防火卷帘设计方案

防火卷帘设计方案（通用12篇）

防火卷帘设计方案 篇1

1 某中央商务区概况

项目规划用地面积为37 556.66 m2,总建筑面积为430 406.4 m2,其中地下建筑面积为124 175 m2,地上建筑面积为306 231.4 m2。甲级办公楼塔楼36层,建筑高度为185 m;五星级酒店塔楼29层,建筑高度约144.85 m;住宅塔楼53层,建筑高度为194.45 m;裙楼5层,建筑高度为34.35 m;地下4层,深度为20.975 m。

人员疏散方面按照规范规定,B1层所需疏散宽度为96.64 m,实际可直接疏散至安全区域的宽度为62.89 m,疏散宽度不足,相差33.75 m,不能满足规范的规定。现将裙房B1至L1的中间步行街部分考虑为亚安全区域,作为周围商业零售餐饮内人员安全疏散的过渡空间,如图1和图2所示。

B1和L1层的亚安全区域通过三个中庭连通为一体,未作防火隔断处理。设计中考虑在亚安全区域采用“窗喷+钢化玻璃”和“整体曲线防火卷帘”两种方式与周围商业零售餐饮进行防火分隔。三个中庭与B1和L1层的亚安全区域连通,中庭1和中庭3通至L2层,在L2层处通过防火卷帘与周围防火分区分隔;中庭2通至裙楼顶部,L2层以上通过防火卷帘与周围防火分区分隔,机械排烟口设置在中庭2的顶部。

2 消防设计可行性评估

在B1和L1层的消防设计中,将中间的步行街作为“亚安全区域”是解决疏散问题的关键,笔者从可燃物控制、灭火控制、防火分隔、防排烟系统等方面论述步行街作为“亚安全区域”的可行性。

2.1 可燃物控制

亚安全区的使用性质决定了对亚安全区火灾控制的主要目的是预防火灾发生。控制内部可燃物、防止亚安全区内部起火是保证其安全的先决条件。

(1)亚安全区在本建筑的日常使用中不但作为连通各商业区域的交通要道,同时还是顾客休息的重要场所,因而建成后的亚安全区内可能会布置桌椅等公共设施,要求采用不燃材料,如石材、金属材料等。

(2)本工程商业部分设计时档次定位较高,所以在亚安全区内会进行与之相匹配的装饰装修工程,应要求装修采用不燃材料,同时该区域内的装饰物也尽量采用不燃材料制品。

(3)亚安全区内的火灾荷载还可能包括节假日及各种活动期间的广告宣传条幅、陈设等,应要求这些行为由建筑物业部门统一规划和管理,活动期间应提高消防意识,防止火灾发生,活动结束时应立即拆除广告条幅和相关陈设物等。

(4)布置在亚安全区的电气线路均要求使用1级A类电缆电线并进行漏电保护,避免建筑使用年限增加后因电气线路老化等引起火灾。

(5)日常经营中亚安全区应杜绝使用明火,同时建议亚安全区作为禁烟区或单独设置吸烟区,杜绝人为原因引起火灾。

2.2 灭火控制

在有以上可燃物控制措施的基础上,保守认为还是有起火的可能性,为降低亚安全区本身的火灾风险,尽快熄灭和控制火灾,提出以下要求:

(1)亚安全区走道部分设置快速响应喷淋灭火系统;

(2)亚安全区中庭部分设置自动水炮灭火系统;

(3)周围商业零售餐饮设置快速响应喷淋灭火系统。

2.3 防火分隔控制

要保证亚安全区的安全,除降低其本身发生火灾的可能性外,还要最大程度地避免相邻商业分区对亚安全区产生影响。要达到这个目的,首先要求亚安全区和商业区域之间采用有效的防火分隔措施。

本工程中,亚安全区与相邻商业防火分区之间采用两种较为新型的防火分隔方式进行保护,一是“整体曲线防火卷帘”;二是“钢化玻璃+窗喷”。

2.4 防排烟系统

(1)亚安全区周围的防火分区按照规范设置机械排烟系统,尽量将烟气控制在防火分区内。

(2)亚安全区的走道设置机械排烟系统。一方面可将不利情况下周围防火分区未排尽的烟气在进入亚安全区后及早排走;另一方面,可以在亚安全区走道起火的状况下及时将烟气排走,维持亚安全区环境的安全性。

(3)亚安全区内有三个中庭,中庭2顶部设机械排烟系统,排烟量按三个中庭的体积计算。

设计的防排烟方案是否可行,通过数值模拟确定。

3 人员安全疏散模拟

亚安全区域与周边区域之间疏散关系复杂,大量人员需要通过亚安全区域进行疏散。各个区域的疏散不能独立于整层的人员疏散,相互之间均会影响到相邻区域的疏散。因此,疏散时考虑整层整体疏散,充分关注人员离开起火区域的时间、全体人员进入亚安全区域的时间和全体人员离开建筑内部进入安全区域的时间,综合分析现有亚安全区域的消防疏散安全性。

3.1 疏散人数确定

根据设计方提供的设计资料,确定疏散人数最多为9 685人。

3.2 疏散时间确定

人员疏散时间按报警时间、预动时间和人员从开始疏散到疏散至安全地点的时间之和计算,见式(1)。

TRSET=Td+Tpre+Tt (1)

式中:Td为报警时间,s,取为60 s;Tpre为预动时间,s,取为90 s;Tt 为人员疏散行动时间,s,采用STEPS疏散模型计算得为43 s。因此,人员疏散总时间为193 s。

4 火灾蔓延模拟

4.1 火灾场景A

选择亚安全区域周围采用“窗喷+钢化玻璃”最长的一段进行分析,长度为32.6 m。设定该防火分区内的零售店铺起火,起火位置如图1所示。

火灾场景A假定窗喷正常动作,“窗喷+钢化玻璃”分隔有效。火灾规模的选择参照上海市地方标准DGJ 08-88-2006《民用建筑防排烟技术规程》“设有喷淋的商场”为5 MW,考虑快速响应喷淋控制下应减少40%,确定为3 MW。起火所在的商铺面积较小,在封闭条件下,内部温度上升较快,排烟风机在280 ℃以上时可能会失效。因此,火灾场景A保守考虑商铺内的排烟风机失效。亚安全区域内的排烟有效。

(1)初始条件设置。

表1为火灾场景A初始条件。

(2)火灾烟气流动模拟。

采用FDS进行火灾烟气模拟计算。图3～图6给出了部分具有代表性的烟气温度和能见度分布图。

烟气温度:模拟过程中,在商铺疏散结束时(193 s),商铺内的上层烟气温度达到90 ℃,下层烟气温度达到35 ℃;在模拟结束时(1 200 s),商铺内的上层烟气温度最高为175 ℃,未达到180 ℃,下层烟气温度最高为45 ℃,未达到50 ℃。整个模拟过程中,亚安全区内的上下层烟气温度没有发生明显变化。

能见度:模拟过程中,商铺疏散结束时(193 s),商铺地面上方2 m处的能见度为19 m;模拟结束时(1 200 s),商铺地面上方2 m处的能见度都在18 m以上。整个模拟过程中,亚安全区内的能见度没有发生明显变化。

