显示装置可以根据火灾漫延势态、感温火灾探测器报警信息、建筑结构信息和被困人员位置信息等通过算法为救援人员提供可靠有效救援通道信息及相关辅助决策。
6） 以上所有与灭火救援相关的信息均可同步给消防救援指挥车，为灭火救援提供信息支持。
7） 升级后的消防控制室图形显示装置还能为日常值班人员提供操作指导，更好地实现人机交互，并完成对系统内设备的日常管理。这对提高管理者对建筑消防设施管理提供了极大的支持，同时对实现技防加人防的有机结合、提升社会单位的火灾防控能力也将起到积极的推动作用。
1.2 提升消防电话系统性能，以实现精准救援与可靠通信。
1） 在消防电话系统中增加呼救装置，为被困人员主动呼救提供手段，同时为救援人员提供精准的定位信息，以实现精准救援。
根据现行国家标准GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》规定，设有集中控制型火灾自动报警系统的场所均设有消防电话系统。根据《规范》规定，在消防水泵房、变配电室、消防值班室等重要场所均要求设置了消防专用电话分机，在手动火灾报警按钮或消火栓按钮处均要求设置了消防电话插孔，同时各避难层每隔20m设一个消防专用电话分机或电话插孔。《规范》中要求设置消防专用电话分机和电话插孔的部位，基本上覆盖了建筑公共区域和需要救援人员可能被困的区域。
所以，只要将这些部位的消防专用电话或电话插孔改成呼救装置，那么不但保留了原有的消防电话功能，还为被困人员提供了主动呼救功能。
升级后的消防专用电话系统不但提升了被困人员的求生几率，也降低了救援人员的救援难度和冒险系数，充分体现了以人为本的消防理念。
2） 在高层建筑楼梯间、地下空间等较为复杂的场所，将消防电话升级为消防救援人员可以直接使用的现场通信系统，保证消防救援人员现场通信的可靠性。
目前灭火救援使用的通信设施基本是无线对讲机，跨越多楼层后，无线通信就不稳定了，这给灭火救援造成了巨大不便。如果将楼梯间设置的消防电话插孔升级成呼叫装置，那么就相当于在楼梯间布设了有线通信系统，为灭火救援的通信提供保障。在结构复杂的地下空间，亦应采用同样的方法，以保障灭火救援时通信的可靠性。
1.3 增加防火门监控系统的设置范围，改变防火门设置模式，保障疏散与救援通道有效性。
疏散与救援通道的有效性与防火门的状态息息相关。而现阶段，由于绝大多数建筑疏散通道与楼层之间都是采用的常闭式防火门，但由于工作、现实生活等需要，几乎所有建筑的疏散通道上防火门都出现由于频繁出入、通风等因素导致的闭门器损坏、常闭防火门被固定常开，从而使本该安全的疏散与救援通道在发生火灾时不能被使用。且充满危险。我国现阶段之所以绝大多数防火门都设置为常闭防火门，最主要原因是早些年没有合适的防火门管理与控制系统，为了使火灾时保持疏散通道有效性，只能要求将疏散通道防火门都设计为常闭模式。但这些常闭防火门确实给人们的日常生活带来了诸多不便，也给管理带来的巨大的挑战，管理者不可能时时刻刻看着所有防火门是否处于关闭状态，所以也就几乎没法保证这样的防火门在火灾时保持关闭。
随着国家标准GB29364-2012《防火门监控器》标准的发布实施，传统的常闭模式防火门尤其是经常有人出入的防火门完全可以改为常开式防火门，这样不但便于日常生活，也便于火灾时使疏散通道保持有效。即，由于有了防火门监控器，就可以时时刻刻掌握每个防火门的状态，当然也可以控制每个防火门的状态，为解决对防火门实施管理提供了有效手段。同样也完全可以将需要通风场所的防火门设置为由防火门监控器控制的常开式防火门，在发生火灾时控制所有防火门关闭。这样既方便了日常工作与生活，也有效保障了火灾时疏散与救援通道的安全性。
1.4 提升消防应急照明与疏散指示系统性能，为被困人员和消防救援人员提供精准定位信息。
消防应急照明与疏散指示系统是建筑内普遍安装使用的消防设施。根据国家标准GB51309-2018《消防应急照明与疏散指示系统技术标准》规定，消防应急灯具基本都是沿着疏散通道布设，低位布设的两个灯具间的距离一般不大于10m，并由消防电源供电。同时要求设有消防控制室的场所应设置集中控制型系统。集中控制型系统的每个灯具与控制器之间都通过总线连接。这样我们完全可以利用该系统的供电与有线通信网络在部分灯具中增加定位功能，使其为被困人员提供精准的位置信息，方便救援人员实施精准救援，减少不必要的搜救与冒险；同时，也可为消防救援人员提供行进路径跟踪和定位，为其生命安全增加一份保障。具体措施如下：
1） 为被困人员提供定位
在特定的消防应急灯具中附加定位功能，在发生火灾时，只要被困人员携带了手机，该手机即可直接与最近的消防应急灯具连接，并通过系统应急照明与疏散指示系统将该人员对应灯具的位置信息传输给消防控制室，方便消防救援人员能精准地对其实施救援。
2） 为救援人员提供行进路径跟踪
