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)的三個智能化系統(tǒng)（火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、綜合安防系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)）展開論述，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(yù)警語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)濟價值巨大，然而超高層建筑隨時可能受到火災(zāi)、恐怖襲擊和自然災(zāi)害的威脅。如果事先沒有對應(yīng)措施，損失將是慘重的�？傮w來說超高層建筑有如下特點：
1）建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜：超高層建筑主體建筑層數(shù)多，垂直疏散距離長，人員需要較長時間才能疏散到安全場所；
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(xiàn)混亂，火災(zāi)時更容易導(dǎo)致傷亡；
3）發(fā)生火災(zāi)時，在煙囪效應(yīng)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(zāi)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間因素：
1）從火災(zāi)發(fā)生到人員感知火災(zāi)之間的時間間隔
2）從人員感知到開始疏散的時間間隔：人員意識到有火情時，一般不急于疏散，而是首先通過獲取信息進一步確定是否真的發(fā)生了火災(zāi)，然后采取相應(yīng)的行動；
3）從人員開始疏散到疏散結(jié)束的時間間隔：從疏散開始，通過走廊、樓梯間、安全出口至到達安全區(qū)域的時間；4）危險來臨的時間：自火災(zāi)開始，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)為止的時間。超高層建筑智能化的安全系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)著眼于縮短上述1-3點時間，拖后時間點4的到來。
本文重點闡述智能化系統(tǒng)在安全預(yù)警及人員疏散方面起到的獨特作用，以及相比常規(guī)建筑而言，超高層建筑的智能化系統(tǒng)設(shè)計特殊性。超高層建筑的智能化弱電系統(tǒng)中火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制、綜合安防、廣播系統(tǒng)與公共安全最直接相關(guān)。
2、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)
超高層建筑發(fā)生火災(zāi)撲救難度非常大，成災(zāi)后果更嚴重，因此高層建筑應(yīng)立足于自防自救，采取可靠的防火措施，達到預(yù)防火災(zāi)的目的�；馂�(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)正是從及時報警和聯(lián)動消防設(shè)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(zāi)報警系統(tǒng)的智能化和可靠性
超高層建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)從提高火災(zāi)報警系統(tǒng)的智能化和可靠性這2方面入手。
2.1.1提高火災(zāi)報警系統(tǒng)智能化程度
這個問題分內(nèi)外2個層次。
1）對火災(zāi)報警系統(tǒng)內(nèi)部而言，超高層建筑一般采用全智能火災(zāi)報警系統(tǒng)。系統(tǒng)能對探測器回路送來的火災(zāi)探測參數(shù)進行分析運算，自動去除環(huán)境影響，同時控制器還具有存儲火災(zāi)參數(shù)變化規(guī)律曲線的功能，并與現(xiàn)場采集的火災(zāi)探測參數(shù)比較，來確定是否報警。
2）對火災(zāi)報警系統(tǒng)外部而言，智能化的含義主要指系統(tǒng)聯(lián)動。采用系統(tǒng)聯(lián)動方式，就成為爭取火災(zāi)前期時間和主動權(quán)的有效手段。
