摘要：本文先行分析了超高層建筑的安全風(fēng)險及疏散難題，隨后就安全相關(guān)的三個(gè)智能化系統（火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制系統、綜合安防系統、公共廣播系統）展開(kāi)論述，并提出一些適用于高層建筑的具體的技術(shù)措施。

　　關(guān)鍵詞：早期預警語(yǔ)音疏散廣播計算機疏散分析

　　1、概述

　　超高層建筑一般為重要建筑，其政治和經(jīng)濟價(jià)值巨大，然而超高層建筑隨時(shí)可能受到火災、恐怖襲擊和自然災害的威脅。如果事先沒(méi)有對應措施，損失將是慘重的�？傮w來(lái)說(shuō)超高層建筑有如下特點(diǎn)：

　　1）建筑結構復雜：超高層建筑主體建筑層數多，垂直疏散距離長(cháng)，人員需要較長(cháng)時(shí)間才能疏散到安全場(chǎng)所；

　　2）功能多樣：一般的超高層建筑都具有多種功能、人員密集容易出現混亂，火災時(shí)更容易導致傷亡；

　　3）發(fā)生火災時(shí)，在煙囪效應作用下，煙氣和火勢豎向蔓延快，增加了安全疏散的困難。

　　建筑火災發(fā)生后，人員是否能夠安全疏散，由4種影響安全疏散的時(shí)間因素：

　　1）從火災發(fā)生到人員感知火災之間的時(shí)間間隔

　　2）從人員感知到開(kāi)始疏散的時(shí)間間隔：人員意識到有火情時(shí)，一般不急于疏散，而是首先通過(guò)獲取信息進(jìn)一步確定是否真的發(fā)生了火災，然后采取相應的行動(dòng)；

　　3）從人員開(kāi)始疏散到疏散結束的時(shí)間間隔：從疏散開(kāi)始，通過(guò)走廊、樓梯間、安全出口至到達安全區域的時(shí)間；4）危險來(lái)臨的時(shí)間：自火災開(kāi)始，到由于煙氣的下降、擴散和轟燃等原因而致使建筑或疏散通道發(fā)生危險狀態(tài)為止的時(shí)間。超高層建筑智能化的安全系統設置應著(zhù)眼于縮短上述1-3點(diǎn)時(shí)間，拖后時(shí)間點(diǎn)4的到來(lái)。

　　本文重點(diǎn)闡述智能化系統在安全預警及人員疏散方面起到的獨特作用，以及相比常規建筑而言，超高層建筑的智能化系統設計特殊性。超高層建筑的智能化弱電系統中火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制、綜合安防、廣播系統與公共安全最直接相關(guān)。

　　2、火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制系統

　　超高層建筑發(fā)生火災撲救難度非常大，成災后果更嚴重，因此高層建筑應立足于自防自救，采取可靠的防火措施，達到預防火災的目的�；馂淖詣�(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制系統正是從及時(shí)報警和聯(lián)動(dòng)消防設施兩方面起作用，遏制火勢蔓延、保護人身和財產(chǎn)安全。

　　2.1火災報警系統的智能化和可靠性

　　超高層建筑火災報警系統的設計應從提高火災報警系統的智能化和可靠性這2方面入手。

　　2.1.1提高火災報警系統智能化程度

　　這個(gè)問(wèn)題分內外2個(gè)層次。

　　1）對火災報警系統內部而言，超高層建筑一般采用全智能火災報警系統。系統能對探測器回路送來(lái)的火災探測參數進(jìn)行分析運算，自動(dòng)去除環(huán)境影響，同時(shí)控制器還具有存儲火災參數變化規律曲線(xiàn)的功能，并與現場(chǎng)采集的火災探測參數比較，來(lái)確定是否報警。

　　2）對火災報警系統外部而言，智能化的含義主要指系統聯(lián)動(dòng)。采用系統聯(lián)動(dòng)方式，就成為爭取火災前期時(shí)間和主動(dòng)權的有效手段。

　　1）當火災報警系統與保安監控系統聯(lián)動(dòng)，在火災之初，火場(chǎng)的攝像機可將現場(chǎng)畫(huà)面迅速傳至中央控制室，通過(guò)實(shí)景畫(huà)面，值班人員可以立即確認是火災還是探測器誤報，從而馬上采取廣播、排煙、正壓送風(fēng)、啟動(dòng)消防泵、噴淋、向消防局119臺報警、降客梯、切換消防電源等一系列應急措施。