(3)“钢化玻璃+窗喷”安全性分析。

火灾场景A采用“钢化玻璃+窗喷”,在模拟的全过程中,亚安全区空间内距离地面2 m处的各项烟气特性参数均未达到人体的耐受极限,火灾场景A内的人员疏散可用时间大于1 200 s,具有较大的安全余量。亚安全区在较长时间内可供人员安全疏散,为消防救援力量救援灭火提供安全条件。

4.2 火灾场景B

选择亚安全区周围采用“整体曲线防火卷帘”第二长的一段进行分析,长度为50.6 m,此段位于地下一层的呈“孤岛”形状的防火分区。设定该防火分区内的零售店铺起火,起火位置如图1所示。

火灾场景B假定“整体曲线防火卷帘”正常降落,能够起到有效的防火分隔。火灾规模的选择参照上海地方标准《民用建筑防排烟技术规程》“设有喷淋的商场”为5 MW,考虑快速响应喷淋控制下应减少40%,确定为3 MW。火灾场景B考虑商铺和亚安全区域排烟都有效。

(1)初始设置条件。

表2给出了火灾场景B的初始设置条件。

(2)火灾烟气流动模拟。

图7～图10给出了部分具有代表性的烟气温度和能见度分布图。

烟气温度:模拟过程中,在商铺疏散结束时(193 s),商铺的上层烟气温度达到107 ℃,下层烟气温度达到31 ℃。321 s时上层烟气温度达到180 ℃,368 s时下层烟气温度达到50 ℃。整个商铺疏散过程中,亚安全区的上下层烟气温度都在50℃以下。

能见度:模拟过程中,在商铺疏散结束时(193 s),商铺地面上方2 m处的能见度为30 m,直到模拟结束都维持在30 m。整个模拟过程中,商铺和亚安全区的能见度都在30 m。

(3)“整体曲线防火卷帘”火灾安全性分析。

火灾场景B采用“整体曲线防火卷帘”,模拟全过程中(1 200 s),亚安全区空间内距离地面2 m处的各项烟气特性参数均未达到人体的耐受极限,火灾场景B的人员疏散可用时间大于1 200 s,具有较大的安全余量。亚安全区在较长时间内可供人员安全疏散,为消防救援力量救援灭火提供安全条件。

5 结 论

通过对亚安全区设计的定性及定量分析,只要从可燃物控制、灭火控制、防火分隔、防排烟系统、安全疏散等方面进行设计和管理,此工程中亚安全区的设置完全能满足火灾时人员疏散的要求。

参考文献

[1]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].

[2]DGJ08-88-2006,民用建筑防排烟技术规程[S].

[3]NFPA101,生命安全规范[S].

[4]李桂芳,赵伟,韩蕾.大型商业建筑的防火设计问题探讨[J].消防科学与技术,2011,30(6):511-514.

[5]高建民.高层建筑设置避难层若干问题探讨[J].消防科学与技术,2011,30(4):293-295.

[6]沈友弟.上海环球金融中心性能化防火设计[J].消防科学与技术,2009,29(8):584-586.

防火卷帘设计方案 篇2

通过本次班会，使学生在欢乐的.活动中掌握安全知识，增强学生的防范意识;教给学生一些自护自救的方法，学会冷静地处理各种紧急情况。

二、活动准备。

1、让同学们收集有关安全事故的新闻。

2、组织学生排演节目。

3、选好及训练班会主持。

4、了解一些安全知识。

三、本次班会的主要内容

安全是一种细节，是一种习惯，更是一种对生命热爱的体现!为了增强我们的安全防范意识，提高自我们的自救能力，为此我们准备了这次《冬季话安全》主题班会。

1、冬季已经来临,在我们身边有哪些安全隐患?

------防火、交通等

(一)防火安全

亲爱的同学们，火是人类的朋友，它带给我们光明，推动着人类社会走向文明。但是，火一旦失去控制就会造成灾难，古往今来，多少无情的火灾举不胜举。 请欣赏小品表演：《玩火》

你们看了这个小品后，学到了什么?

我学会了着火了，怎么办?

我学会了怎样报火警?

同学们你们学会了吗，让我来考考你们吧!

1、着火了，怎么办?

学生答

总结：发生火情，同学们一定要保持镇静。火灾初起阶段，一般是很小的一个小点，燃烧面积不大，产生的热量不多。这时只要随手用沙土、干土、浸湿的毛巾、棉被、麻袋等去覆盖，就能使初起的火熄灭。如果火势十分猛烈，正在或可能蔓延，切勿试图扑救，应该立刻逃离火场，打119火警电话，通知消防队救火。

2、怎样报火警?

学生答

总结(1)牢记火警电话119。没有电话或没有消防队的地方，可以大声喊话向四周求救，动员乡邻一齐来灭火。

(2)报警时要讲清着火地址。

(3)说明什么东西着火，火势怎样。

(4)讲清报警人姓名、电话号码和住址。

(5)报警后要安排人到街道口等候消防车，指引消防车去火场的道路。

(二)交通安全 ，起，死亡人数104372人，伤494174人。，中国共发生道路交通事故450254起，造成98738人死亡，造成

469911人受伤

可见，交通事故是造成人员伤亡最主要的原因之一，在平时的生活中我们应怎样做好交通安全?

1、“走路”的同学做到四个“不”

2、“候车”的同学做到二个“不”

3、“乘车”的同学做到四个“不”

浅析高层住宅防火设计 篇3

【关键词】高层住宅；防火

0.引言

近年來，我国城市化进程不断加快，高层住宅数量不断增加。但是由于各方面的原因导致高层住宅火灾频繁发生：首先是消防设施不健全，一些较早的建筑存在功能不全以及违规使用消防设施现象；其次是管理措施不到位，高层住宅的管理部门对高层住宅的消防安全不加以重视；此外由于高层住宅的施工时间较长，导致高层住宅存在一些先天性火灾隐患。因此，为了保证高层住宅住户的安全，高层住宅的防火设计要引起设计人员的高度重视。

1.高层住宅防火设计中存在问题

1.1 住宅设计复杂化

由于居民对居住环境要求越来越高，对于住宅的设计也越来越复杂。首先，室外过多的设置小桥流水以及亭台等，这样势必会影响消防车的通行。加之住宅用户的门大多是封闭的防火防盗门，消防队员很难进入室内灭火，只能靠云梯等装置。如果消防通道的设置不合理，消防车不能顺利通行，为火灾的扑救造成困难。其次，高层住宅在设计时，往往为了满足采光和通风的需要，设置采光通风凹井的内转角外窗，最近的边缘水平距离不能满足防止火灾蔓延的要求，导致火势容易向邻近住户蔓延。

1.2 外墙面的设计影响分隔纵向火。

高层住宅为了使室内更加明亮宽敞，常常设置大面积的落地低窗以及阳光室等。高层建筑的上下层之间保持1.2米以上才能够保证火灾不向纵向蔓延。但是高层住宅上下层之间一般在2.9米左右，落地低窗和阳光室外墙的设计很难保证有效高度。南方地区普遍使用分体式空调，有一种空调可以在上下层外墙的窗槛上安放机组，加之百叶窗的设计，虽然能够满足美观的要求，但是安装洞口没有进行很好的防火处理，对阻止火灾纵向蔓延不利。

