建筑火灾中智能疏散指示系统研究

徐钦垚 魏丹

摘 要：现代建筑高层化、多功能化、大型化以及复杂化，采用常规的普通型疏散指示方式是很不合理的，促使智能化的应急疏散将成为减少人员伤亡的必然趋势。本论文研究智能疏散指示系统，能使现场群众在最短时间内沿最短路线尽快逃离至安全地带，是避免造成群死群伤的重要措施。

关键词：火灾；应急疏散；指示系统

1.引言

随着国民经济越来越快的发展，我国城市建设也在快速的发展，高层建筑和大型综合性公共建筑越来越多，然而消防问题也变得越来越明显，这些建筑内部结构往往非常复杂，火灾现场中有相当多的人找不到出口，因为他们无法确定疏散方向。火灾发生时是否能够保证人的安全，已成为人们关注的重要问题。现代化建筑中智能疏散指示系统已经成为主要的消防指示系统，在火灾发生时指示安全疏散通道以动态的形式，引导人们确定正确的疏散路线，避免盲目逃生，减少疏散时间，减少火灾事故造成的损失。

2.建筑物内火灾因素识别

2.1第一类危险源

根据危险源分类，火灾中的第一类危险源包括可燃物、火灾烟气及燃烧产生的有毒有害气体成分。火灾发生的根本原因是建筑物内可燃物的存在。可燃物分为气相、液相和固相三种形态。另一种危险源就是烟气及有毒有害气体，由于遮光性、毒性和高温的影响，火灾烟气对人员构成的危害最大。

2.2第二类危险源

第二类危险源是指为了防止火灾发生和减少火灾损失，人们采用的消防设施存在的隐患。这些消防设施和消防管理手段中总会存在一些隐患，导致了建筑物发生火灾的可能性。这些消防隐患也是建筑物发生火灾的危险源之一。

3.智能疏散指示系统设计

智能疏散指示系统在火灾发生时为现场人员的快速疏散撤离提供了一个完整的智能化解决方案，它能有效地解决应急疏散指示灯的日常维护和维修的问题，当在火灾发生时火灾自动报警系统不能联动时，可以根据火灾的发展和火灾发生时的变化，及时调整应急疏散指示灯的方向。

3.1工作原理

智能疏散指示系统连接的每个应急疏散指示灯（节点）都有一个地址编码，且该编码是唯一的。智能疏散指示控制器采用总线方式连接，便于系统识别。建筑物内的紧急疏散指示灯沿疏散安全走廊布置，直至到达任意一个安全出口。

正常情况下，智能疏散指示灯控制器通过巡检监控各应急疏散指示灯的工作状态。当紧急疏散指示灯本身或连接线故障时，智能疏散指示控制器显示具体的位置信息，并且立即发出声光报警信号。

当发生火灾时，智能疏散指示灯控制器从火灾自动报警控制器接收火灾报警的位置信息，并立即找到最佳疏散路线从预先设置的安全疏散路线数据库中，并迅速启动应急疏散指示灯的频闪信号。使线上所有紧急疏散指示灯沿疏散通道向安全出口方向按顺序闪烁，形成导光装置，引导现场人员快速安全到达安全出口。

随着火灾的蔓延，当疏散通道被新的火灾堵塞或中断时，智能疏散指示控制器将根据火灾情况的变化，自动形成新的最佳疏散路线，并控制相应的应急疏散指示灯重新调整指示方向，从而从而形成一条新的安全疏散路线，达到智能疏散指示灯控制的目的。

智能疏散指示控制系统中所有应急疏散指示标志灯和安全出口标志的工作电源可采用两种不同的方式提供：

（1）集中供电：集中供电由消防控制中心消防电源提供。当主电源突然发生故障时，自动切换到集中式应急电源（蓄电池）。这种方式便于集中管理和维护，且布线简单。

（2）分布供电：工作电源由建筑物内各处设置的专用配电箱提供。配电箱配有备用电池。通常由附近的照明交流电源供电，当主电源突发故障时，自动切换到备用工作。

3.2系统特点

智能疏散指示系统应该具备以下几个特点：

（1）各种火灾探测传感器能够非常快速、及时的识别，进行火灾联动并且可以自动报警；

（2）能够计算出最佳疏散路径并控制系统；

（3）根据最佳疏散路径，指示系统通过动态的图示、声音等方式进行安全有序疏散。

3.3系统组成结构

由三部分构成火灾智能疏散指示系统：第一部分为触发报警系统，第二部分为计算机信息处理系统，第三部分为疏导指示系统。

烟雾探测器、温度探测器、火灾报警装置、联动输出装置以及具有其他辅助功能装置组成触发报警系统。它能在火灾初始时期，将燃烧产生的烟、热、火焰等物理量，通过多种火灾探测器转换成电信号，传输到火灾报警控制器，以各种各样的形式通知起火层，控制器记录火灾发生的部位、时间等信息，联动输出装置将上述所有信息传输到计算机信息处理中心。触发报警系统对建筑物内进行全天24小时不间断的检查，及时、迅速的识别所有的事故，使人和计算机信息处理系统能够及时发现火灾，并可以及时采取有效措施。

计算机信息处理系统凭借交互软件实时接收、处理、解析所有设备交互的信息。一旦从触发装置接收到火灾信息，计算机系统将根据火灾的位置和时间自动匹配建筑物内任何位置的疏散计划数据库 ，并根据災害的进展实时输出最佳疏散指示路径，以确保整个系统处于安全有效的工作状态。若需要对整个系统进行维护，计算机信息处理系统可以提供设备故障提示和信息查询功能。

信息疏散指示系统是直观疏散指示系统的重要组成部分，由各种双向和单向标志、出口标志、应急灯、语音设备等组成。当发生火灾时，烟是最有害的。除有毒气体外，还会干扰人们的视力，造成巨大的心理恐慌，失去理智和判断力。为了实现安全、快速逃生的目的，信息引导和指示系统要求双向和单向标志和出口标志应在墙壁、地面、角落和出口上用频闪和连续光带指示，并在指示灯的相应高度设置语音装置。通过声音和图形的双重引导，确定正确的疏散路径，有利于人群的安全疏散，并且减缓人员面对火灾的恐慌心理。

4.智能疏散指示系统的应用

在没有发生火灾的正常情况下，语音系统没有任何声音，应急灯关闭，所有紧急出口灯明亮，人们可以从出入口随意出入该建筑。当火灾发生时，该系统全面启动，将最佳疏散路径通过所有疏散指示终端发布出来。地面上的疏散方向指示灯以频闪的方式形成流动的光带，帮助人们清楚看到疏散指示的最佳路径并沿着它们安全撤离；为防止在夜晚视线不好或因烟阻碍视线，通过设在高处的应急照明灯和语音系统来效缓解这一问题，应急照明灯照亮所有疏散通道和安全出口，疏散指示声音结合频闪的流动光带引导人们向最近的安全出口撤离。

5.总结

本文详细分析了建筑火灾特点及火灾发展过程，智能疏散指示系统根据现场火情动态调整疏散方向，可使疏散人员准确、迅速地选择安全通道疏散。采用这种方式可使整个疏散系统的疏散通道选择最优化，避免疏散人员盲目乱跑，误入危险区域，体现了遇险疏散的人性化，所以在现代建筑中，尤其是规模较大的公共建筑和高层建筑应该大力推广智能疏散指示系统的安装。

参考文献：

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注：2018年大学生创新创业项目，项目编号201813208037