　　2）火災報警系統還可與樓控、廣播音響和門(mén)禁系統等聯(lián)動(dòng)。

　　2.1.2提高火災報警和聯(lián)動(dòng)控制系統的可靠性

　　提高火災報警系統可靠性的措施有：

　　1）采用控制中心報警系統；

　　2）系統具有完善的自檢功能；

　　3）關(guān)鍵部件冗余可采用具有雙主機熱備份的系統等；

　　4）報警回路采用環(huán)形總線(xiàn)；

　　5）探測器與模塊分開(kāi)回路設置，每15-20個(gè)探測器設1個(gè)短路隔離模塊。

　　提高聯(lián)動(dòng)控制系統的可靠性的措施有：

　　1）對于重要的滅火和防排煙設施，如消火栓泵、噴淋泵、正壓送風(fēng)系統和排煙系統等，為了確保動(dòng)作的可靠性，應考慮多種、多地聯(lián)動(dòng)和手動(dòng)控制方式，既有自動(dòng)，又有手動(dòng)，既有就地控制，又有遠地控制，以增加被控設備的可靠動(dòng)作。

　　2）合理設計各類(lèi)管線(xiàn)的走向、敷設方式和敷設場(chǎng)所，采取必要的防火措施，避開(kāi)可能對線(xiàn)路造成損壞的熱源，與強電管線(xiàn)及其他專(zhuān)業(yè)管道保持必要的安全間距，確保消防電氣線(xiàn)路處于安全環(huán)境中，以盡量延長(cháng)處于火場(chǎng)中線(xiàn)路的工作時(shí)間。

　　2.2探測器設置

　　探測器設置方面的考慮：

　　1）在單一型探測器不能有效探測火災的場(chǎng)所，采用復合探測器。

　　2）高大空間可選用具有預警功能的線(xiàn)型光纜感溫探測器或空氣采樣煙霧探測器。

　　3）超高層中凡超過(guò)5m2的房間均應設探測器，即使衛生間也不例外。

　　4）電氣豎井不論大小，因其火災發(fā)生可能性大和作用重要，而必須逐層設置探測器。

　　5）為了保證緊急情況下的通訊暢通，避難層應每隔20m設置一個(gè)消防專(zhuān)用電話(huà)分機或電話(huà)插孔。

　　6）在建筑平面上的邊角處，探測器的保護半徑可能達不到審核要求，此類(lèi)在一般建筑中可通融的問(wèn)題，在超高層中是應嚴格執行規定的。

　　7）疏散樓梯設置感煙探測器。

　　8）為了適應房間形狀、面積和使用性質(zhì)的變化，每條報警回路應留出30％左右的探測器數量裕量。

　　2.3電氣火災的預防和早期發(fā)現

　　超高層建筑電氣線(xiàn)路無(wú)所不在，據相關(guān)統計資料，電氣絕緣損壞、短路和電弧造成的火災占高層建筑火災總數80﹪以上。電氣火災的預防可采取以下措施：

　　2.3.1漏電火災報警報系統

　　電氣接地故障中電弧性對地短路是引發(fā)電氣火災的重要原因。電弧性對地短路具有很大的阻抗和電壓降，它限制了故障電流，使過(guò)電流保護器不能動(dòng)作或不能及時(shí)動(dòng)作來(lái)切斷電源，而幾百毫安的漏電弧產(chǎn)生的局部高溫可達2000℃以上，足以引燃周?chē)�的可燃物而引起火災。而漏電火報警災報系統能準確監控電氣線(xiàn)路的故障和異常狀態(tài)，能有效預防常見(jiàn)的因漏電導致接地電弧所引起的建筑物電氣火災事故。

　　設計時(shí)應注意：在消防設備、應急照明、疏散指示標志和安防等因停電會(huì )造成重大經(jīng)濟損失及不良社會(huì )影響的電氣裝置或場(chǎng)所，應安裝純報警漏電火災探測器，報警但不切斷電源。

　　2.3.2極早期預警主動(dòng)氣體采樣系統

　　一場(chǎng)火災的發(fā)生，從醞釀到產(chǎn)生高熱大火，經(jīng)歷了4個(gè)階段：悶燃、可見(jiàn)煙、閃燃和高熱大火階段。傳統的煙感火災探測器一般是在火災進(jìn)行到第2階段，即可見(jiàn)煙階段時(shí)，才會(huì )發(fā)生報警，最有效的撲救應該在火災還處于悶燃狀態(tài)下進(jìn)行。對于主動(dòng)抽氣式煙霧探測系統而言，其探測靈敏度高（0.005～20%obs/m），探測范圍寬，幫助我們提前發(fā)現潛在的火災及時(shí)采取行動(dòng)。變配電房設備有潛在的過(guò)負荷可能，存在火災隱患，主動(dòng)抽氣式煙霧探測系統靈敏度高可提前預警，避免火災損失，也避免了大面積停電事故的發(fā)生。主動(dòng)抽氣式煙霧探測系統還適合設置于網(wǎng)絡(luò )通信機房等其他重要機房、檔案室等處。

