淺議物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)在重要公共建筑的應(yīng)用

顧濤

（北京市海淀區(qū)消防救援支隊(duì)， 100089）

1 重要公共建筑消防給水現(xiàn)狀

隨著我國城市化進(jìn)程的日益加快，城市建筑加速發(fā)展，重要公共建筑已成為一個(gè)城市的發(fā)展標(biāo)志。重要公共建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成重大人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。因此，重要公共建筑消防給水系統(tǒng)是預(yù)防火災(zāi)，保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全的重要設(shè)施。2020年度上海市等多地方消防主管部門的消防抽查結(jié)果顯示，傳統(tǒng)的消防給水系統(tǒng)及其產(chǎn)品、設(shè)施，不合格比率為74%。相關(guān)學(xué)者對380宗國內(nèi)實(shí)際火災(zāi)案例統(tǒng)計(jì)分析，自噴系統(tǒng)能及時(shí)出水的比率僅為52.5%[1]。傳統(tǒng)消防給水系統(tǒng)存在的不能實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程查看，不能及時(shí)報(bào)警，故障率高，安全可靠性差等問題日益凸顯，從而導(dǎo)致建筑防火救火成功率日趨降低。

2 物聯(lián)網(wǎng)給水系統(tǒng)相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)要求

中華人民共和國公安部在公消〔2017〕297號關(guān)于《關(guān)于全面推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見》文中指出：“加速推進(jìn)現(xiàn)代科技與消防工作的深度融合，全面提高消防科技化、信息化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)信息化條件下火災(zāi)防控和滅火應(yīng)急救援工作轉(zhuǎn)型升級。”由此可知，高層建筑特別是重要公共建筑建設(shè)“智慧消防”系統(tǒng)是全面提升建筑防火安全的必然。

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)廳字〔2019〕34號《關(guān)于深化消防執(zhí)法改革的意見》的通知文件要求：“運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)全時(shí)段、可視化地監(jiān)測消防安全狀態(tài)，實(shí)時(shí)化、智能化評估安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)所有環(huán)節(jié)網(wǎng)上流傳、全程留痕、閉環(huán)管理。”

2020年12月15日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門發(fā)布了《關(guān)于推動(dòng)物業(yè)服務(wù)企業(yè)加快發(fā)展線上線下生活服務(wù)的意見》，明確提出以加強(qiáng)城市新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，全面感知、識(shí)別和記錄水、消防、水泵等設(shè)施設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄物業(yè)服務(wù)動(dòng)態(tài)信息。對物業(yè)服務(wù)基礎(chǔ)資料和檔案進(jìn)行全面數(shù)字化。

DG/TJ 08-2251—2018《消防設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“消防給水中，可選擇帶物聯(lián)網(wǎng)功能的成套消防水泵組。成套消防水泵組具有標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化的特點(diǎn)，有利于提高消防給水系統(tǒng)的安全可靠性。”

2020年10月出版的國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《消防專用水泵選用及安裝（一）》[2]（19S204-1）指出：“物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)從硬件和軟件兩個(gè)方面出發(fā)，提出系統(tǒng)整體解決方案，不但徹底解決傳統(tǒng)消防給水系統(tǒng)諸多問題，全面地、切實(shí)地提高了消防給水系統(tǒng)的安全可靠性和滅火效能。”

3 物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)應(yīng)用的必要性

重要公共建筑主要涉及3類建筑：人員密集、巨額價(jià)值的大型公共建筑如城市地標(biāo)、超高層、大型商業(yè)綜合體；產(chǎn)生嚴(yán)重社會(huì)影響的建筑如黨政機(jī)關(guān)、重要的通信、調(diào)度和指揮建筑，廣播建筑等；重大人員傷亡的建筑如醫(yī)學(xué)、學(xué)校[3]。因此，全面提升重要公共建筑消防給水系統(tǒng)的安全可靠性，防火救火的能力是十分必要的。

物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)無論是從國家、地方政策還是從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上都提供了一種行之有效、全面、切實(shí)可行的解決方案。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集的頒布更是給物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)運(yùn)用上指明了方向和提供了有力參考。

物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)通過集約化、智慧化、智能化的應(yīng)用，提高了消防給水系統(tǒng)整體性能的可靠性，確保系統(tǒng)時(shí)刻處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，保證火災(zāi)發(fā)生之初的滅早滅小，并能持續(xù)供水滅火，全面提升了建筑在全生命周期內(nèi)的安全性。