1.3 水管道的设置不合理

今年来，为了提高住宅的住房率，高层居民住宅一般不设置给排水管道井，上下水管道常常是在厨房或者卫生间垂直明敷，厨房往往是火灾常发地。加之PVC硬质塑料管道也代替了原来的铸铁管道，一旦发生火灾，破损的管道往往成为火灾蔓延的主要途径。

1.4 燃气管道布置不合理

现阶段，必须通过管道对高层住宅提供燃气，但是远程抄表还没有普及，可能会由于燃气管道设置的不合理，而影响高层居民住宅的消防安全。由于住宅设置的特殊性，燃气管道不允许穿过楼梯等部位。为了实现户外抄表安全，设计人员常常将燃气计量表设置在楼梯间，然后外设安全门，一旦发生燃气泄漏，燃气很容易聚集在楼梯间，对高层住宅居民产生威胁。

2.高层住宅防火设计的几点建议

2.1家庭装修材料的选用

火灾的发生往往是由于厨房的灶具使用不当，而住宅内部的木地板、墙纸以及木门、窗帘等均是易燃品，一旦发生火灾，火势会迅速蔓延。因此，选择室内装修材料时要充分考虑装饰物以及家具的耐火性等。高层住宅的住户在进行装修时，要选择经防火处理的难燃、难爆的地毯、窗帘等室内装饰品。

2.2 安全疏散楼梯设计

保证同一楼层的住户能够从不同位置到达本层最近的一个出口，疏散通道必须要满足规范的要求。住宅建筑重要的垂直疏散通道包括防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室等。为了保证良好自然排烟，在楼梯间要有一定的开窗面积，且在墙面上方设置方便开启的排烟窗。同时要在封闭的电梯间、楼梯间等增设机械排烟及通风系统，保证疏散楼梯间没有可燃装修且能够直接通向室外。

2.3建筑外墙保温防火设计

建筑外墙保温设计包括建筑外墙内保温、外墙夹芯保温和外墙外保温，目前高层住宅不仅应该保证墙体的保温性能还要加强对系统和整体防火安全性能的提高。在建筑超过一定的高度时，要有专门的防火构造处理，在一定楼层间隔要设置岩棉板的隔火条带。由于空腔结构存在整体连通空气层结构，火灾发生时很容易导致火势的迅速蔓延，因此墙体设置成无空腔结构，不仅能够保证墙体的保温性能，还大大减少了火灾的危险性。

2.4 防排烟设计

高层住宅一旦发生火灾，防排烟不及时将会造成由于烟气中毒而造成人员死亡，因此防排烟设计在高层住宅防火设计中不可缺少。防排烟方式分为两种，一种是自然方式，就是将烟气通过外窗、阳台及至天井直接排出，利益重视机械方式，包括减压排烟和加压防烟两种方式。其中自然防烟容易受到当时的风向以及地区的影响，在居住建筑高于100米时不宜采用自然排烟方式。对于机械排烟而言，减压排烟主要用于地下室、中庭、疏散走道以及一些封闭空间等，加压防烟主要品用于防烟楼梯间及合用前室等地方。

2.5 消防给水设计

火灾发生时，由于消防给水不足造成扑救不及时，导致不必要的人员损失现象严重，消防给水系统由消防水源、水箱(屋顶及分区减压水箱)、水泵、控制室、消防管网和消火栓等几部分组成。高层住宅室外的消防给水管道应布置成环状，消火栓要能够便于消防车取水；室内给水管道应该与生活用水分开，给水管道也应布置成环状。消防水泵是消防给水系统的心脏，为了保证消防泵能够在火灾发生时及时、可靠的运行，在选用消防泵时注意其使用性能、安装数量、其安装与开启方式均应符合要求。对于室内消火栓，应设置在比较明显的部位，如走道、楼梯间等，在确保方便使用的同时还要保证两股有效水柱能够同时到达。

3.结论

由于高层住宅的特殊性，导致在防火设计中常常遇到一些问题，因此在进行高层住宅的防火设计时要严格执行高层民用建筑设计的防火规范，将每一个住户作为一个完整的防火隔间，避免火灾的迅速蔓延，防止不必要的人员伤亡和经济损失。

【参考文献】

［１］杨正国.高层居民住宅防火设计应注意的几个问题.消防技术与产品信息，2003,(5)：16-17.

［２］GB 50045-95,高层民用建筑设计防火规范条文说明.

［３］包东华,刘建新,刘铁峰.论高层住宅的防火设计.技术交流,2003,(8)：32-33.

［４］张晔.浅析高层住宅建筑的防火特点.山西建筑,2008,(11):205-206.

［５］张秀娟.高层住宅防火问题探讨.消防技术与产品信息,2010,(6):14-16.

某体育馆防火设计方案优化分析 篇4

1工程概况及防火设计中的问题

某体育馆占地面积10 781m2,建筑面积17 420m2, 主体1层,局部4层,建筑高度23.7m,总座位数5 053个,属中型甲级体育馆,耐火等级为二级,设计使用年限50a,项目首层平面图如图1所示。该项目设有完善的消防设施,但在建筑防火设计上,该项目存在的主要问题有以下两点:

(1)该项目比赛大厅为一个整体的高大空间,比赛大厅、观众席划分为一个防火分区,面积约为8 690m2,防火分区面积超过现行国家标准GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(以下简称“建规”)的规定。

(2)首层比赛场地内的人员在进行疏散时需要先经过首层部分通道,然后直通室外,疏散距离最大为50m, 超过“建规”的规定。

2优化方案分析

针对该项目存在的主要问题,提出的优化设计方案应满足如下基本要求:

(1)防火分区的划分应能有效降低火灾危害,将火灾的财产损失控制在可接受的范围之内,使其在发生火灾时将建筑火灾控制在设定的防火空间内,而不会经水平方向和竖向向其他区域蔓延;

(2)建筑内应具有足够的安全疏散设施保证人员的生命安全,并能使建筑内的人员在规定时间内能够安全疏散至室外安全区域。

2.1.1体育馆首层

为了减少首层比赛场地内人员的疏散距离,比赛场地的5个出入口处设置安全通道通向室外,如图2所示。 具体设计措施如下:

(1)通道采用防火墙、甲级防火门与其他部位进行分隔,功能用房不向通道内开门;

(2)通道内装修材料的燃烧性能为A级,且通道不 用于除人员通行外的其他用途;

(3)通道内设置应急照明和保持视觉连续的疏散指示标志,疏散标志间距不大于3m;

(4)一层门厅布置室内消火栓,消火栓箱内均配消防软管卷盘和灭火器;

(5)比赛大厅设置机械排烟系统和双波段图像型火灾探测系统,排烟量不小于540 000m3/h。

2.1.2体育馆二层

(1)观众休息厅仅作为人员集散之用,而不用做其他功能用途,不堆放任何可燃物。

(2)观众休息厅地面、墙面和顶棚等装修材料的燃烧性能为A级。

(3)观众休息厅内设置自动灭火系统、火灾自动报警系统和机械排烟系统,自动喷水灭火系统采用快速响应喷头,机械排烟系统的排烟量按不小于60 m3/(m2·h) 设计。

(4)对于贵宾厅与观众休息厅之间的防火分隔,要求采用耐火极限不低于3.0h的不燃烧体隔墙分隔,门采用甲级防火门;贵宾厅与比赛大厅之间采用耐火极限不低于2.0h的C类防火玻璃进行分隔,如图3所示。

