无线智能报警消防箱的设计与应用

李桂芳，李 悦

(1.沈阳市公安消防支队 沈河区公安消防大队 沈阳 100043;2.北京市朝阳区公安消防支队 防火处验收科 北京 100025)

近年来，信息无线传输、交换技术在全世界范围内迅猛发展，随着我国消防行业管理的逐步完善和应用场所电子产品智能化的需求，相关技术在现代火灾报警系统中正在得到更广泛的应用，火灾自动报警技术也逐步向智能化、协议及接口开放方向拓展。

文中设计的无线智能报警消防箱，是根据小型KTV 场所的火灾隐患特点所设计，它属于智能报警外部设备，采用无线传输形式，通过控制器将接收到的信号转发到各个终端［1］，即智能报警消防箱。智能报警消防箱能独立发出声、光警示，提醒公众疏散，同时提供自救逃生必备物品。本套设备技术方案成熟、维护简便，在KTV 环境中测试效果稳定可靠。

1 无线智能报警消防箱设计背景

1.1 KTV 场所的快速发展

选择KTV 场所作为消防安全研究对象，与它的发展速度、规模、前景分不开。我国近十年经济飞速发展，随着与先进技术和世界经济的接轨，百姓的生活水平和生活质量得到提高。同时，伴随着竞争等压力的增大，人们学会利用休息的时间放松心情、释放压力，渐渐成为了人们生活中一种普遍的方式。顺应市场刚性需求，小型KTV 如雨后春笋般应运而生，凭借着高质量服务、高科技硬件环境、刺激性的营销模式、文明健康的崭新面貌，受到了社会各阶层消费者的欢迎，已成为新兴娱乐行业中最具人气的娱乐消费场所。据不完全统计，我国注册登记的各类歌厅近上百万家，该行业已经进入一个高速发展时期，在这样的经济背景下，KTV 娱乐业在未来的3 至5年还将迎来另一个高峰。

1.2 KTV 场所的消防隐患

之所以为KTV 场所专门设计能报警的智能消防箱，首先是因为KTV 场所属于公共聚集性娱乐场所;其次是KTV 最大的特点是人员数量多、密度大，人员流动性大，多数人对周围环境不熟悉，再加之KTV 装修隔音及风格设计，一旦发生火灾等紧急情况，信息传递不畅，响应时间滞后，在消防应急疏散管理不善、自救设施不完备时，极易造成大量人员伤亡，出现群死群伤性灾难事件。据统计，在国外自2004年6月至2005年3月，10个月期间，发生一次性死亡10 人以上的火灾至少7 起，死亡674 人，其中公共聚集场所就占6 起，如2004年12月30日阿根廷首都布宜诺斯艾利斯歌舞厅发生火灾，造成177 人死亡。我国也曾发生多起公共场所火灾造成群死群伤的严重事故，如1993年2月14日河北省唐山市西百货大楼火灾，死亡81 人;1994年2月27日阜新艺苑歌舞厅火灾，死亡233 人;1994年12月8日克拉玛依友谊馆火灾，死亡323 人［2］。

如何有效预防和减少火灾及其他突发事件人员伤亡，尤其是防止群死群伤火灾事故的发生，已成为当前国内外公共安全工作的重中之重。KTV 场所消防安全隐患主要表现在如下几个方面:

1)装修可燃材料多，火灾荷载大。为了满足隔音、美观、舒适等要求，KTV 场所的室内装饰、装修往往使用大量可燃材料，火灾荷载超出规定要求。为了满足声学设计、音响效果，在装潢方面更是讲究豪华气派，包房天花板和墙面往往采用大量木材、泡沫塑料、纤维织品等可燃材料。火灾荷载大幅度增加，增大了发生火灾的机率。

2)用电设备多、线路杂，形成间接火源。KTV场所一般采用多种照明、声响设备，且数量多、功率大，如果使用不当，很容易造成局部过载、短路等而引起火灾。场所营业往往还需要使用各类明火或热源，如果管理不当就会造成火灾。

3)人员集中，疏散困难。KTV 场所属于人员密集场所，顾客随意性比较大具有不确定性。小包、中包、大包，能容纳5-10 人，分别集中在一个房间内，人员密集度高，加之灯光暗淡，音响嘈杂，一旦起火，势必造成惊慌失措、秩序混乱，人员拥挤疏散困难的局面，如果逃生不及时，极易导致群死群伤。即便小型火灾事故，也会由于人员互相拥挤、踩踏最终造成人员伤亡。