　　2.3.3采用纜式感溫電纜或光纜

　　在電氣纜溝、豎井內電氣橋架、沿著(zhù)鋼結構敷設的電纜和主干線(xiàn)槽等，采用纜式感溫電纜或光纜。

　　3、廣播系統（早期預警語(yǔ)音疏散系統）

　　火災中人員應急疏散逃生的輔助設備或系統，目前主要依靠的是基于視覺(jué)的應急疏散系統即應急照明和應急疏散指示系統。在真實(shí)的火災中，由于視覺(jué)會(huì )受到煙氣的阻擋和限制，加上人員在火災中心理上具有高度的恐懼感和盲目性，使得基于視覺(jué)的應急疏散系統不能完全保證人員的疏散安全。此時(shí)可以發(fā)揮人員的聽(tīng)覺(jué)感官。緊急廣播系統能夠及時(shí)通知火災建筑物內人員發(fā)生火災的位置，應當朝哪個(gè)方向疏散。但普通緊急廣播系統存在信息單一、不能同時(shí)對不同區域播放不同內容和智能化程度低等缺點(diǎn)。在超高層建筑中，報警電鈴或蜂鳴器因其制造人為恐慌與混亂，在有緊急廣播的條件下不建議采用。

　　因此針對超高層建筑的更具智能的早期預警語(yǔ)音疏散系統應運而生。該系統對于超高層建筑來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的：

　　1）發(fā)生應急情況時(shí)，可以防止人群恐慌和混亂；

　　2）在消防員到來(lái)之前，協(xié)助實(shí)施自動(dòng)語(yǔ)音疏散計劃；

　　3）自動(dòng)處理預先設定應對各種應急事件的撤離疏散步驟；

　　4）與城市應急指揮中心系統聯(lián)網(wǎng)，相應調動(dòng)其他安全防范措施，應對各種應急事件。下面結合一個(gè)典型案例進(jìn)行闡述：

　　3.1早期預警語(yǔ)音疏散系統應用實(shí)例

　　某酒店所在大廈共80層，高390m，建筑面積達21×104m²，集辦公、餐飲、會(huì )展和購物等多功能于一體，設計獨特和設備先進(jìn)，是高智能的現代化摩天大樓。該酒店設置了早期預警語(yǔ)音疏散廣播系統（EES）。如在酒店的40層發(fā)生緊急情況時(shí)，應用EES疏散的程序如下：

　　1）應急事件確認——由消防系統提供相對應區域的火警信號至緊急面板進(jìn)行報警。無(wú)人值守時(shí)，系統會(huì )在預先設定的時(shí)間內（30秒）自動(dòng)啟動(dòng)語(yǔ)音疏散程序。

　　2）疏散撤離和預報警

　　a.第一時(shí)間疏散撤離（N±1層）：第一時(shí)間內播放疏散撤離語(yǔ)音信息的樓層或區域包括：發(fā)生火災的40層及火災近鄰區（相鄰層39層和41層），第一時(shí)間播發(fā)播放疏散撤離語(yǔ)音信息，同時(shí)其它區域播發(fā)預警信息和阻止進(jìn)入信息，疏散樓梯播發(fā)引導疏散信息等；

　　b.第一時(shí)間預報警：第一時(shí)間內播放預報警語(yǔ)音信息的樓層或區域包括：42層至46層，33層至38層（47及32層為避難層）。在火災區進(jìn)行疏散撤離廣播的同時(shí)，其它鄰近區域也要進(jìn)行預報警廣播，讓這些區域的人員在預報警的情況下有所準備，不會(huì )因為所有人第一時(shí)間聽(tīng)到撤離疏散廣播就一起往有限的逃生出口大門(mén)擁擠。

　　3）擴散區域的疏散撤離和預報警——對發(fā)生火災的區域及相鄰區域逐漸擴散至N±2區播放疏散撤離語(yǔ)音信息，如38層，42層等；同時(shí)，剩下的區域繼續進(jìn)行預報警語(yǔ)音信息廣播。當預計N±1緊急層的人員已經(jīng)基本撤離后，可以將緊急廣播擴展到N±2層。

　　4）疏散撤離程序的取消和消防員人工廣播——消防員趕到現場(chǎng)時(shí)，可以通過(guò)緊急面板的“取消”按鈕即時(shí)終止早期預警語(yǔ)音疏散程序（EES）的自動(dòng)廣播狀態(tài)，進(jìn)行有秩序有步驟的人工疏散廣播。

