大型商業綜合體消防系統聯動控制技術研究

摘要：大型商業綜合體結構復雜、功能多樣、人員密集且流動性大，其消防安全管理面臨較大挑戰。消防系統聯動控制技術通過對火災自動報警、噴水滅火、防排煙、應急照明與疏散指示等子系統的協調聯動，實現快速響應和高效處置，是確保大型商業綜合體消防安全的重要手段。以大型商業綜合體的火災特點和消防需求為切入點，剖析消防系統聯動控制的關鍵子系統，闡述聯動控制技術的核心原理，結合實際案例探討技術難點及解決方案，以期為進一步提升商業綜合體消防安全水平提供參考。

關鍵詞：大型商業綜合體；消防系統；聯動控制

大型商業綜合體作為集購物、餐飲、娛樂等多功能于一體的建筑集群，人流量大、功能分區復雜，火災隱患極高。一旦發生火災，火勢蔓延迅速，人員疏散困難，極易造成重大人員傷亡與財產損失。傳統消防模式難以滿足其復雜的消防安全需求，消防系統聯動控制技術整合了火災自動報警、自動噴水滅火、防排煙、消防應急照明與疏散指示等多個子系統，通過先進的核心技術原理，實現各系統間高效協同。然而，當前該技術在實際應用中仍面臨諸多挑戰，如信號傳輸延遲、決策智能化不足、故障應對不及時等。本文以此為切入點，深入探究大型商業綜合體消防系統聯動控制技術，以期優化現有消防體系，為城市消防安全筑牢堅實防線。

1 大型商業綜合體火災特點及消防挑戰

1.1" 火災特點

大型商業綜合體火災具有顯著的危險性，一是空間開闊連貫，火勢借助空氣對流迅速橫向蔓延，通過豎向通風井、樓梯間形成立體燃燒態勢。二是火災荷載大，商品、倉儲貨物及裝修材料可燃性強，燃燒熱值高，延長火災持續時間，增加撲救難度。三是人員密集，節假日或促銷活動期間人流量大，火災引發恐慌后，疏散通道易擁堵，增加逃生困難和傷亡風險。四是電氣設備多，線路復雜，電氣故障引發火災概率高，且火災后線路帶電可能引發二次事故，進一步加劇火災危害[1]。

1.2" 消防挑戰

大型商業綜合體面臨多重消防挑戰，一是建筑內部結構復雜，消防設施布局受限，易形成撲救“死角”，且部分區域因裝修遮擋導致檢查維護困難。二是環境嘈雜、熱源干擾多，早期火災探測難度高，要求探測器具備高精準度與抗干擾能力。三是功能分區復雜導致疏散路線復雜難辨認，一旦疏散指示標識受損或煙霧遮擋，人群易迷失方向。四是商業活動期間周邊道路擁堵，消防車通道易被占用，影響救援效率，增大消防安全壓力。

2 消防系統聯動控制的關鍵子系統剖析

2.1" 消防系統聯動控制架構設計

大型商業綜合體的消防系統聯動控制架構是一套層次分明、協同緊密的體系。在消防系統里，感知端部署了大量高精度的傳感器。以火災探測器為例，主要包括感煙、感溫、感光等不同類型，工作人員會依據各個區域的實際狀況進行精準布置，以便在火災剛冒頭的時候，就能敏銳捕捉到那些細微的信號。自動噴水滅火系統方面，水壓傳感器和流量監測儀全天實時監控供水情況，防排煙系統里的風機狀態傳感器，也緊緊盯著風機的運行參數，一旦有異常就能及時發現。還有電氣線路監測裝置，隨時排查潛在的電氣故障隱患。

處于中間層的是傳輸網絡，以有線和無線兩種方式結合起來使用。工業以太網發揮著中流砥柱的作用，保障數據穩定、高速地傳輸；而無線傳感網，則專門負責那些不好布線區域的信息傳遞，讓感知端采集到的海量數據，能夠及時、完整地匯聚到上層，為后續的消防決策提供強有力的支持。

最頂層是中央控制中心，內置功能強大的智能控制系統，運用先進的算法對上傳數據進行快速分析，精準判斷火災態勢。一旦確認火災，立即依據預設邏輯向各執行子系統發出指令。自動噴水滅火子系統迅速開啟相應區域噴頭，按照既定壓力、水量噴水滅火；防排煙子系統同步啟動風機，調節風道閥門，排出濃煙，引入新鮮空氣；消防應急照明與疏散指示子系統精準點亮逃生路徑指示燈，引導人員疏散，各子系統緊密配合，構成一張嚴密的消防安全防護網[2]。