1）當火災(zāi)報警系統(tǒng)與保安監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，在火災(zāi)之初，火場的攝像機可將現(xiàn)場畫面迅速傳至中央控制室，通過實景畫面，值班人員可以立即確認是火災(zāi)還是探測器誤報，從而馬上采取廣播、排煙、正壓送風(fēng)、啟動消防泵、噴淋、向消防局119臺報警、降客梯、切換消防電源等一系列應(yīng)急措施。
2）火災(zāi)報警系統(tǒng)還可與樓控、廣播音響和門禁系統(tǒng)等聯(lián)動。
2.1.2提高火災(zāi)報警和聯(lián)動控制系統(tǒng)的可靠性
提高火災(zāi)報警系統(tǒng)可靠性的措施有：
1）采用控制中心報警系統(tǒng)；
2）系統(tǒng)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(tǒng)等；
4）報警回路采用環(huán)形總線；
5）探測器與模塊分開回路設(shè)置，每15-20個探測器設(shè)1個短路隔離模塊。
提高聯(lián)動控制系統(tǒng)的可靠性的措施有：
1）對于重要的滅火和防排煙設(shè)施，如消火栓泵、噴淋泵、正壓送風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)等，為了確保動作的可靠性，應(yīng)考慮多種、多地聯(lián)動和手動控制方式，既有自動，又有手動，既有就地控制，又有遠地控制，以增加被控設(shè)備的可靠動作。
2）合理設(shè)計各類管線的走向、敷設(shè)方式和敷設(shè)場所，采取必要的防火措施，避開可能對線路造成損壞的熱源，與強電管線及其他專業(yè)管道保持必要的安全間距，確保消防電氣線路處于安全環(huán)境中，以盡量延長處于火場中線路的工作時間。
2.2探測器設(shè)置
探測器設(shè)置方面的考慮：
1）在單一型探測器不能有效探測火災(zāi)的場所，采用復(fù)合探測器。
2）高大空間可選用具有預(yù)警功能的線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5m2的房間均應(yīng)設(shè)探測器，即使衛(wèi)生間也不例外。
4）電氣豎井不論大小，因其火災(zāi)發(fā)生可能性大和作用重要，而必須逐層設(shè)置探測器。
5）為了保證緊急情況下的通訊暢通，避難層應(yīng)每隔20m設(shè)置一個消防專用電話分機或電話插孔。
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，此類在一般建筑中可通融的問題，在超高層中是應(yīng)嚴格執(zhí)行規(guī)定的。
7）疏散樓梯設(shè)置感煙探測器。
8）為了適應(yīng)房間形狀、面積和使用性質(zhì)的變化，每條報警回路應(yīng)留出30％左右的探測器數(shù)量裕量。
2.3電氣火災(zāi)的預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)
超高層建筑電氣線路無所不在，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，電氣絕緣損壞、短路和電弧造成的火災(zāi)占高層建筑火災(zāi)總數(shù)80﹪以上。電氣火災(zāi)的預(yù)防可采取以下措施：
2.3.1漏電火災(zāi)報警報系統(tǒng)
電氣接地故障中電弧性對地短路是引發(fā)電氣火災(zāi)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，使過電流保護器不能動作或不能及時動作來切斷電源，而幾百毫安的漏電弧產(chǎn)生的局部高溫可達2000℃以上，足以引燃周圍的可燃物而引起火災(zāi)。而漏電火報警災(zāi)報系統(tǒng)能準確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，能有效預(yù)防常見的因漏電導(dǎo)致接地電弧所引起的建筑物電氣火災(zāi)事故。
設(shè)計時應(yīng)注意：在消防設(shè)備、應(yīng)急照明、疏散指示標志和安防等因停電會造成重大經(jīng)濟損失及不良社會影響的電氣裝置或場所，應(yīng)安裝純報警漏電火災(zāi)探測器，報警但不切斷電源。
