基于互联网+的应急疏散照明技术探讨

鞠永健,　王　坚

[同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司, 上海　200092]



基于互联网+的应急疏散照明技术探讨

鞠永健,王坚

[同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司, 上海200092]

介绍了行业规范GA 1151—2014《火灾报警系统无线通信功能通用要求》对消防设备无线控制的要求,阐述了国内外互联网消防控制的现状,提出了基于互联网+的应急疏散照明的设想,改进后的灯具除了疏散引导功能外,还可实现温度探测并实时报告周围异常情况,指导逃生人员快速撤离,便于消防人员更快地制定灭火方案。

应急疏散照明; 互联网+; 无线控制; 功能

0　引　言

目前,应急照明采用的智能消防应急疏散指示系统具有巡检、常亮、频闪、灭灯、语音、改变疏散方向等功能,可以根据着火发生点选择逃生路径,一定程度上解决逃生安全的一些问题,但是存在现场布线量大、安装调试周期长、维护费用高、系统扩展性差等缺点,尤其是火灾时若线路受到影响会引起整个系统失效。

1　国家规范对消防设备无线控制的要求

目前,国家及行业规范有关应急疏散照明及其指示系统采用无线控制的要求尚无规定,但火灾报警控制器、电气火灾监控、可燃气体报警控制器已有行业标准的规定。

GA 1151—2014《火灾报警系统无线通信功能通用要求》[1]第3.3条基本功能要求:

(1) 系统无线通信功能可复合在系统内的各组件中实现,也可采用独立的无线通信模块实现。

(2) 系统内具有无线通信功能的各组件(包括无线通信模块)之间应能在最大通信距离条件下,通过无线通信方式实现下列功能要求:

① 火灾报警控制器的火灾报警功能、故障报警功能应满足GB 4717—2005《火灾报警控制器》的要求;

② 电气火灾监控设备的监控报警功能、故障报警功能应满足GB 14287.1—2014《电气火灾监控系统 第1部分:电气火灾监控设备》的要求;

③ 可燃气体报警控制器的可燃气体浓度显示功能、可燃气体报警功能、故障报警功能应满足GB 16808—2008《可燃气体报警控制器》的要求。

GA 1151—2014第3.6条运行稳定性规定:系统在正常环境条件下应能连续运行,在21 d试验期间内不应发出故障信号,且保持正常无线通信状态。“火灾报警无线通信要求”中电磁兼容性、气候环境耐受性、机械环境耐受性、防护性能均可通过产品及元器件的选型及试验达到要求。

综上所述,火灾报警等系统采用无线控制的关键是基本功能要求和运行稳定性必须符合现有有线系统的国家标准。同理,应急疏散照明及其指示系统若采用无线形式,满足GA 1151—2014中的一些条款要求,同样可使用。

2　国内外互联网无线消防控制的现状

2.1国外应急疏散指示及消防无线产品开发与应用

2014年10月霍尼韦尔公司推出了无线通信与控制技术相结合的火灾智能模组(SmartWess Integrated Fire Technology,SWIFT),该产品已获得美国联邦通讯委员会、美国保险商试验所(UL)认证,并开始在美国市场销售,带动了无线智能消防系统的发展。

2012年德国Technik公司正式推出Schrack无线应急疏散指示照明控制系统产品,其具有以下特点:

(1) 采用无线通信和控制,但从外观上看不到发射或接收天线。

(2) 每盏灯内都有一个控制电路,在同一供电回路中每盏灯具可以根据需要接收控制系统的无线信号,以节约电能。

(3) 每个网络最多容纳200盏灯,可用中继器扩展网络覆盖的范围。

(4) 在建筑物内从一盏灯具到另一盏灯具最大的无线传输距离为30 m,传输信号可穿越钢筋混凝土楼板。

(5) 可免除无线局域网和数位增强无线电信系统的干扰。

(6) 系统软件支持多国语言,可建立每日或每周功能测试和运行日志,通过电子邮件可将系统状态或故障信息发到维修技术人员的移动终端。

目前,除上述霍尼韦尔公司产品外,美国动态火灾监测与疏散系统颇先进[2-3],利用传感器检测到的事故信息,通过与其相连的接收器接收传导的无线电事故信息信号的强弱程度来调节指示灯的明暗,指示逃生方向。该产品由探测、信息接收及指示部分组成,探测部分由安装在建筑中不同位置的若干探测器组成,探测火灾发生情况;信息部分通过声光报警告知人员危险状况,并判断信号的强弱程度;指示部分通过利用接收器接收信号的强弱,调节指示灯的明暗,指引人员远离危险区域向安全区域疏散。

2.2国内应急疏散指示及消防无线产品开发与应用

我国一些院校在2013年后相继提出了应急疏散指示及消防无线产品概念,如文献[4]提出采用协调器节点、路由器节点和应急照明灯节点(终端节点)三部分构成系统的硬件部分和JAVA 开发的上位机软件部分。目前尚未开发成熟的产品,主要原因是:① 缺少规范标准,目前消防无线产品的标准仅有GA 1151—2014;② 缺少市场,原因是质量和价格及人们对其的认识;③ 尚未得到国家质量和消防部门的认可。