2.2" 火災自動報警子系統

火災自動報警子系統是消防系統的“前哨”，感煙探測器利用煙霧對光線或電離電流的影響原理，當煙霧濃度達到設定閾值，即刻觸發報警信號，其內部的光學迷宮設計可精準捕捉微小煙霧顆粒，有效甄別真實煙霧與環境干擾；感溫探測器則依據熱敏元件受熱膨脹、電阻變化等特性，分為定溫、差溫等多種類型，精準感知環境溫度異常升高，像在廚房等高溫區域采用動作溫度較高的定溫探測器，防止誤報。信號傳輸方面，采用可靠的總線制傳輸技術，如CAN總線，將分散各處探測器的報警信號快速、穩定地傳至區域報警器，再匯總至中央控制中心，傳輸過程具備極強的抗干擾能力，確保信號不失真。中央控制中心配備智能報警主機，運用先進的模式識別算法，對海量報警信息進行分析過濾，不僅能精準定位報警源，還能依據預設程序判斷火災發展趨勢，第一時間向聯動系統發出指令，為后續滅火救援爭取寶貴時間。

2.3" 自動噴水滅火子系統

自動噴水滅火子系統中，噴頭作為直接作用于火源的部件，類型多樣，按響應特性分，有快速響應噴頭，其熱敏元件能在短時間內感知高溫，迅速啟動噴水，常用于人員密集區，爭取滅火先機；還有標準響應噴頭，適用于一般火災風險區域。從安裝形式看，有下垂型、直立型、邊墻型等，下垂型噴頭多用于天花板下方，能均勻覆蓋下方區域；直立型噴頭則多用于可能有貨物堆積阻擋噴頭灑水的場所，確保水流暢通噴灑。供水環節，消防水池儲備大量消防用水，通過水泵與管網連接，水泵依據管網水壓變化智能啟停，維持穩定供水壓力，管網中設有水流指示器、信號閥等監控元件，實時反饋水流狀態信息。

2.4" 防排煙子系統

在風機配置方面，依據商業綜合體不同區域的空間大小、布局特點，選用軸流風機或離心風機。軸流風機風量大、風壓相對較小，常用于通風管道較長、阻力較小的區域，如走廊等狹長空間；離心風機則風壓大，能滿足向高處或較遠區域排煙的需求，多安裝在中庭等高大空間周邊。風道設計同樣精妙，采用防火耐高溫材料制作，風道走向依據建筑結構合理規劃，確保排煙路徑順暢，避免出現氣流死角。同時，通過設置調節閥，能精準調控排煙風量與風速。在排煙控制環節，當火災發生，火災自動報警系統觸發后，防排煙子系統迅速響應。一方面，排煙風機立即啟動，強力抽吸著火區域產生的濃煙，通過風道排至室外；另一方面，補風系統同步運作，機械補風或利用自然通風口引入新鮮空氣，維持建筑內氣壓平衡，防止煙霧倒灌，為人員疏散與消防救援創造相對清晰的環境，有效提升應急逃生概率[3]。

2.5" 消防應急照明與疏散指示子系統

消防應急照明與疏散指示子系統中，應急照明燈具在選型上大有講究，采用自帶蓄電池的LED燈具，亮度高、能耗低且壽命長，能在斷電瞬間自動點亮，確保疏散通道、樓梯間、安全出口等關鍵部位照度符合標準要求，一般疏散通道照度不低于1lx，樓梯間照度不低于5lx，讓人員能清晰視物。疏散指示標志設計精妙，不僅具備常規的固定指示方向功能，還融入智能元素。通過內置的感應裝置與智能控制系統聯動，能依據火災位置實時調整指示方向。