为救援人员提供一个跟踪定位装置，该装置随着救援人员的移动，时刻与其最近的消防应急灯具保持联系，这样救援人员的路径信息就可以通过消防应急照明与疏散指示系统传输给消防控制室，也可以同步给消防指挥车，这样救援人员的位置信息就可以被实时掌握，使救援人员的自身安全进一步得到保障。
1.5提升消防联动控制系统对消火栓系统的监管能力，使其成为灭火救援武器可靠而有力的武器
建筑消火栓系统是几乎所有建筑都必备的消防设施，可以说是安装最普遍、投资最大的建筑消防设施。按说建筑消火栓系统在灭火救援中应该发挥巨大作用，但现实却是：大量的建筑消火栓系统由于种种原因，在发生火灾时根本没发挥出应有的作用，消防救援人员也不敢使用。究其原因，主要是消火栓系统是否处于随时可用且好用的状态不能确定。因此需要提升消火栓系统的性能使其随时处于可用并好用的状态信息被及时掌握，那么大家才可以放心地使用，并使其发挥应有的作用。
在消防联动控制系统中增加对消火栓系统内所有阀的信息、管网压力信息、水位信息、消火栓位置信息、消防泵控制柜手动自动状态信息等进行实时监控功能，给出充分使人信任所需的各种信息。
2 改变消火栓系统等系统的部分设计与使用方式，使其与日常使用相结合，保持应有的性能
国家标准GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》要求建筑消火栓系统每季度对系统所有末端试水阀和放水阀进行一次放水试验。这对保持消火栓系统的功能具有非常重要的意义，但每次放水试验的持续时间与放水量能否充分体现整个管网与系统性能还不能完全确定。如果将消火栓系统与绿化、清洗作业等日常生活用水相结合，经常性的使用，不但能使其系统性能得到有效的验证与保障还可以使消防用水流动起来，减少由于长期静止而产生淤积、沉积、锈蚀、变质等情况的发生。为避免消防总水量不满足规范要求，可以采取以下两种方式：
1） 采用随用随补的供水方式。在有市政供水保障的情况下，这种方式无疑是最佳的。
2） 采用每次用水量不超过消防总水量十分之一，且最短时间内补充足量的方式。
系统改进后，在发生火灾时，不仅物业人员可以使用该系统进行自救，消防救援人员到达现场也可以立即投入战斗，马上利用该系统展开灭火救援工作，至少省了布设水带的时间。
改进后的消火栓系统自然就具备消防救援人员可以信赖且能放心使用的战斗武器属性。
3 物联网的应用，更是为建筑消防设施成为消防员战斗武器提供了助力
随着物联网的应用，各单位的消防控制室都逐渐会向现场端平台转化，消防控制室在具有了平台功能后，一旦发生火灾，就可以直接把相关信息传输给接警平台，救援人员也就第一时间掌握了相关信息，同时也可以直接与交通、急救等相关应急平台协调共进，提高灭火救援效率。
4 需要做的工作
由于消防产品在我国一直处于被动消费状态，几乎没有消费者主动购买性能优良、价格略高的消防产品，绝大多数消费者是本着满足国家法规要求而被动采购与使用消防产品，整个社会的消防市场基本上处于只要有，且能满足法规要求，能通过消防验收即可的状态。在这种局面下，实现上述功能也只能依靠在相应的强制性国家标准中增加相关要求。
4.1将火灾自动报警系统图形显示装置性能提升前文所述性能要求需要进行以下工作：
1）在国家标准GB16806《消防联动控制系统》中图形显示装置部分增加所要提升的性能要求，同时在XF/T847《消防控制室图形显示装置软件通用技术要求》中增加软件编制数据格式等要求；
2）在国家标准GB50116《火灾自动报警系统设计规范》中增加相应的感温火灾探测器设置要求和消防电话与呼救装置设置要求；
3）在国家标准GB50016《建筑设计防火规范》中增加防火门监控系统设置范围要求；
4）在GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》和国家标准GB17945《消防应急照明与疏散指示系统》中增加定位要求，并在国家标准GB51309《消防应急照明与疏散指示系统技术标准》中增加带有定位功能消防应急灯具设置要求。
4.2 将消火栓系统提升到前文所述性能需要进行的工作
在国家标准GB25506《消防控制室通用技术要求》和国家标准GB16806《消防联动控制系统》中消防给水及消火栓系统部分增加对消火栓系统相应的信息采集功能要求，并在国家标准GB50974《消防给水及消火栓系统技术规范》增加与日常用水相结合的功能要求。
5 结语
信息时代的战争需要精准而充分的信息支撑，需要可靠而趁手的武器，全面提升战斗功效。面对各类建筑火灾的灭火救援战斗同样需要精准而充分的信息支撑；同样也需要可靠而趁手的武器。按本文所述，在科技高度发达的今天，我们完全有能力且不需要多大的成本，即可提升现有建筑消防设施的性能，使其能更好地为建筑火灾防控服务，同时使其成为消防员灭火救援的有力武器。
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