2.1.3其他功能用房

观众席看台顶部的安保观察室、声光控制室、灯光控制室和观察室等房间面积不超过100m2,要求各功能房间之间采用耐火极限不低于2.0h的不燃烧体隔墙进行分隔,与比赛大厅之间采用耐火极 限不低于2.0h的C类防火玻璃进行分隔。

3可行性分析

针对该项目存在的主要消防问题,运用消防安全工程学原理,根据火灾危险性设定合理的火灾场景并相应地设定疏散场景,对设定火灾场景下的火灾烟气、温度等火灾动力学参数以及设定疏散场景下的人员疏散情况进行模拟分析计算,得到人员的可用疏散时间(TASET)和必需疏散时间(TRSET);最后通过比较这两个时间,即可确定疏散设计的可行性。当TASET>TRSET时,可以认为建筑设计中的疏散设计可行;反之,则需要修改设计,重新进行了分析计算。

3.1火灾场景分析

该项目设定了6个火灾场景,如表1所示。

综合考虑火灾的可能性与潜在的后果,从可能的火灾场景中选择出供分析的火灾场景。该项目火源位置分别设置在建筑一层比赛场地中心和观众席内看台,主要考核本层和上部人员安全疏散的可行性。

3.2火灾烟气蔓延及人员可用疏散时间分析

人员可用疏散时间分析主要是根据设定相应的火灾场景,通过模拟烟气的运动规律来计算烟气层的温度、高度、对流热以及能见度、CO含量等,以此判断能否将火灾控制在设定的防火区域内,并验证本建筑内的消防设施能否阻止火灾烟气达到影响人员疏散安全的极限值。根据火灾蔓延及烟气流动状态模拟分析计算结果,对应上述各参数的极限值确定各火灾场景下的人员可用疏散时间。模拟结果显示,除火灾场景3中看台顶部的人员可用疏散时间为1 680s外,其余火灾场景下的人员可用疏散时间均大于1 800s。

3.3人员必需疏散时间分析及判定

人员疏散分析主要是根据建筑特点和人员荷载,结合火灾模拟研究结果,计算在最不利情况下,建筑内各区域人员在现有疏 散宽度和 距离情况 下所需要 的疏散时 间,为优化人员疏散方案提供设计参考依据。分析时应考虑疏散人数、人员行走速度、安全出口的计算宽度以及人员构成等因素,人员数量主要根据不同建筑的使用功能,参照现行规范按人员密度或建筑设计容量确定,该项目为体育场馆,平时主要使用功能为训练和比赛,疏散人员主要为观众和工作人员等,观众区人员数量按照固定座位数确定。该项目在考虑到楼座、池座及活动看台和工作人员数量后,确定需要疏散的人员数量为7 093人。

疏散场景的设计总体原则为找出火灾发生后,最不利于人员安全疏散的情况。通常考虑火灾发生在某一疏散出口附近,使该出口堵塞不能用于人员疏散。在此基础上,确定相应的疏散场景,如表2所示。

火灾发生后,并不是所有人员均立即进行疏散。为了方便统一地描述人员必需疏散时间,通常将人员必需疏散时间化分为报警时间、响应时间和疏散行走时间等三部分。报警时间是指从火灾发生到火灾自动报警系统报警这段时间,在设有火灾自动报警系统的项目中,通常在火灾发生的初始阶段就能被周围人员发现;响应时间是指人员接收到警报之后到疏散行动开始之前的这段时间间隔,一般根据建筑物用途及特性确定;而疏散行走时间则根据疏散模拟分析软件进行分析确定。

通过利用人员疏散模拟软件的疏散分析,确定了不同疏散场景下的人员必需疏散时间,并与人员可用疏散时间进行对比判定,结果如表3所示。

通过结果分析可知,对于体育馆比赛大厅和观众厅, 在设定火灾场景的工况下,在机械排烟系统有效开启时, 建筑内观众区内的人员可以在危险来临之前疏散至安全区域;机械排烟系统失效时,烟气层下降速度增加,观众区上层区域人员的可用疏散时间降低,但观众区内人员仍能够在危险来临之前通过前厅疏散至安全区域。

4结论

该项目在防火分区扩大和疏散距离增加后,在优化方案的基础上,可以得到如下结论:

(1)该项目的防火分区划分及防火分隔措施可有效阻止火势蔓延,能够满足建筑整体消防安全的要求;

防火安全演练方案 篇5

为加强学校重大突发安全事件处理的综合指挥能力，提高紧急救援反应速度和协调水平，有效地预防和及时处置校园中突发的安全事故，切实保障广大师生的安全，确保学校长治久安，特举行本次火灾疏散演练。

二、组织领导：

总指挥：王大体副总指挥：胡述海贾涛

三、演练时间：

星期四上午第三节课。

四、演练地点：

北教学区

五、演练分工：

各班主任：负责带领本班学生安全撤离至指定位置

灭火组：王天广、王家阳(兼火源准备)和未安排任务的非班主任

救护组：张莹、李英展(国旗台下待命)

场地组：胡述雨、王振霞(下操场，负责班级排队协调及各班人数统计)

楼梯口及交通要道处负责：

六、预演效果：

学校教学楼突发火灾，学校紧急启用突发事故紧急预案。学生疏散、灭火、紧急救助等工作顺利展开，20分钟后，全体学生撤离至安全地带(下操场)，着火处火源被成功扑灭。

七、演练过程：

1、第三节课，全体学生和班主任教师正在本班教室内安静地上课，10：25左右总指挥接到火灾报告(模拟火灾地点为教学楼一楼教室)，总指挥迅速命令胡述海老师用校园广播通知各班。并通知门卫拨打急救电话并打开学校大门守侯。

2、听到警报后，各负责人迅速赶到指定位置开展工作;各班主任老师，迅速组织本班学生在班级门口排队。

3、灭火组和救护组迅速到场地开展工作。班主任老师带领本班学生在相关负责老师指挥下迅速撤离。

4、在撤退过程中，有教师来报，五一班有位学生因腿伤无法撤退，救护组老师迅速行动，协助该同学撤离。

5、各蹲点处负责老师在学生全部撤离完毕后，迅速检查所在楼层教室，检查是否有学生尚未撤退，并视情况采取措施。

6、各班撤离至安全地带后，迅速向场地组王振霞汇报学生人数，确认后王振霞向总指挥汇报。

7、总指挥讲话。

8、各班返回。

八、撤退路线：

按照早操顺序在班主任带领下回各自班级。

黄台岗镇第三中心小学

演练过程：

1、第三节课，全体学生和班主任教师正在本班教室内安静地上课，10：25左右总指挥接到火灾报告(模拟火灾地点为教学楼一楼教室)，总指挥迅速命令胡述海老师用校园广播通知各班。并通知门卫拨打急救电话并打开学校大门守侯。