物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)通過軟硬件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測、異常報(bào)警、遠(yuǎn)程查看、數(shù)據(jù)分析等功能，提高了建筑消防的品質(zhì)，節(jié)約了運(yùn)行管理成本和人力成本，帶來了社會(huì)效益。

4 物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

4.1 系統(tǒng)比較

物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組、專用穩(wěn)壓泵、智能末端試水系統(tǒng)，消防水泵性能自動(dòng)測試裝置及物聯(lián)網(wǎng)專用的水位、壓力、流量等系統(tǒng)感知組件；運(yùn)用消防專用數(shù)據(jù)云平臺(tái)自行記錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)對系統(tǒng)進(jìn)行安全評估，故障分析，綜合研判，提供關(guān)鍵性決策依據(jù)；通過移動(dòng)終端或PC端對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，依據(jù)分析報(bào)告及時(shí)反饋、調(diào)整和管理，保持整體性能處于最優(yōu)狀態(tài)，全面活化和提升消防給水系統(tǒng)的安全可靠性和滅火效能。

物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)的核心組件是物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組，它由專用消防水泵、控制柜、儀表、閥門、管道及相關(guān)組件集成，具有機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)低頻、工頻巡檢等功能的機(jī)組，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組

機(jī)組是經(jīng)過應(yīng)急管理部消防產(chǎn)品成套認(rèn)證和檢驗(yàn)的整體設(shè)備，并通過工業(yè)化成套生產(chǎn)及測試，能保證機(jī)組的統(tǒng)一性能。通過物聯(lián)網(wǎng)軟件、數(shù)據(jù)平臺(tái)及移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)核心基礎(chǔ)功能。物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組與傳統(tǒng)消防給水系統(tǒng)中消防水泵性能比較如表1所示。

由表1可知，物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組從整體裝配、控制系統(tǒng)、機(jī)組性能、機(jī)械應(yīng)急、物聯(lián)網(wǎng)功能等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)消防水泵，全面完善和提升物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)安全可靠性能。

表1 物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組與消防水泵主要性能比較

4.2 投資比較

某超高層公共建筑，建筑高度149.5m，消防給水系統(tǒng)豎向分3個(gè)區(qū)供水，其中，一區(qū)、二區(qū)由低位消防水池聯(lián)合消防水泵供給（泵房一），三區(qū)由中間水箱聯(lián)合消防水泵轉(zhuǎn)輸供給（泵房二）。消防給水系統(tǒng)核心組件共計(jì)5套，參數(shù)如下。

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)（2套）：水泵額定流量Q=40 L/s、水泵的壓力H=1.60 MPa、水泵的軸功率N=160 kW；Q=40 L/s、H=0.95 MPa、N=90 kW。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（2套）：Q=55 L/s、H=1.60 MPa、N=160 kW；Q=30 L/s、H=0.85 MPa、N=75 kW。

圖2 自動(dòng)巡檢及試驗(yàn)，智能化運(yùn)維

圖3 實(shí)時(shí)監(jiān)控（連續(xù)）、及時(shí)報(bào)警、動(dòng)態(tài)模擬

消防給水轉(zhuǎn)輸系統(tǒng)（1套）：Q=70 L/s、H=1.20 MPa、N=185 kW。

物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組與傳消防水泵組投資比較如表2所示。

表2 物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組與傳統(tǒng)消防水泵組投資比較

兩座消防泵房初投資（包括土建、設(shè)備、設(shè)備安裝調(diào)試）綜合造價(jià)，物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組是傳統(tǒng)消防水泵的兩倍。傳統(tǒng)消防水泵運(yùn)維費(fèi)是23萬元/年，物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組基本為零。可見，物聯(lián)網(wǎng)消防給水成套機(jī)組初投資回收期為8年。

5 結(jié)論

1）物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)從硬件和軟件兩個(gè)方面出發(fā)，在建筑全生命周期內(nèi)提升了消防給水系統(tǒng)的安全可靠性和防火滅火效能，是重大公共建筑安全防火的必然選擇。

2）物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)初期投資高于傳統(tǒng)消防給水系統(tǒng)，但可通過每年的運(yùn)維費(fèi)用來收回，投資回收期為8～10年。

3）物聯(lián)網(wǎng)消防給水系統(tǒng)的應(yīng)用將推進(jìn)智慧消防建筑的進(jìn)程，促進(jìn)智慧城市的建設(shè)，大大提升了整體城市的消防安全水平。