2.3.2極早期預(yù)警主動氣體采樣系統(tǒng)
一場火災(zāi)的發(fā)生，從醞釀到產(chǎn)生高熱大火，經(jīng)歷了4個階段：悶燃、可見煙、閃燃和高熱大火階段。傳統(tǒng)的煙感火災(zāi)探測器一般是在火災(zāi)進行到第2階段，即可見煙階段時，才會發(fā)生報警，最有效的撲救應(yīng)該在火災(zāi)還處于悶燃狀態(tài)下進行。對于主動抽氣式煙霧探測系統(tǒng)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(xiàn)潛在的火災(zāi)及時采取行動。變配電房設(shè)備有潛在的過負荷可能，存在火災(zāi)隱患，主動抽氣式煙霧探測系統(tǒng)靈敏度高可提前預(yù)警，避免火災(zāi)損失，也避免了大面積停電事故的發(fā)生。主動抽氣式煙霧探測系統(tǒng)還適合設(shè)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(nèi)電氣橋架、沿著鋼結(jié)構(gòu)敷設(shè)的電纜和主干線槽等，采用纜式感溫電纜或光纜。
3、廣播系統(tǒng)（早期預(yù)警語音疏散系統(tǒng)）
火災(zāi)中人員應(yīng)急疏散逃生的輔助設(shè)備或系統(tǒng)，目前主要依靠的是基于視覺的應(yīng)急疏散系統(tǒng)即應(yīng)急照明和應(yīng)急疏散指示系統(tǒng)。在真實的火災(zāi)中，由于視覺會受到煙氣的阻擋和限制，加上人員在火災(zāi)中心理上具有高度的恐懼感和盲目性，使得基于視覺的應(yīng)急疏散系統(tǒng)不能完全保證人員的疏散安全。此時可以發(fā)揮人員的聽覺感官。緊急廣播系統(tǒng)能夠及時通知火災(zāi)建筑物內(nèi)人員發(fā)生火災(zāi)的位置，應(yīng)當朝哪個方向疏散。但普通緊急廣播系統(tǒng)存在信息單一、不能同時對不同區(qū)域播放不同內(nèi)容和智能化程度低等缺點。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(yù)警語音疏散系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)對于超高層建筑來說是至關(guān)重要的：
1）發(fā)生應(yīng)急情況時，可以防止人群恐慌和混亂；
2）在消防員到來之前，協(xié)助實施自動語音疏散計劃；
3）自動處理預(yù)先設(shè)定應(yīng)對各種應(yīng)急事件的撤離疏散步驟；
4）與城市應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，相應(yīng)調(diào)動其他安全防范措施，應(yīng)對各種應(yīng)急事件。下面結(jié)合一個典型案例進行闡述：
3.1早期預(yù)警語音疏散系統(tǒng)應(yīng)用實例
某酒店所在大廈共80層，高390m，建筑面積達21×104m2，集辦公、餐飲、會展和購物等多功能于一體，設(shè)計獨特和設(shè)備先進，是高智能的現(xiàn)代化摩天大樓。該酒店設(shè)置了早期預(yù)警語音疏散廣播系統(tǒng)（EES）。如在酒店的40層發(fā)生緊急情況時，應(yīng)用EES疏散的程序如下：
1）應(yīng)急事件確認——由消防系統(tǒng)提供相對應(yīng)區(qū)域的火警信號至緊急面板進行報警。無人值守時，系統(tǒng)會在預(yù)先設(shè)定的時間內(nèi)（30秒）自動啟動語音疏散程序。
2）疏散撤離和預(yù)報警
a.第一時間疏散撤離（N±1層）：第一時間內(nèi)播放疏散撤離語音信息的樓層或區(qū)域包括：發(fā)生火災(zāi)的40層及火災(zāi)近鄰區(qū)（相鄰層39層和41層），第一時間播發(fā)播放疏散撤離語音信息，同時其它區(qū)域播發(fā)預(yù)警信息和阻止進入信息，疏散樓梯播發(fā)引導(dǎo)疏散信息等；
b.第一時間預(yù)報警：第一時間內(nèi)播放預(yù)報警語音信息的樓層或區(qū)域包括：42層至46層，33層至38層（47及32層為避難層）。在火災(zāi)區(qū)進行疏散撤離廣播的同時，其它鄰近區(qū)域也要進行預(yù)報警廣播，讓這些區(qū)域的人員在預(yù)報警的情況下有所準備，不會因為所有人第一時間聽到撤離疏散廣播就一起往有限的逃生出口大門擁擠。
