■張圣華

(漳州市南靖縣公安消防大隊 福建漳州 363600)

淺析建筑消防設(shè)施的常見問題及數(shù)字模型化在防火監(jiān)督中的應(yīng)用

■張圣華

(漳州市南靖縣公安消防大隊 福建漳州 363600)

隨著時代的發(fā)展，我國的建筑高度和容積率也在不斷上升，生活水平的提高讓人們越來越重視建筑的舒適度和功能，大功率電器的廣泛使用，使人們的日常生活中存在著很多消防安全隱患。本文從建筑消防設(shè)施出發(fā)，分析了當前建筑消防設(shè)施中存在的問題，并對數(shù)字模型化在防火監(jiān)督中的作用進行了分析探討。

建筑消防設(shè)施數(shù)字建模防火監(jiān)督

隨著我國近年來高層建筑重大火災(zāi)事故的頻發(fā)，消防部門也越來越加強對高層建筑的消防工作?？茖W(xué)合理地設(shè)置建筑消防，并利用數(shù)學(xué)模式化來進行防火監(jiān)督，可以有效降低高層建筑的火災(zāi)發(fā)生率，保證人們的生命安全和國家的財產(chǎn)安全。

1 建筑消防設(shè)施簡介

建筑消防設(shè)施是對建筑物內(nèi)部設(shè)置的火災(zāi)報警系統(tǒng)、噴水滅火系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)等所有用來防范和撲救火災(zāi)的設(shè)備設(shè)施的總稱。主要分為兩大類：滅火系統(tǒng)和安全疏散系統(tǒng)。我國在建筑消防設(shè)施的問題上相當重視，已經(jīng)在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中明文規(guī)定高層建筑中必須設(shè)置消防控制室和自動消防設(shè)施，為進一步完善建筑消防設(shè)施提供了法律依靠。

2 對建筑消防設(shè)施的檢查要求

依據(jù)我國相關(guān)的消防設(shè)施規(guī)范和標準，對建筑消防設(shè)施的自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)、通風防煙排煙系統(tǒng)、防火門、防火卷簾等需要進行嚴格的檢查，保證建筑消防設(shè)施的整體聯(lián)動性，以便火情出現(xiàn)時能及時加以控制，減小物資財產(chǎn)損失，最大限度地保障人員的安全。

自動報警系統(tǒng)首先要求火災(zāi)探測器的安裝位置、數(shù)量、型號、質(zhì)量、牢固度等必須達到相應(yīng)的標準，手動報警器、火災(zāi)報警控制器也需按相關(guān)標準進行安裝并試驗確認其功能，如火災(zāi)報警控制器的故障報警功能、自檢功能、二次報警等是否完備。消防控制室的位置、安全出口標識，與外界的通訊功能、室內(nèi)照明、線路等都必須符合標準，便于火情發(fā)生時正常啟用。另外防火電梯的設(shè)施位置要接近逃生通道，應(yīng)急照明的照度、涉及范圍，疏散指示燈等都需嚴格把控。

消防供水系統(tǒng)的正常運行是火災(zāi)發(fā)生時及時控制火情、撲滅大火的重要保障。主要包括對消防水源、消防水箱等的容積、水位、補水；消防水泵的安裝及功能等的要求。

自動噴水滅火系統(tǒng)包括水流報警裝置、報警閥組、灑水噴頭、供水設(shè)施等。主要分為灑水系統(tǒng)為閉式的閉式系統(tǒng)及灑水系統(tǒng)為開式的開式系統(tǒng)兩種。因此要求對各組件的安裝需要符合標準，噴頭的數(shù)量、節(jié)流措施等也許根據(jù)建筑物的實際情況進行合理安排。另外，在整體系統(tǒng)安裝完畢后，還需對系統(tǒng)的整體聯(lián)動性進行試驗，看所有組件能否正常運行，系統(tǒng)中最不利處的噴頭工作時的水壓，能否達到滅火的需求等。

消防栓系統(tǒng)包括室內(nèi)消防栓和室外消防栓，消防栓的水帶長度、水槍口徑、外觀標志、消防栓間的間距等都需符合相關(guān)建筑消防設(shè)施標準。室內(nèi)消防栓對材質(zhì)的要求較高，室外消防栓則還需查看防凍措施是否完備。