2、听到警报后，各负责人迅速赶到指定位置开展工作;各班主任老师，迅速组织本班学生在班级门口排队。

3、灭火组和救护组迅速到场地开展工作。班主任老师带领本班学生在相关负责老师指挥下迅速撤离。

4、在撤退过程中，有教师来报，五一班有位学生因腿伤无法撤退，救护组老师迅速行动，协助该同学撤离。

5、各蹲点处负责老师在学生全部撤离完毕后，迅速检查所在楼层教室，检查是否有学生尚未撤退，并视情况采取措施。

6、各班撤离至安全地带后，迅速向场地组王振霞汇报学生人数，确认后王振霞向总指挥汇报。

7、总指挥讲话。

研究建筑设计防火规范 篇6

关键词：建筑设计；防火规范；策略

一、建筑设计中规范防火的意义

防火设计直接关系到使用者的生命和财产的安全。所有这些法律、法规和行业标准都是为保障建筑的安全而制定的，是设计的重要依据之一，特别是规范中许多条文都是属于强制性条文。每项工程、每位设计人员都必须严格遵守，不得懈怠。

二、有效的规范设计的防火办法

社会主义建设和公民生命财产的安全是我国全面发展的重要内容，因而，制定了在城镇规划和建筑设计中贯彻“预防为主，防消结合”的战略方针。众所周知：人民的生命安全及财产权是民之根本，但是将人权与财权放在一起相较是不可取的，无论在何时何地，以公民的生命安全为先毋庸置疑，所以，在消防人员扑灭火灾时，先救人后灭火，是每个消防队员的基本准则。自然而然，在进行设计防火设施时，必须首要考虑到人的安全疏散和保护，之后再考虑消防设施的有效与合理。

2.1 防火设计的方式

依照指定的条例去落实是目前所能使用的防火办法，因而根据所要设计的建筑的现有状况而进行设计，是设计师仅有的选择，在规范中确定设计的指标就好比教师的照本宣科，毫无新意，局限的不仅只是设计者的才能，还束缚着我国建筑方面的发展。

2.2 防火设计的性能化

在消防安全工程学基础上设立的新型的建筑防火设计方法即是防火设计的性能化，不但要在运用消防安全工程学的原理的同时，还要在了解建筑物的结构、用途及内部可燃物等方面的具体情况下，对建筑的火灾危险性和危害性进行预测和评估，得到最优的设计方案。推行建筑防火性能化设计是丰富建筑艺术、推广新技术的最佳途径采用现行规范进行建筑设计禁锢了建筑师的创新思维，传统上，规范都指定或规定建筑设施的方方面面：结构要求、耐火要求、机械系统、电气系统、消防系统等等。性能化防火设计具备更广泛的一致性、性能化设计也是系统化的设计、它借助多种分析工具增加性能化设计的可靠性、性能化设计提供廉价而有效的防火系统，但同时，借助多种性能化防火设计作为一种发展中的防火设计方法，没有经过工程实例的反复检验和改进，还是一种不是很成熟的设计方法。相信在今后的发展中这一问题将被完美解决。

三、有效便捷的建筑设计

3.1 有效的疏散通道以及灭火装置

要减小火灾伤亡率，防微杜渐，那么在烟熏中毒和房屋倒塌而遭到的严重的伤害时，必须尽快撤离；因此建筑设计时要将安全的疏散纳入设计理念之中。公共建筑的安全出口一般不得少于两个，在人员密集的公共场所，必需经过精密的计算安放更多的出口。楼梯为楼层的安全出口，在火灾中开敞的楼梯间易导致火的蔓延，请勿行之！而且封闭的楼梯间能将烟气阻挡在外，同时也利于人员的疏散。在高层在设计中应设临时避难所，如有必要可以设屋顶直升飞机，从空中进行人员的疏散，另，疏散通道上要设紧急照明灯、疏散的方向指示灯和安全出口灯，为此应要求建筑物设有完善的安全疏散设施。

此外，灭火装置的设计应注重有效性及合理性。灭火器应设置在明显的地点（能使人们一目了然地知道何处可取灭火器，减少因寻找灭火器而花费的时间，及时有效地将火灾扑灭在初起阶段）、灭火器更应设置在便于人们取用（包括不受阻档和碰撞）的地点、灭火器的设置不得影响安全疏散（不仅指灭火器本身，而且还包括与灭火器设置相关的托架和灭火器箱等等附件都不得影响安全疏散火器在某些场所设置时应有指示标志）、灭火器不应设置在潮湿或强腐蚀性的地点）以及应有保护措施、设置在室外的灭火器应有保护措施。

3.2 设置有效地消防通道

消防通道是类似于在居民小区里的某条环形车道，可以在火灾发生时供车辆通行。与道路的设计相结合，在建筑物四周设置适宜的消防通道，以保障火灾发生时消防车畅通行驶，且能够及时到达火灾现场，实施扑火救援受灾人民的工作，为消防扑救工作创造先决有利的条件。因此，人们在室内装修中使用的材料尽可能是不燃或者难燃化，才能杜绝火灾的发生和延缓蔓延时间和速度。

3.3 合理有效的楼梯间

楼梯是垂直疏散的唯一通道，而确定楼梯数量和楼梯总宽度是建筑防火设计的关键。疏散楼梯的合理设置很重要，应尽可能利用自然通风采光，例如在商场四周外墙设置封闭楼梯间，省去前室面积，同时，疏散楼梯间疏散有效宽度主要由前室门或封闭楼梯间门为首要确定要素，另，封闭楼梯间与地下室楼梯共用一个楼梯间时，因地上、地下楼梯间在首层作了防火隔断，地下室楼梯段不能自然通风、采光，此时地下室楼梯段按防烟楼梯间设计。疏散楼梯设计的规范非常重要，很多设计院只看到了“疏散楼梯”，却没有发现规范指的是“室内疏散楼梯”，每个疏散楼梯都有自己的最大保护面积，同时，在最大保护面积内，本楼梯疏散不了的，就得增加宽度或加设楼梯，以形成人员较为均匀疏散的结果。在实际工作中，设计者不应生搬硬套，而是要在理性、客观、全面进行分析、评估的基础上，提出科学的方案，为消防战斗员的灭火工作提供一个安全有效的环境。所以，设计者应做到设计合理，措施得当，立足自防自救，做到安全适用、技术先进、经济合理。

3.4 设置有效的排烟设施

机械加压送风与开启外窗是建筑的两种排烟方式，设置专用的排烟口、排烟管道及排烟风机等是使用机械排烟的方法，将火灾发生时产生的烟气和热量排至室外。自然排烟则利用火灾时产生的热压，通过可开启的外窗或排烟窗将烟气排到室外。虽然《高规》允许并部分提倡疏散楼梯间及前室采用自然排烟，但是允许烟气排进安全保护区域，机械加压送风比之更为安全可靠，故而不具备自然排烟条件的建议不使用此方式。建筑设计中防火规范对于公共场所中的游戏厅和娱乐场所进行布置走道的两侧以及按要求进行设计安全出口的距离的同时满足最远房间的疏散门，都应按要求设置防烟设施，不仅如此，多层建筑及高层建筑均应设置排烟设施。多层民用建筑要在一二三层设排烟设施，可设在四层或以上的區域。由于建筑物在火灾发生时产生大量浓烟，因此，不管在地下建筑、高层楼梯间、走道及消防电梯中，都需要设置排烟设施。

四、结束语

建筑的防火设计要求复杂且综合性强，作为建筑设计的重要组成部分，它不但囊括了建筑设计的一切过程，还遍布涉及了各个行业。所以，专业人员必须从方案入手，在脚踏实地地对建筑防火设计做出全面、周密的考虑和决策的同时，还要认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针和法规，采取防火措施，杜绝和减少火灾危害性，从而保障广大人民群众的生命安全和财产的损失。这是建筑设计人员所必须具备的职业技能和职业素质，同时也是建筑设计人员的责任所在，需要设计者尽心尽力地投身其中，对人民负责，对国家负责。

参考文献

[1]刘江红.消防技术标准规范汇编[M].中国计划出版社，2010，7.