3）擴散區(qū)域的疏散撤離和預(yù)報警——對發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域及相鄰區(qū)域逐漸擴散至N±2區(qū)播放疏散撤離語音信息，如38層，42層等；同時，剩下的區(qū)域繼續(xù)進行預(yù)報警語音信息廣播。當預(yù)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(xiàn)場時，可以通過緊急面板的“取消”按鈕即時終止早期預(yù)警語音疏散程序（EES）的自動廣播狀態(tài)，進行有秩序有步驟的人工疏散廣播。
4、安全技術(shù)防范系統(tǒng)
4.1車庫入口安檢系統(tǒng)
超高層建筑對電力系統(tǒng)的依賴程度很高。地下室是各種機房設(shè)施的所在，從結(jié)構(gòu)上來說，也是建筑物最薄弱的環(huán)節(jié)。一旦發(fā)生汽車炸彈恐怖襲擊事件，供電系統(tǒng)很可能會中斷，以電力作為動力能源的消防設(shè)施便會受到致命影響。而且廣播等弱電設(shè)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(mào)中心爆炸事件中，近1萬人花了9h才將在樓內(nèi)辦公的10萬人營救出來。超高層建筑一般為重要建筑，設(shè)置車庫入口安檢系統(tǒng)很有必要。車輛安檢系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)不同種類的車輛，具有較高的可靠性和檢測效率。車輛安檢系統(tǒng)應(yīng)配備自動升降路障，自動升降路障具備防車輛暴力闖越的功能。
4.2人員安檢和訪客管理系統(tǒng)
1）進入首層電梯廳的人員需經(jīng)過高速通道或道閘機，�？统挚ǖ浅穗娞荩琁C卡數(shù)據(jù)庫提供圖像對比功能，接待臺的值班員可在電腦前，對刷卡通行人員進行面部特征比對。
2）加強訪客管理與登記，通過類似可視對講的呼叫系統(tǒng)，接待臺值班員可與被訪單位的前臺溝通，確認訪客身份。有較高安全要求時期，可于場院區(qū)或大堂設(shè)立臨時安檢門強制安檢。車庫出入口應(yīng)有保安管理或設(shè)防，防止人員非法闖入。
4.3特殊場所的安防末端設(shè)備的設(shè)置
為預(yù)防非法之徒的蓄意破壞，在大樓的關(guān)鍵設(shè)施、敏感部位或人員密集場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禁。
2）各消防相關(guān)設(shè)備房加裝門禁。
3）直飲水間和開水間加裝門禁。
2）新風(fēng)機房加裝門禁。
3）生活水機房加裝門禁。
4）給中庭送風(fēng)的風(fēng)機房和空調(diào)機房加裝門禁。
5）變配電室、發(fā)電機房和鍋爐房等重要機房加裝門禁。
6）大型報告廳、宴會廳、劇場和電影院的通風(fēng)空調(diào)機房加裝門禁。
7）衛(wèi)生間是視頻監(jiān)控的盲點，安防的薄弱環(huán)節(jié)。建議在衛(wèi)生間門外走廊安裝攝像機，衛(wèi)生間內(nèi)安裝報警按鈕和傳聲器。
8）停車場是安全事故的多發(fā)地區(qū)，應(yīng)加強停車場的管理，不但對車道監(jiān)控，還應(yīng)對車位進行監(jiān)控。
9）疏散樓梯設(shè)置攝像機和傳聲器，以便對突發(fā)事件時的疏散人流進行觀察，獲取現(xiàn)場情況。
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(shè)計所忽視的場所。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(yīng)有作用還有可能起反作用，它的物理安全必須受重視。根據(jù)規(guī)范針對該機房的門禁、報警、監(jiān)控錄像、火災(zāi)探測等設(shè)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、窗等都應(yīng)該具備防盜防破壞的能力。
6、結(jié)束語
超高層城市綜合體的智能化系統(tǒng)的設(shè)計，不但要考慮到建筑物及業(yè)主的復(fù)雜的功能需求，使其具備可靠性、先進性及擴展性；還應(yīng)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。