　　4、安全技術(shù)防范系統

　　4.1車(chē)庫入口安檢系統

　　超高層建筑對電力系統的依賴(lài)程度很高。地下室是各種機房設施的所在，從結構上來(lái)說(shuō)，也是建筑物最薄弱的環(huán)節。一旦發(fā)生汽車(chē)炸彈恐怖襲擊事件，供電系統很可能會(huì )中斷，以電力作為動(dòng)力能源的消防設施便會(huì )受到致命影響。而且廣播等弱電設施有可能受到破壞，超高層建筑的疏散困難加大。1993年紐約世貿中心爆炸事件中，近1萬(wàn)人花了9h才將在樓內辦公的10萬(wàn)人營(yíng)救出來(lái)。超高層建筑一般為重要建筑，設置車(chē)庫入口安檢系統很有必要。車(chē)輛安檢系統應適應不同種類(lèi)的車(chē)輛，具有較高的可靠性和檢測效率。車(chē)輛安檢系統應配備自動(dòng)升降路障，自動(dòng)升降路障具備防車(chē)輛暴力闖越的功能。

　　4.2人員安檢和訪(fǎng)客管理系統

　　1）進(jìn)入首層電梯廳的人員需經(jīng)過(guò)高速通道或道閘機，�？统挚ǖ浅穗娞�，IC卡數據庫提供圖像對比功能，接待臺的值班員可在電腦前，對刷卡通行人員進(jìn)行面部特征比對。

　　2）加強訪(fǎng)客管理與登記，通過(guò)類(lèi)似可視對講的呼叫系統，接待臺值班員可與被訪(fǎng)單位的前臺溝通，確認訪(fǎng)客身份。有較高安全要求時(shí)期，可于場(chǎng)院區或大堂設立臨時(shí)安檢門(mén)強制安檢。車(chē)庫出入口應有保安管理或設防，防止人員非法闖入。

　　4.3特殊場(chǎng)所的安防末端設備的設置

　　為預防非法之徒的蓄意破壞，在大樓的關(guān)鍵設施、敏感部位或人員密集場(chǎng)所加強防范是必要的。有以下方面考慮：

　　1）強電和弱電豎井加裝門(mén)禁。

　　2）各消防相關(guān)設備房加裝門(mén)禁。

　　3）直飲水間和開(kāi)水間加裝門(mén)禁。

　　2）新風(fēng)機房加裝門(mén)禁。

　　3）生活水機房加裝門(mén)禁。

　　4）給中庭送風(fēng)的風(fēng)機房和空調機房加裝門(mén)禁。

　　5）變配電室、發(fā)電機房和鍋爐房等重要機房加裝門(mén)禁。

　　6）大型報告廳、宴會(huì )廳、劇場(chǎng)和電影院的通風(fēng)空調機房加裝門(mén)禁。

　　7）衛生間是視頻監控的盲點(diǎn)，安防的薄弱環(huán)節。建議在衛生間門(mén)外走廊安裝攝像機，衛生間內安裝報警按鈕和傳聲器。

　　8）停車(chē)場(chǎng)是安全事故的多發(fā)地區，應加強停車(chē)場(chǎng)的管理，不但對車(chē)道監控，還應對車(chē)位進(jìn)行監控。

　　9）疏散樓梯設置攝像機和傳聲器，以便對突發(fā)事件時(shí)的疏散人流進(jìn)行觀(guān)察，獲取現場(chǎng)情況。

　　4.4加強消防控制室的安全

　　因為有保安員24h值班，消防控制室有可能成為容易被安防、消防設計所忽視的場(chǎng)所。消防控制室是指揮中心所在，一旦被非法之徒控制，不但發(fā)揮不了應有作用還有可能起反作用，它的物理安全必須受重視。根據規范針對該機房的門(mén)禁、報警、監控錄像、火災探測等設施都不能缺少。另外消防控制室的物理安全（物防）也很重要，建筑門(mén)、窗等都應該具備防盜防破壞的能力。

　　6、結束語(yǔ)

　　超高層城市綜合體的智能化系統的設計，不但要考慮到建筑物及業(yè)主的復雜的功能需求，使其具備可靠性、先進(jìn)性及擴展性；還應當站在城市安全的高度，充分考慮超高層建筑有可能面臨的來(lái)自方方面面的威脅，提供有效的解決方案。本文提出一些自認為適用于高層建筑的具體的技術(shù)措施，拋磚引玉，希望與各位讀者共同交流。