通風防煙排煙系統(tǒng)的安裝需要前期對煙氣擴散的線路及擴散通道進行預(yù)設(shè)，防煙是對防火的細化，防煙的主要方式包括采用密閉防煙或使用防火門、防火閥、防火卷簾、擋煙垂壁等對煙霧進行阻礙。對于一些低層建筑可以采取自然排煙的方式，而對于建筑高度超過100m的居住建筑或建筑高度超過50m的公共建筑，適宜采用機械排煙。排煙系統(tǒng)包括：排煙口、排煙風道、排煙風機、排出口。一個排煙系統(tǒng)負擔的排煙口數(shù)量、排煙風量都不能超過標準。排煙口的水平位置、位置高度尺寸大小，管道的保濕，排煙機的風壓風量等的安裝和設(shè)計都結(jié)合實際建筑情況并參照設(shè)計標準相關(guān)數(shù)據(jù)進行。安祖昂完畢后還需檢查系統(tǒng)整體的聯(lián)動性及各系統(tǒng)的自動和手動功能是否均能正常使用。

防火門，又稱防煙門，主要用于將逃生通道與火災(zāi)隔離，保證受災(zāi)人群與更多的時間能從通道逃生，不受火災(zāi)的威脅，具有較好的耐火性，還能阻斷一定的濃煙，隔熱性較好。國家對防火門的檢測有相關(guān)的標準，其分類也較多，主要包括非隔熱防火門、部分隔熱防火門、隔熱防火門、鋼質(zhì)防火門、木質(zhì)防火門、鋼木質(zhì)防火門、其他材質(zhì)防火門及平開式防火門等，有單扇、雙扇、多扇的區(qū)分。防火門主要應(yīng)安裝在疏散樓梯、走道、豎向管道井的檢查門、防火墻等部位。安裝完畢后要檢查其常閉、常開防火門的自動關(guān)閉功能、順序器及閉門器的功能是否完整。

防火卷簾主要是用于對火情的隔斷，阻止火勢蔓延，減輕火災(zāi)的損害程度，主要用于對防火門、防火墻的加固。一般外觀平整精美，主要包括由鋼質(zhì)材料為主體做成的鋼質(zhì)防火卷簾、由無機纖維材料做簾面配以鋼質(zhì)材料做成的無機纖維復(fù)合防火卷簾以及耐火性、防煙性、隔熱性等性能都較好的特級防火卷簾。除了對防火卷簾的材料有較高要求外，在安裝上，防火卷簾需要設(shè)置在封閉的疏散樓梯、封閉電梯間、通向走道的門、檢查門或防火墻及防火門外。對其質(zhì)量的檢查主要包括對零部件材料的厚度檢查、對卷簾座板的檢查及對導(dǎo)軌的檢查等。

3 建筑消防設(shè)施中常見的問題

3.1 建筑消防設(shè)施安裝不標準，質(zhì)量不合格

在我國的城鎮(zhèn)建筑中，常常會出現(xiàn)建筑消防設(shè)施的產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)或者安裝不合格、維修不完善等情況，對建筑的消防安全存在著很大的隱患。我國的建筑消防設(shè)施在設(shè)計、質(zhì)量檢測和安裝上都有著嚴格的標準，但是一些建筑單位為了自身利益擅自更改消防標準，有些建筑單位擅自將一些消防設(shè)施進行降格設(shè)置，使用的管道材質(zhì)和管徑都低于國家標準。有些建筑單位甚至取消了相關(guān)的建筑消防設(shè)施，如取消了地下水池、屋頂水箱、消防水泵等，消防用水僅能使用消火栓管網(wǎng)和生活用水，這種情況很容易導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生時不能及時控制火情，引發(fā)更大的災(zāi)難。

3.2 消防系統(tǒng)動力不足

消防系統(tǒng)中的消防水泵的正常運行是保證消防用水及時輸出的基礎(chǔ)。而在一些建筑的消防設(shè)計過程中，設(shè)計人員常常會因為對消防的認識不夠或消防知識缺乏而導(dǎo)致沒有考慮消防水泵、消防控制室、消防電梯、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)施、應(yīng)急照明、疏散指示標志等其他消防設(shè)備的用電情況。當出現(xiàn)火情時，因為供電不足或電壓太低，可能導(dǎo)致消防用水動力不足無法正常輸出使用而造成嚴重的后果。

3.3 給水設(shè)置不科學(xué)