防火卷帘设计方案 篇7

关键词：航站楼,防火设计,消防安全

1工程概述

某机场新建的航站楼建筑平面呈“U”型布置, 由主楼和2个指廊组成, 为国际和国内旅客合用的两层式航站楼, 设计满足2020年1 750万旅客的吞吐量, 新增机位数30个。航站楼面积为249 571.75 m2。航站楼屋面为曲线形, 主楼屋顶最高点标高为35.958 m, 檐口最低距地高度为21.990 m, 指廊檐口高度最低为16.816 m。

2防火设计难点

2.1 防火分隔

航站楼共划分了31个防火分区, 其公共区有3个分区的建筑面积难以满足规范的要求, 如表1所示。

2.2 安全疏散

由于航站楼面积大, 横向、纵向距离均较长, 加之航空安全管理的需要, 使得人员的疏散距离较长。以首层为例, 行李分拣厅、行李提取大厅、迎客大厅为3个独立的防火分区, 行李提取大厅处于2个防火分区之间, 提取厅内人员只能通过两端疏散通道向空侧进行疏散。以各安全出口为圆心、37.5 m为半径画圆, 首层有部分区域不能被包括在圆内, 主要集中在行李提取大厅, 大厅内人员的最大疏散距离约为204 m。

3初步解决方案

3.1 防火分隔

航站楼公共区内可燃物的一个重要特点是相对集中, 公共区内走道占有较大的面积, 基本没有可燃物, 可燃物主要集中在配套的服务设施内, 如商铺、餐饮店、休息室等。针对上述特点, 为阻止火灾和烟气蔓延, 可采取区别于常规划分防火分区的方式, 通过限制可燃物房间的面积、将可燃物集中的房间与航站楼其他区域进行有效分隔等措施, 达到与划分防火分区等效的目的。

(1) 商铺、餐饮店。

设置耐火极限不低于1.00 h的顶板, 其与公共区连通处的顶部周围设置高度不小于50 cm的挡烟垂壁;各商铺、餐饮店之间隔墙的耐火极限不小于2.00 h, 隔墙两侧沿走道外墙为宽度不小于2 m、耐火极限不低于1.00 h的实体墙;单个商铺、餐饮店的面积分别不大于200 m2和500 m2, 商铺连续布置的总建筑面积不应大于2 000 m2。

(2) 休息室。

采用耐火极限不低于2.00 h的不燃烧体隔墙和不低于1.00 h的不燃烧体顶板与其他部位分隔, 单个休息室的面积不大于500 m2, 直接通向公共区的房间门或疏散门采用乙级防火门。

(3) 办公室。

采用耐火极限不低于2.00 h的不燃烧体隔墙和不低于1.00 h的不燃烧体楼板与其他部位隔开, 直接通向公共区门采用乙级防火门, 开向公共区的窗采用耐火完整性不小于1.0 h的C类防火窗。

(4) 设备用房。

消防控制室、消防水泵房、排烟机房、灭火剂储瓶室、变配电室、通信机房、通风和空调机房等房间, 采用耐火极限不低于2.00 h的不燃烧体隔墙和不低于1.50 h的不燃烧体楼板与其他部位隔开。隔墙上的门采用常闭的甲级防火门。

(5) 厨房。

明火作业厨房采用耐火极限不小于2.00 h的不燃烧体隔墙和不低于1.50 h的楼板与其他区域进行分隔, 隔墙上的门采用乙级防火门。

3.2 安全疏散

(1) 疏散人数。

我国现行的相关标准均未给出机场航站楼的人员密度值。在确定航站楼内人数时, 将根据国内同类项目的设计经验以及航站楼可研报告中关于高峰小时人数的预测值为设计依据, 并在此基础上考虑一定的集中系数, 见表2所示。

(2) 疏散距离。

由于行李提取厅、迎客大厅空间开阔, 有一定的蓄烟纳热能力, 并且两个区域之间严格采用防火墙进行分隔, 因此, 为减小行李提取厅人员疏散距离, 行李提取厅内人员可考虑向迎客大厅进行疏散, 即国际行李提取厅、国内行李提取厅在不违背航空安全管理的前提下, 分别在防火墙上增设通往迎客大厅的甲级防火门作为疏散出口。由于航空安全管理需要, 增设的疏散门可设置门禁系统, 但门禁系统应与火灾自动报警系统联动, 保证火灾或停电时能自动解禁。

在增设疏散出口后, 行李提取厅内人员最大疏散距离由204 m降低到80 m, 疏散距离不满足规范要求的区域的面积由14 012 m2降低到8 634 m2。

4可行性分析

4.1 设定火灾场景

设置5组10个典型的设定火灾场景, 见表3所示。

4.2 疏散场景及模拟结果

疏散场景的设计总体原则为“可信最不利”, 通常考虑火灾发生在某一疏散出口附近, 使该出口堵塞不能用于人员疏散。疏散场景及人员安全性判定模拟结果见表4、表5所示。

模拟结果表明, 航站楼的防火分区划分及防火分隔能够有效阻止火势蔓延, 满足建筑整体消防安全要求;在设定火灾场景下, 航站楼内的人员能够安全地疏散到室外安全区域, 疏散设计能够保证人员的安全疏散。因此, 设计中提出的防火分隔和安全疏散设计方案可行。

参考文献

[1]公安部天津消防研究所.建筑物性能化防火设计技术导则[R].国家十五重点科技攻关项目专题研究报告, 2004.

防火卷帘设计方案 篇8

1 工程实例概况

该马戏场馆位于厦门市集美区, 主体为单层, 其钢结构屋顶长轴跨度为119m, 短轴跨度为94m, 为大空间大跨度室内建筑。马戏场馆檐口高度为23.6m, 穹顶最大高度达到44.0m, 建筑总面积为19 127m2, 其中地上建筑面积为16 411m2, 地下建筑面积为2 716m2, 设计总座位为8 500个, 建成后将成为目前国内最大的室内马戏表演馆。该马戏场馆设计为椭圆形状, 观众看台分为4层, 以表演舞台为中心圆心向周围放射分布。马戏场馆主要功能划分为:地下一层为设备房, 一层为马戏看台、马戏表演舞台及马戏后场, 看台夹层处为部分设备房、演员更衣厅、观众疏散厅等。观众席布置和建筑剖面详见图1、图2, 共设计安全出口14个, 总疏散宽度为62m。场馆内设计有室内消火栓、舞台雨淋系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统以及机械排烟系统等。

2 防火设计存在的难点

2.1 防火设计依据

目前, 国内对于马戏场馆建筑没有明确的建筑设计规范, GB 50016-2006《建筑设计防火规范》 (以下简称“建规”) 中对于体育馆、剧场、礼堂均有明确的规定, 但未明确马戏场馆的防火设计要求。

2.2 防火分区

“建规”第5.1.7条规定, 民用建筑在设置自动灭火系统时, 一、二级耐火等级的建筑最大允许防火分区面积为5 000m2。该马戏场馆观众区面积约为7 000m2, 表演区及后台区总面积约为2 500m2, 而场馆为大空间大跨度的建筑, 观众区、表演区、后台区难以进行防火分隔, 整个防火分区面积达到9 500m2, 超过“建规”规定。