4)发生火灾蔓延快，扑救困难。KTV 场所作为公共文化娱乐场所，其建筑特点多为跨度大，空间高，空气流通极佳，一旦发生火灾势必火势发展迅猛，极易形成立体燃烧，给扑救工作带来很大困难［3］。

5)消防器材缺失或者损坏。包房内缺乏有效逃生器具，如过滤式自救呼吸器、毛巾、水、灭火毯、消防手电等。KTV 包房内往往比较吵闹，灯光昏暗，一旦发生火情，顾客不能及时取得消防自救逃生用品，错过最佳逃生时间。

综合以上分析，根据KTV 的运营特点，特别针对场内过度嘈杂，各房间做过专业隔音处理，一旦发生火灾普通声光报警声音容易被掩盖或忽略的特点，设计一款能够放在每个包房内，可以第一时间接收火灾报警信号、以大功率输出报警声音，能起到警示顾客紧急逃生作用的设备，具有重要意义。

2 无线智能报警消防箱设计

2.1 无线智能报警消防箱功能分析

依据对KTV 场所消防隐患的分析，按照国家《火灾自动报警系统设计规范》的要求，无线智能报警消防箱应具有如下功能:

1)联动报警功能:无线实时接收火灾报警控制器信号，并发出声光报警火灾报警控制器(消防报警主机)是火灾报警系统核心控制部件，根据逻辑编程充分分析、判断、记录和显示火情状态［4］。火灾报警控制器可以直接或间接地接收来自火灾探测器及其他火灾报警触发器件的火灾报警信号，发出火灾报警声、光信号，指示火灾发生的具体位置，记录火灾报警时间并打印。

无线智能报警消防箱在信号取得方面，依然以火灾报警控制器的控制收、发报警信号为主，通过匹配部件无线报警控制器采集各种数据，可以接收、采集任何品牌火灾报警控制器发送的报警信号，再通过无线传输模式，将取得的火灾报警信号发射出去，无线报警控制器能做到实时接收［5］，并转发到每个KTV 包房内的无线智能报警消防箱的接收器上，达到每间KTV 包房内的无线智能报警消防箱与消防监控室消防报警主机联动。

一般一个KTV 场所配备一台无线报警控制器，控制器本身配置备电设备，一旦断电，无线报警控制器的备电时间能够满足不小于90 分钟的不间断供电。

2)声光警示功能:发出声、光报警提示声光报警器属于消防联动报警系统的内部设备，当探测器探测到火情后，反馈给火灾报警控制器，同时声光报警器通过声音和光束向公众发出示警信号，它是在公共环境中使用的一种报警信号装置。在隔音好而特别喧闹的场所安装声光报警器，目的是警示公众有危险情况发生，迅速撤离场所，远离危险。无线智能报警消防箱具备声、光警示功能，提醒公众KTV 场所发生火警。声与光报警功能共同集成于箱体顶部电路控制部分。报警声可根据现场提供的空间需要，从40 分贝至120 分贝设定调节，光分为直射照明光和闪烁提示光，直射照明光采用3 枚1W 大功率LED 白炽灯光原体，从安装部位垂直照射箱内自救器材及灭火器材。闪烁提示光采用2 枚1W 大功率LED 白炽灯光原体，安装在箱体顶部亚克力板后面，不断闪烁。在KTV 包房内直射灯和闪烁灯加之声音报警，警示功能非常明显而且有针对性。

3)自救提醒功能:指引火灾逃生用具放置的位置在火灾不可避免真实的发生后，最重要的就是人员的安全疏散，在人员得到有效救援之前，自救显得尤为重要［6］。去KTV 场所娱乐消费的公众不会随身携带自救器材，所以KTV 场所应设置安放自救器具，并能够及时指引公众自己去拿到它们，这具有非常重要的意义。

无线智能报警消防箱在外形设计方面充分考虑到KTV 场所的装修装饰环境，整个箱体均为黑色，与包房内昏暗色调协调，配置窄边大片玻璃门，玻璃采用钢化玻璃破碎不易伤人，同时灯光闪烁提醒下，公众可以第一时间注意到灭火器的存放位置，拿起灭火器将初期火灾消灭在火源起点。当然，箱内自救器材的配置可根据需要调整，如放置逃生缓降器、过滤式自救呼吸器、毛巾、水、消防强光手电、灭火毯、灭火器等各类消防用具等。