一些建筑物中可能存在水壓過低的現(xiàn)象，這時就需要選用價格較高的消防設(shè)備來滿足需求。而在現(xiàn)實情況下，有些建筑單位為了節(jié)省開支，就會對一些本身無法滿足常高壓消防設(shè)施的建筑安裝常高壓設(shè)施和設(shè)備，這樣不科學(xué)的設(shè)置根本就不能保證消防設(shè)施的正常供水。

3.4 報警系統(tǒng)功能缺陷

完備有效的報警系統(tǒng)能讓見粗五在發(fā)生火災(zāi)時迅速提醒人們，進行疏散，降低人員傷亡。而在一些建筑單位在施工時常常對報警系統(tǒng)的整體聯(lián)動性考慮不當，當有火情發(fā)生時一些高層建筑的消防水泵、消防電梯、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)施、應(yīng)急照明、疏散指示標志等消防設(shè)施設(shè)備無法實現(xiàn)聯(lián)動控制，只能在局部進行報警，報警的作用不大。

3.5 防煙排煙系統(tǒng)設(shè)置欠缺

我國相關(guān)規(guī)定表明，建筑物在設(shè)計時必須進行防煙排煙系統(tǒng)的設(shè)置，但是在實際操作過程中許多建筑設(shè)計部門雖然設(shè)置了防煙排煙系統(tǒng)，但是卻并沒有考慮補風系統(tǒng)。缺少補風系統(tǒng)的后果就會引起火情發(fā)生時建筑物內(nèi)部負壓，煙霧難以排除，容易造成煙霧被吸進人體內(nèi)，引起傷亡。

4 數(shù)學(xué)模型化在建筑防火監(jiān)督中的應(yīng)用

4.1 數(shù)學(xué)建模概述

二十世紀六、七十年代，數(shù)學(xué)建模開始進入一些西方國家的大學(xué)課堂，直至八十年代初，我國大學(xué)課堂才開始將其引入。隨著數(shù)學(xué)建模競賽的出現(xiàn)，我國對數(shù)學(xué)建模的投入逐漸增多，參加的人數(shù)也在不斷上升，并在國際建模比賽上取得了較為可觀的成就。數(shù)學(xué)模型就是通過運用數(shù)學(xué)符號、圖形、程序等一系列數(shù)學(xué)相關(guān)語言，對實際的課題進行抽象而又簡單的解讀，以便解決相應(yīng)的問題或研究出發(fā)展規(guī)律。數(shù)學(xué)建模是建立在數(shù)學(xué)模型之上的，就是要從實際課題或研究中提煉出數(shù)學(xué)模型。

數(shù)學(xué)建模是一種能通過抽象、簡化解決實際問題的一種數(shù)學(xué)手段和方法，數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用是數(shù)學(xué)建模的目的，數(shù)學(xué)建模的過程相對復(fù)雜，需要扎實的數(shù)學(xué)功底、較強的邏輯能力、充分的形象力及觀察力做基礎(chǔ)，通過搜集、調(diào)查數(shù)據(jù)資料，并把握問題的主要矛盾建立相應(yīng)的邏輯關(guān)系。數(shù)學(xué)建模主要包括前期對問題的背景了解等模型準備、根據(jù)實際進行模型假設(shè)、根據(jù)假設(shè)建立模型、根據(jù)數(shù)據(jù)資料求解模型、根據(jù)模型進行分析、根據(jù)實際情況進行檢驗這幾個過程。目前數(shù)學(xué)建模主要運用于工程建筑和數(shù)學(xué)界，通過不斷的發(fā)展進步已經(jīng)在實際生活工作中解決了許多數(shù)學(xué)問題，并正在通過不斷地發(fā)展去解決更多的問題。

4.2 數(shù)字模型化在建筑防火監(jiān)督中的應(yīng)用

當存在一個實際問題需要從定量的角度去的分析研究時，人們就會用到數(shù)學(xué)建模，數(shù)學(xué)建模的最終目的就是得到更合理、更科學(xué)的解決辦法。對建筑的防火監(jiān)督進行數(shù)字模型化，是防火監(jiān)督管理中的一次創(chuàng)新。

相關(guān)資料顯示，剩余可燃物的質(zhì)量直接決定著燃燒速度。據(jù)此，根據(jù)相關(guān)的數(shù)學(xué)運算就能得出建筑消防設(shè)施和消防效果的數(shù)學(xué)關(guān)系：