2.3 人员疏散

马戏场馆作为人员密集的公共建筑, 其人员疏散体系是消防安全设计的核心。该场馆的最大观众数量为8 500人, 如何将众多人员在火灾事故发生时安全疏散到室外和安全地带, 是此类场馆的消防设计难点。

2.4 舞台口部防火分隔

“建规”第8.5.2条和JGJ 57-2000《剧场建筑设计规范》规定, 对于较高等级和达到一定座位数的剧场、会堂或礼堂的舞台口部位宜设置防火幕或水幕系统保护, 在JGJ 31-2003《体育建筑设计规范》中未对此做出要求。由于马戏场馆的构造与剧场建筑存在一定差别, 表演区通常处于建筑中心的最底部, 上部顶棚为钢结构且高度较高, 难以设置防火幕或防火分隔水幕。

2.5 钢结构防火保护

该马戏场馆观众区和舞台上部空间采用了钢结构屋面, 钢材虽为不燃材料, 但耐火性能差, 如果建筑中的钢结构没有采取防火保护措施, 一旦发生火灾, 结构很容易遭到破坏而坍塌。但该马戏场馆为大空间的高大钢结构建筑, 发生火灾时内部的升温曲线不同于普通建筑, 钢结构是否进行防火保护也是需要分析的问题之一。

3 防火设计解决方案

3.1 确定防火设计依据

室内马戏场馆从观赏角度来看, 观众区与舞台区之间无明显界限, 类似室内体育馆;从表演形式来看, 场馆内设有舞台、葡萄架、演出后场等功能区, 与剧场接近, 是同时具有体育建筑和剧场建筑特点的室内场馆。另外, 由于室内马戏馆主体通常为单层建筑, 符合适用“建规”规定的公共建筑。因此, 对于该马戏场馆的防火设计, 笔者认为可以依据“建规”、JGJ 31-2003、JGJ 57-2000有关条文执行。

3.2 性能化防火设计解决途径

通过以上分析, 马戏场馆的防火设计符合采用性能化设计评估方法的情形, 可通过性能化设计评估分析其防火分区、人员疏散、钢结构防火保护设计是否达到火灾时保障人员的生命安全和建筑结构安全的设计目标。

3.2.1 防火评估分析

针对马戏场馆防火分区过大不满足规范要求问题, 设计中主要应围绕可燃物数量、火源管理、防火分隔措施三个方面进行控制, 以此作为性能化设计评估的前提。

为降低火灾发生的可能性, 减小火灾规模, 设计中应严格控制建筑内的可燃物数量。马戏场馆内主要可燃物是连续摆放的观众区座椅。为增加座椅被引燃的难度, 减缓火灾的蔓延速度, 场馆内不应使用高分子易燃材料制成的软椅, 而改用金属或经阻燃处理的材料制成的轻质座椅, 确保场馆内座椅的燃烧性能不低于B1级。舞台部分的传统幕布也是容易被引燃的可燃物, 一旦幕布被引燃将迅速形成立体燃烧的火灾。为防止传统幕布被引燃, 可以采用不燃材料替代。例如, 使用金属网眼纱作为背景幕布, 同时作为舞台与后场的表演场景分隔, 其效果也能和马戏表演相呼应。另外, 在观众区上部马道中的电气线路较多, 为减少和避免发生电气火灾的可能性, 场馆内消防设施的供电线路可采用矿物绝缘电缆, 其他用电线路采用低烟无卤耐火电缆或电线。

马戏场馆内的火源管理在设计中应当提前考虑。马戏表演与传统文艺表演不同, 演出当中部分节目不可避免地会使用小型火圈、火盆以提高观赏效果。除此以外, 表演期间应严禁动用明火, 尤其是可燃气体和可燃液体类明火, 还应严禁燃放各类烟花及焰火类特效。场馆内的前厅等人员疏散通道两侧商店也不应设置使用明火加热的餐饮场所。

马戏场馆内的辅助用房一旦发生火灾, 可能威胁人员和主场馆的消防安全。为控制火灾规模及过火面积, 避免大面积火灾蔓延情况发生, 对于疏散前厅、疏散走道与观众区之间采用实体墙进行分隔, 马戏场馆内的设备用房、储藏间、化妆间、贵宾包厢等功能房间与其他部位进行分隔, 舞台与后台、下部台仓分隔, 舞台的天桥、渡桥码头、平台板、栅顶采用不燃烧体都是必要的防火分隔和处理措施。

3.2.2 火灾场景设定和安全分析

为便于分析马戏场馆设计在火灾时能否保障人员和建筑安全, 性能化设计中通常采取预设火灾场景的方法进行评估。火灾场景的设定必须包含最不利条件下的火灾场景, 如火灾发生在疏散出口附近并导致该疏散出口不可利用、自动灭火系统或排烟系统失效而导致火灾持续发展和大面积蔓延等。图3为该项目预设的4个火源位置。 (1) 火源位置A:火灾发生在马戏馆舞台, 可燃物为舞台道具、服装箱等; (2) 火源位置B:火灾发生在某安全通道附近的观众区, 可燃物为座椅; (3) 火源位置C:火灾发生在某安全通道附近的观众区, 可燃物为座椅; (4) 火源位置D:火灾发生在某安全通道附近的观众区, 可燃物为座椅。

依据火源位置的设定, 对不同条件下的火灾场景运用火灾动力学模拟软件FDS对建筑内的火灾及烟气蔓延情况进行模拟和计算, 分析各火灾场景下的安全情况。通过模拟计算, 在各火灾场景下, 该场馆安全出口附近的各项参数极限值详见表1。括号内的数值是达到临界值的时间。

3.2.3 人员疏散评估分析

该项目中, 场馆观众区共设计了12个疏散通道和4个疏散楼梯疏散人流, 设计疏散人流总股数为70股。观众可通过疏散通道及疏散楼梯疏散至一层室外及6m标高处的室外大平台。图4为该项目12m标高平面人员的疏散布置图。

人员安全疏散分析的方法是比较人员可用疏散时间TASET和人员必需疏散时间TRSET。若TASET>TRSET, 则可以认为在设定火灾场景条件下, 人员能在火灾产生的不利因素影响到生命安全以前全部疏散到安全区域, 反之则判定消防设计方案不能满足人员安全疏散的要求。

从表1可以看出, 在火灾场景为C00时, 即火灾发生在场馆上层安全出口附近并且灭火系统和排烟系统均失效的情况下, 场馆内危险来临时间最短为873s, 其他场景下危险来临时间均在1 200s以上。因此, 可以将人员可用疏散时间TASET确定为873s。

利用人员疏散软件Pathfinder2012进行各火灾场景下的人员疏散模拟分析, 得到不同火灾场景下的必需疏散时间TRSET, 见表2。由表2可见, 在各火灾场景下, 该场馆目前的人员疏散体系设计均能够满足馆内人员在火灾危险来临前及时疏散到室外安全区域。

3.2.4 钢结构防火保护分析

钢结构构件在温度达到350、500、600℃时, 强度将分别下降1/3、1/2、2/3。理论计算中, 全负荷钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃。大空间建筑钢结构是否需要进行防火保护, 在性能化分析方法中可通过经验公式计算和模拟软件计算予以验证。