随着移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合的国家政策推动下,研发更安全、简捷的无线智能应急照明控制系统将成为一种发展趋势。

3　应急疏散照明与互联网+的设想

3.1应急疏散照明无线控制的优越性

应急疏散照明采用无线控制,除了布线少、安装周期短、系统扩展性强、线路不受火灾影响(自带电源灯具)之外,还有独特的互联网定位技术优势,即每个灯具都对应唯一地址。若在灯具上内置一个传感器,则对应时间就可以采集所需要的数据,这样每个灯具除了疏散引导外,还可以感知灯具周围的信息,如光敏传感器可根据灯具周围环境的照度控制灯具的亮度;温度传感器将测到的现场环境温度,尤其是火灾现场或附近的高温信息通过互联网发送给消防站,供消防人员更快地制定灭火方案。

另外,当智能手机APP与物业消防控制平台软件有效结合时,逃生人员在火灾发生时除了通过疏散指示灯终端所提供的逃生路线外,还可以通过查看APP上楼层平面图及消防通道示意图,根据消防疏散提示找到最近的逃生出口。这对大型商场十分实用和必要。

3.2无线应急疏散照明灯具的功能

带无线功能的疏散指示灯内部控制电路结构如图1所示。

图1　带无线功能疏散指示灯内部控制电路结构

结合互联网、节能、消防等要求,应急疏散照明灯具的功能如下:

(1) 无线通信与控制。除了实现无线通信外,内置电路应具有微控制单元(Micro Controller Unit,MCU)控制、测量、储存、计时、A/D转换等功能。

(2) 外部照度感应控制。光照传感器将根据灯具外的照度,控制非持续点亮应急照明灯具打开或关闭,如白天光线充足照明灯关闭,晚上或白天光线不充足时打开照明灯。

(3) 人体感应控制。非消防时,对非持续点亮应急照明灯具或其在待机状态微亮时,人体感应器当人走近至感应区域时(按规范的距离要求)点亮应急照明灯;离开感应区域时,灯具自动关闭或恢复微亮。消防时,将按指令瞬时点亮。

(4) 蓄电池充放电保护与放电时间预告。防止蓄电池在充电过程中过充或平时使用过程中过度放电,内置的电源电路将根据A/D转换的测量数据接通或断开充放电电源。另外,根据A/D转换的电压数据,预告应急疏散照明控制器蓄电池还能正常使用的时间。

(5) 疏散广播通知。内置的音频电路按预定的程序传输信号至播放器,播放消防应急疏散广播,提示疏散人员按指定方向逃生。

(6) 疏散方向亮度频闪调整控制。应急疏散照明控制器按照火灾报警控制系统传送的信息,按预设的程序将命令输入到火灾现场附近相关应急照明灯内置的控制电路,以改变疏散方向和频闪,提示疏散人员按指定方向逃生。

(7) 灯具故障报警。各种控制、运行、检测、通信等过程中发生的故障信息通过内置的控制电路进行就地和集中报警,并发送至应急疏散照明控制器。

(8) 环境温度测试。温度传感器及其电路将测到的现场环境温度,尤其是火灾现场或附近的高温信息通过局域网发送给消防控制室或通过互联网发至远端的消防局,以供消防人员快速制定灭火方案。

4　结　语

随着我国经济建设不断深入,互联网+建设不断发展,建筑防火如何适应形势的变化将是一个新的课题。基于互联网+的应急疏散照明(应急疏散照明的无线化)是未来应急疏散照明发展的趋势,目前亟待主管部门出台相关的标准并积极引导其进一步发展。

[1]火灾报警系统无线通信功能通用要求:GA 1151—2014[S].

[2]螺丝起子研究室.共享WiFi无线网络实务[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

[3]何志强.无线智能应急疏散更高效[J].上海信息化,2015(4):66-68.

[4]苗森.基于ZigBee的智能应急照明系统的研究与设计[D].石家庄:河北工程大学,2013.

Discussion of Emergency Evacuation Lighting Technology Based on Internet+

JU Yongjing,WANG Jian

[Tongji Architectural Design(Group) Co., Ltd., Shanghai 200092, China]

This paper introduced the wireless control requirements of fire fighting equipment of standard GA 1151—2014,and elaborated the present situations of Internet fire control at home and abroad.The new idea of emergency evacuation lighting technology based on Internet+ was proposed.The improved emergency evacuation lighting lamps have the evacuation guiding function and can sense the temperature,which reports the extraordinary circumstance around.So it can guide the personnel evacuating as soon as possible,meanwhile fireman can make the fire-plan quickly.

emergency evacuation lighting; Internet+; wireless control; function

鞠永健(1958—),男,高级工程师,从事建筑电气与智能化方面的工作。

TU 892

B

1674-8417(2016)07-0038-03

10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.07.010

2016-04-16

王坚(1970—),男,高级工程师,从事建筑电气设计工作。