3 消防系統聯動控制的核心技術原理

3.1" 信號交互與協同處理技術

在消防系統聯動控制中，信號交互與協同處理技術是關鍵紐帶，確保了各子系統如同精密協作的齒輪組。火災自動報警系統一旦探測到火情，即刻將信號轉換為標準數字格式，通過可靠的總線協議，如工業以太網或CAN總線，高速傳輸給中央控制單元。與此同時，自動噴水滅火、防排煙、消防應急照明等子系統也實時反饋自身狀態信號，像噴頭的開閉、風機的轉速、照明燈具的電量等。中央控制單元依據預設邏輯規則，對海量涌入的信號進行快速解析、整合，協調各子系統動作，確保在火災發生瞬間，噴水系統精準噴水、排煙系統及時排煙、照明疏散系統有序引導，各環節緊密協同，形成高效滅火與救援合力。

3.2" 智能決策與優先級排序技術

當火災發生，系統會迅速收集多方面信息，包括火災面積（S）、火勢蔓延速度（V）、人員密度（ρ）、關鍵設施分布等。通過內置智能算法，綜合評估火災危險程度（D），具體公式如下：

（1）

其中，k1、k2、k3為根據經驗和建筑特性設定的權重系數。依據值大小，對各區域進行優先級排序。將滅火資源優先分配給危險程度高的區域，如優先保障人員密集區的排煙和疏散照明，確保核心功能區的自動噴水滅火強度，讓消防行動按最優順序展開，最大程度降低損失，提升救援效能。

4 案例分析

4.1" 案例概況

某一城市核心商圈的大型商業綜合體總建筑面積超30萬m2，集購物、餐飲、娛樂、辦公于一體，日常人流量可達數萬人次。建筑主體為地上六層、地下三層結構，內部空間布局復雜，包含中庭、回廊、多個獨立店鋪及大型倉儲區。周邊交通繁忙，臨近地鐵站與主干道。該綜合體投入運營多年，配備了相對完善的消防系統，涵蓋火災自動報警、自動噴水滅火、防排煙及應急照明疏散指示等子系統，然而在一次意外事件中，其消防系統聯動控制面臨嚴峻考驗，為后續深入分析提供了典型樣本。

4.2" 技術難點

在此次意外事件中，該商業綜合體的消防系統暴露出諸多技術難點。一是由于內部空間布局復雜，火災自動報警系統的探測器受建筑結構與裝修遮擋，部分區域信號傳輸受阻，出現探測盲區，難以及時精準捕捉火情。二是自動噴水滅火系統在高大中庭與倉儲區面臨挑戰，噴頭布置難以完全覆蓋特殊空間，且供水壓力在長距離管網輸送下損耗大，無法確保滅火效果。三是防排煙系統的風道在復雜布局中易出現氣流紊亂，排煙效率大打折扣，同時與補風系統協同困難，難以維持理想氣壓平衡，給人員疏散和滅火救援增添阻礙。

4.3" 解決方案

針對上述難題，采取了一系列有效措施。一是對于火災自動報警系統，重新優化探測器布局，利用無線傳輸技術彌補信號受阻區域，增設智能中繼器增強信號，消除探測盲區。二是自動噴水滅火系統方面，在高大中庭與倉儲區增設大流量、遠距離噴頭，同時安裝穩壓泵，補償長距離管網的水壓損耗，保障滅火供水穩定。三是防排煙系統則重新規劃風道走向，利用模擬軟件優化設計，增設風量調節閥，精準調控氣流，加強與補風系統聯動，確保氣壓平衡，提升排煙效率。

5 結束語

大型商業綜合體消防系統聯動控制技術的研究對提升火災響應效率、降低火災風險具有重要意義。通過構建層次分明的架構體系，將火災自動報警、自動噴水滅火、防排煙等多個子系統予以精準整合，使其協同運作。在此過程中，充分運用信號交互協同、智能決策優化、大數據融合分析等一系列核心技術手段，全方位推動消防系統達成高效聯動，并實現智能化迭代升級。基于這些前沿技術構建而成的消防系統，在實踐應用中展現出卓越性能，極大地加快了火災監測速度，應急響應的精準性與及時性也顯著增強，極具廣泛的推廣應用價值，有望為更多商業綜合體乃至各類建筑場所的消防安全提供保障。

參考文獻

[1]齊博瑤.大型商業綜合體消防及給排水設計分析[J].中華建設，2024（9）：99-100.

[2]杜寶.基于性能化防火設計的大型商業綜合體防火設計探究[J].消防界（電子版），2024，10（5）：90-92.

[3]劉江龍.關于大型商業綜合體消防安全隱患智能預警監測管理系統的研究[J].科技與創新，2023（23）：141-143.