2.2 无线智能报警消防箱工作原理

无线智能报警消防箱通过无线报警控制器取得消防主机的报警信号，经无线信号传输，达到与消防系统实现联动的效果，完全可以实现独立安装声光报警器的联动功能以及发出声、光报警的双重功能［7］，图1 为无线智能报警消防箱及无线报警控制器原理框图，图2 为系统拓扑示意图。

图1 无线智能报警消防箱原理

2.3 技术参数的设定

(1)无线报警控制器和无线智能报警消防箱均有独立的报警备用电源，断电后响应时间≥90 min。

(2)无线报警控制器及无线智能报警消防箱接收无线信号的频率范围为315 MHz。

(3)无线报警控制器及无线智能报警消防箱发射功率为500 mW。

(4)无线报警控制器及无线智能报警消防箱接收灵敏度≤0.15 uV［8］。

图2 无线智能报警消防箱拓扑示意图

2.4 功能及效果的对比分析

3.5.1 功能对比

普通灭火器箱，功能仅限于存储灭火器。属于单一功能的消防器材箱，没有电控设备，不能够与消防报警主机联动，而且放置在KTV 包房内影响美观，同类消防箱功能对比见表1。

随着KTV 娱乐行业的产业化发展，硬件配套设备也不断更新换代，商家在整体包装KTV 场所增加投入，单纯的灭火器箱已经不能满足商家追求高品质服务的要求，很多连锁型商场如万达集团下的万达百货、红星美凯龙、万达大歌星KTV，已经在局部范围将单一的灭火器箱升级为能够提供消防自救逃生设备的消防应急箱，消防应急箱与无线智能报警消防箱功能对比见表2。

表1 普通消防箱与无线智能报警消防箱功能对比

表2 消防应急箱与无线智能报警消防箱功能效果对比

3 应用案例

无线智能报警消防箱成套设备在沈阳多家KTV 的应用案例。

3.1 案例一

(1)消防报警主机品牌:海湾;(2)测试项目:测试手动模式;(3)测试经过:将若干套无线智能报警消防箱安放在每个包房内，将一台无线电报警控制器放置在保安监控室内，人为将模式调整在手动模式，手动按动报警启动按钮后，报警提示灯常亮，蜂鸣器启动，安排3 人逐个包房巡查报警情况;(4)测试结果:接到信号后，无线智能报警消防箱均启动，声音调试在65 分贝，直射光常照、闪烁灯闪烁指示。

3.2 案例二

(1)消防报警主机品牌:北京利达华信;(2)测试项目:测试自动模式;(3)测试经过:人为将模式调整在自动模式后，取走廊通道内一个模块的信号，将无线报警控制器与其连接，消防主机手动发出报警信号，接到信号后蜂鸣器启动，报警提示灯常亮;(4)测试结果:无线电报警控制器延时2 秒，将信号发送到所有终端，无线智能报警消防箱均启动工作模式，声音调试在65 分贝，直射光常照、闪烁灯闪烁指示。

现场测试证明:效果方面，该设备在KTV 场所依靠无线传输收发报警信号稳定，与各种品牌消防主机对接正常，具有很强的品牌兼容性，特别在KTV 包房中开启其他灯光和音响的同时，能够不受干扰及时、准确地发挥报警、提示逃生的一系列功能。设计方面，技术参数值的设定能充分满足该场所消防警示逃生的要求，灯光效果、声音分贝、备电时间均符合技术要求。

4 结论

该产品在KTV 场所应用，能够与任何品牌消防主机实现联动报警，其消防警示、自救提醒效果突出、功能稳定、安装维修便捷，具有推广可行性。

（References）：

［1］沈其聪.通信系统教程［M］.北京:机械工业出版，2008.

［2］贾建民.公众聚集场所消防安全［M］.北京:中国石化出版社，2008.

［3］闫卫东.多层多室建筑火灾人员疏散实验研究［M］.成都:西南交通大学出版社，2010.

［4］徐志嫱.建筑消防工程［M］.北京:中国建筑工业出版社出版，2009.

［5］杨少春.传感器原理及应用［M］.北京:电子工业出版社.2011.

［6］孙金华，禇冠全，刘小勇.火灾风险与保险［M］.北京:科学出版社，2008.

［7］电子元件商务网.无线电遥控器.http://www.99dianzi.com/news/201301/06/news _ 728.html.2013-01-06.

［8］百度百科.《自由空间传播的地磁波》.无线电介绍.http://baike.baidu.com/view/19599.htm，2013-04.