基于物联网技术的大空间仓库建筑消防安全设计

    王潇

    

    摘要：随着互联网技术以及云计算技术的不断发展，物联网技术也得到了长足的进步。因其广泛的应用，物联网技术得到了越来越多的关注。而将其应用于消防安全的设计也成了重要的应用之一。文章以大空间仓库类建筑作为对象，利用物联网技术设计一个在火灾防控、设备管理等方面均采用物联网技术的简单的消防系统。

    关键词：物联网；消防；大空间仓库；火灾防控

    0 引言

    大空间仓库建筑，因其空间大、储存物品种类繁杂等特点导致发生火灾时发现不及时，并且易造成比较严重的后果。目前采用的消防安全措施基本都是以被动防御为主，因此，研究智能化且易于实现的防控、管理技术显得越来越重要。而作为“智慧城市”的重要的组成部分之一，基于物联网技术实现“智能化消防”也是主要的应用之一。物联网应用于大空間仓库建筑消防系统之中，对于火灾的防控具有重要意义。

    本文主要就物联网应用于大空间仓库建筑的消防系统的设计与运作流程进行简单阐述。

    1 物联网技术

    物联网，简而言之，就是“物物相连的网络”。具体来说，物联网就是由具有自我标识、智能且感知的实体通过通信技术相互连接而形成的网络[1]。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

    物联网技术是随着互联网技术以及通信技术的发展而逐渐兴起并在人类生活中得到应用的。其发展历程如表1所示。

    组成物联网的主要技术包括以下几个：

    （1）自动感知技术；（2）移动通信技术；（3）嵌入式技术；（4）计算机网络技术；（5）智能数据处理技术；（6）智能控制技术；（7）位置服务技术；（8）信息安全技术。

    而目前消防安全系统设计中，需要进一步提高的主要是预防的主动化以及消防设施管理的智能化。要实现以上的目标，主要是要加快物联网中的自动感知技术在消防中的应用。

    2 大空间仓库建筑火灾特点

    由于大型仓库建筑的空间与使用功能复杂，火力密度较高，使之与其他建筑比较，在火灾预防及火灾特点方面具有独特性.

    2.1 易发生有毒烟气且不易控制

    受大空间仓库建筑内部热气压得影响而在上部产生的热空气会阻止烟气的上升而造成自然排演的失效。

    2.2 燃烧物种类繁杂，火灾负荷大

    为了满足日益增长的物质需求，大空间仓库作为主要的仓储场所，所储存的物质种类繁多且火灾荷载较大。

    2.3 火突扩散发展成大范围的火灾

    大空间仓库建筑空间大，燃烧条件与室外较为相似，同时氧气含量高。

    2.4 易发生且损失较大

    仓库里存储的货物中含有较多可燃、易燃、易爆等物质，一旦符合发生危险的条件，易造成较大的燃烧，危及人员安全，不易扑救。

    3 消防系统的设计

    3.1 传感器系统的设计

    该消防系统作为一个小型物联网系统，与物联网的组成基本相同，主要是由感知层、传输层、应用层3部分组成的。本文主要是对感知层的设计进行阐述。

    目前，采用的火灾传感器主要是烟雾感应探测器、温度感应探测器等传感器型的报警器。由于需要对燃烧产生的烟雾以及高温进行探测，而这些都需要出现明火甚至火灾达到一定规模才能触发火灾报警器报警，因此以上的传感器基本上都属于被动防护方式。这类防护方式不仅效率比较低，而且存在可能发生误报、智能化不足等缺点。为了提升消防安全系统的主动性与智能化，可以从以下几个方面进行设计与改良。

    3.1.1 将环境温度控制在储藏物质的着火点下

    因此，可以采用非接触式的热传感器，在大空间仓库内按照一定的方法布置，主要用于探测建筑内环境的温度。根据储存物品可以得出环境允许的最高温度，因此，通过大量布置非接触式的热传感器来测量环境温度，从而对于整个建筑内不同位置的温度有一个具体的了解。将测得的温度数据实时回传至后台的信息处理系统，可以使管理人员第一时间发现仓库内温度的异常，能够及时采取相应的措施。

    3.1.2 不同的储存物品，使用不同型号的接触式热传感器

    由于仓储的自身特点，大部分火灾都是有阴燃或者自身温度过高导致的小型明火造成的，因此，对于储存物品的温度检测也具有重要的意义。所以，在储存物品的容器或者在物品的内部可以使用接触式热传感器进行物品自身温度的测量，然后使用无线传感器网络传回后台的信息数据处理系统实时呈现在管理人员的面前，并在必要时采取相应的措施进行降温。当使用接触式热传感器时，如果是在物品内部使用，要考虑二者接触是否会产生不安全的因素。

    3.1.3 力传感器的使用

    在消防系统中主要使用的力传感器有压力传感器、流量传感器。首先，压力传感器主要用于安装在消防车辆上，用于检测消防车辆的灭火材料的使用情况，并通过通信系统回传至消防指挥系统，对于灭火过程中战斗力量的分配与部署具有重要意义，可以使得灭火的科学化与合理化。同时，压力传感器也可安装在仓库周围的消火栓系统中，主要用于监测整个消防栓系统的压力是否符合要求，能够有效对于整个系统的有效性进行监控。

    3.2 RFID射频识别技术的设计

    RFID是利用无线射频信号空间耦合的方式，实现无接

    触的标签信息自动传输与识别的技术。RFID标签主要是由存储数据的RFID芯片、天线与电路组成。其基本工作原理是：电子标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；解读器读取信息并解码后，送至信息系统进行数据处理。利用RFID技术，可以在消防系统的设计的许多方面得到应用。

    首先，利用RFID技术可以对大空间仓库消防系统内所有应用到的消防设施进行全程的监控，对于系统中的设备的出场时间、使用情况进行详细的记录，可以做到对于设备的定期保养与维护，使得系统中的设备更好地处于最佳的运行状态。其次，利用RFID技术可以对系统中的设备运行时的状态进行监控，以达到对系统更好地管理的目的。

    4 结语

    将物联网技术与现代消防技术相结合，进行大空间仓库建筑的消防系统的设计，不仅有利于该类建筑的管理，也能促进相关消防技术的进步。作为“智慧城市”的重要组成部分之一，基于物联网技术的“智慧消防”使得现在的消防技术更进一步，不仅实现了消防技术的智能化以及科学性，也同时提高了消防管理的合理性，减少了指挥人员主观性对于消防管理以及消防指挥中带来的不利影响。

    基于物联网技术设计的大空间仓库建筑的消防安全系统，不仅仅有利于该类建筑的消防安全管理，实现消防管理的智能化，降低消防管理的成本。同时，将物联网技术应用于该类建筑的消防安全系统的设计之中，也更好的促进了同类型其他建筑甚至所有类型建筑消防安全系统设计的智能化，对于“智慧消防”的发展起到了一定得推动的作用。这对于我国消防相关管理以及救援技术的发展具有重要的意义。

    [参考文献]

    [1]李黎.传感器网络技术及应用课程开设的思考与分析[J].中国电力教育，2006（32）：128-129.

    [2]何志军.基于信息技术的精益生产推进应用研究[D].天津：天津大学，2013.