根據(jù)半衰期公式dn/dt=-kn（t），其中N（t）為可燃物的剩余量，據(jù)此公式可以得出n（t）=c*e-kt，其中k=0.05665；c=2.1117。

根據(jù)有關(guān)實驗，可以對此模型進行再次簡化。由于滅火功率和消防設(shè)施的數(shù)量是一定的，那么階躍函數(shù)Au（t-t0）就可以用來表征消防設(shè)施的滅火功效。那么就可以將以上公式變?yōu)椋?/p>

據(jù)拉普拉斯，可得：

上述公式中，n(t)為可燃物剩余量，t為燃燒時間，t0為火災(zāi)發(fā)生到消防設(shè)施開始救火的時間間隔。通過上述公式就可以對建筑物內(nèi)消防設(shè)施的設(shè)置情況進行評估，并制定出相應(yīng)的防火監(jiān)督管理方案。

對于防火監(jiān)督進行建模，適合采用工作流模型進行研究分析，工作流模型主要是對工作流執(zhí)行服務(wù)及執(zhí)行的過程中所涉及的的所有信息進行描述。將工作流模型與第三方建模工具結(jié)合，能夠建立較為具體、形象化的流程模型。利用接口關(guān)系，工作流模型還能將系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)控制進行構(gòu)建，另外系統(tǒng)本身自帶的流程定義，還能直接幫助生成控制數(shù)據(jù)，以供使用。系統(tǒng)的流程定義包括：流程、轉(zhuǎn)換條件、活動、角色、相關(guān)數(shù)據(jù)等實體。

在我國的防火監(jiān)督中采取數(shù)字模型化的方法進行管理一定到注意結(jié)合我國目前的消防現(xiàn)狀，并融合消防信息化的要求和發(fā)展方向進行實際分析。研究過程中還要注意在研究過程中對OOA、SOA等模型的觀點、方法、理論進行靈活運用，結(jié)合消防工作中的業(yè)務(wù)、實體等，經(jīng)過具體分析概括之后進行數(shù)學(xué)建模。以信息標準化為基礎(chǔ)，參照消防業(yè)務(wù)的具體情況，以為群眾服務(wù)為最終目的，建立科學(xué)合理的數(shù)學(xué)模型，從而實現(xiàn)防火監(jiān)督的科學(xué)化和信息化，提高安全等級，保證用戶的生活消防安全。

5 結(jié)束語

隨著城鎮(zhèn)建筑物的越來越多，越來越高大，城鎮(zhèn)建筑的消防安全防護也讓消防人員面臨著更大的挑戰(zhàn)。人員密集、可燃物增多，電器的功率越來越大，一旦在高層建筑物發(fā)生火災(zāi)，火情會很容易迅速蔓延，撲救和人員疏散都會變得極為困難。如果沒有較為完善的防火管理措施，很容易造成重大傷亡事故及財產(chǎn)損失。在建筑物內(nèi)科學(xué)合理地安裝消防設(shè)施，并通過數(shù)字模式化來進行防火監(jiān)督管理，這樣不僅對人們的日常消防起到防護作用，有了更多的安全保障；同時也能在在火災(zāi)發(fā)生時通過系統(tǒng)的聯(lián)動性，報警系統(tǒng)能及時報警；指示燈提示人們逃生線路；消防電梯能迅速開啟；自動滅火系統(tǒng)也能采取相應(yīng)的措施對火情進行撲救等等。

總之，在建筑物中采取建立完善的建筑消防設(shè)施和數(shù)字模型化的防火監(jiān)督管理，能夠起到較好的消防管理效果，提升建筑消防安全等級，保證人們擁有一個良好的、安全的消防環(huán)境。

[1]施華杰.建筑消防設(shè)施的常見問題及數(shù)字模型化在防火監(jiān)督中的應(yīng)用 [J].建筑, 2012,05:63-64.

[2]楊曉姣,肖立穩(wěn),楊晨彪.數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用 [J].科技風,2014,20:172.

[3]牛少軍,解學(xué)洲.淺析建筑消防設(shè)施的現(xiàn)狀、問題及對策 [J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2011,09:139-143.

[4]張冬雪,林士群.防火監(jiān)督檢查工作存在的問題及建議 [J].科技風,2015,09:113.

D631.6[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-395-2

張圣華（1982～），男，本科，助理工程師，研究方向防火監(jiān)督。