由于该马戏场馆的舞台位于整个建筑的较低处, 该项目中舞台距离屋顶钢结构距离为20m以上, 而观众区看台为斜坡状向上升起并逐渐靠近屋顶钢结构, 观众席顶部发生火灾时, 火焰对于钢结构的影响相对较大。该项目中屋顶钢结构距离观众看台顶部的最近处约为8.5m, 根据经验公式计算可得屋顶钢结构的最高温度小于200℃。利用FDS软件进行模拟计算, 可以得出最不利条件下距离钢结构顶棚最近的火源位置C处钢结构的温度云图, 温度最高为178℃, 如图5所示。两种计算方法得出的结论比较接近。由此可见, 该项目钢结构可以不进行防火保护。

4 结束语

对于大型室内马戏场馆这种非常规、无明确国家标准规定的建筑防火设计, 设计人员应在充分掌握建筑使用特点的基础上, 灵活运用现有的技术标准展开防火设计研究, 再通过性能化设计的方法不断调整优化设计, 逐步解决设计难点, 确保火灾时建筑和人员的安全。

参考文献

[1]GB 50016-2006, 建筑设计防火规范[S].

[2]JGJ 57-2000, 剧场建筑设计规范[S].

[3]JGJ 31-2003, 体育建筑设计规范[S].

防火卷帘设计方案 篇9

1 Web应用防火墙

1. 1 Web应用防火墙简介

Web应用防火墙, 也被称为网站应用级入侵防御系统 ( Web Application Firewall, 以下简称: WAF) , 按照国际公认的定义, WAF是指通过执行一系列针对HTTP/HTTPS的安全策略专门为Web应用提供保护的产品。它主要用于防御针对网络应用层的攻击, 例如SQL注入攻击、跨站脚本攻击、命令注入攻击、Cookie/Session劫持、参数篡改、缓冲溢出攻击、日志篡改、应用平台漏洞攻击、DOS攻击、HTTP类攻击等攻击行为[2]。在众多的Web攻击方式中, SQL注入攻击和XSS跨站攻击能够更直接获取到用户数据, 从这两种攻击方式出现一直到今天, 都是一直高居OWASP TOP 1O, 而未来攻击的发展趋势, XSS跨站脚本攻击会一直名列前茅, SQL注入攻击也不会随着防御意识的提高而消失。而这些攻击手段, 尤其是XSS和SQL注入都是传统安全设备无法防御的安全威胁。WAF的定位是对原有信息安全架构下如网络防火墙, 入侵防御系统等的一个有效补充, 从而对企业信息系统的安全提供了有力的保障。

1. 2 Web应用防火墙和传统防火墙的区别

传统的防火墙是位于两个 ( 或多个) 网络之间, 它们是实施网间访问控制的一组组件的集合, 内部和外部网络之间的所有网络数据都必须经过防火墙, 而只有符合安全策略的数据流才能通过防火墙, 它工作在开放系统互连参考模型 ( OSI) 的网络层, 通过地址转换、访问控制机器的状态检测等功能, 对企业网络层数据进行保护。对于应用最广泛的Web服务器, 由于其工作在OSI的第七层即应用层, 防火墙需要对外部网络完全开放HTTP/HTTPS应用端口, 这种安全策略对Web应用没有任何的保护, 因此基于网络层的防护和包过滤技术无法对应用层的攻击进行有效的栏截, 没有很好的保护Web应用程序的能力。

WAF工作在ISO互联网参考模型的应用层, 它的数据中心主要针对网络中新增加应用程序, 新的软件模块进行相应的监听, 发现不符合规则的访问, 访问将会被阻止。对于现今常见的跨站脚本攻击、SQL注入攻击、DOS攻击、HTTPS类攻击等攻击行为都有很好的防御效果。

1. 3 Web应用防火墙的部署方式

Web应用防火墙的部署主要有透明模式、路由模式、旁路监控模式以及HA双击模式来满足用户的各种不同网络结构的应用需求[3]。

1) 透明部署方式

透明部署方式是在Web服务器和防火墙之间插入WAF, 在透明模式下, Web应用防火墙只对流经OSI应用层的数据进行分析, 而对其他层的流量不作控制, 因此透明模式的最大特点就是快速、方便、简单。

2) 路由部署方式

部署网桥透明模式的WAF的设备, 其“透明”概念与网桥透明模式中相似, 可以将其看做一个路由设备, 将其作为路由器进行部署, 同时确保要检测的HTTP流量 ( 指定IP和端口) 经过WAF设备即可。这种部署模式是网络安全防护中保护程度最高的, 但是需要对防火墙和Web应用服务的路由设置做出一定的调整, 对网络管理员的要求较高。

3) 旁路部署方式

旁路部署模式是将WAF置于局域网交换机下, 访问Web服务器的所有连接通过安全策略指向WAF。它的优点是对网络的影响较小, 但是在该模式下, Web服务器无法获取访问者的真实IP地址。

4) 离线部署模式

离线模式下WAF的防护引擎, 通常是部署在交换机的镜像口 ( 需要交换机支持) 上, 其作为一个旁观者、监听者的角色, 仅对HTTP数据流进行检测, 并且记录访问和攻击信息, 而不对攻击进行拦截。该种模式的优点是, 可以不对现有的网络进行修改, 并且对Web服务器的访问没有任何的影响, 可以通过部署离线模式, 了解网站的访问情况和攻击情况, 并且调整WAF的配置参数, 以适应Web服务器的具体情况, 为后续部署其他工作模式做好准备。

2 基于Waf的校园网设计方案

2. 1 校园网需求分析

山西职业技术学院是一所隶属于山西省教育厅的普通高等职业技术院校, 学院下设四个学院, 现有在校生1 万余人。目前, 随着招生规模的不断扩大, 已有的网络带宽已经不能满足日益增长的需求, 同时, 校园网主要面临的两方面的安全问题, 一方面来自因特网的攻击行为和攻击手段越来越严重, 主要形式有:SQL注入、XSS攻击、网页篡改和木马上传, 尤其是SQL注入和XSS攻击对学院的财务信息、教务信息、学生个人信息、教工信息会造成最为直接的威胁。另一方面, 校园网内部用户的不规范行为也会对学院的财务信息的保护构成致命的威胁。基于以上实际情况, 针对我院网络布局提出了新的需求:

1) 将已有的校园网的上行网络带宽从原来的1G提高到2G, 从而满足更多用户的上网需求。

2) 从安全角度考虑, 将财务部和其他部门的PC进行隔离。财务部的PC内部使用, 不需要上网;

3) 在不增加更多预算的情况下, 对学院的安全防御系统进行改造, 从而提升校园网的安全防御能力。

2.2基于WAF的校园网设计方案

1) WAF的部署方式

在本设计方案中WAF部署采用网桥透明模式, 如图1所示, 该模式需要将WAF部署在交换机和Web服务器之间, 使得WAF设备和Web服务器处于同一个局域网子网内。网桥透明模式下的WAF, 是基于网桥工作的, 可以将它看做是一个具有代理防护功能的集线器或者交换机设备, 需要确保要检测的HTTP流量 ( 指定IP和端口) 需要流经该设备。WAF可以对指定的HTTP流量进行攻击识别和拦截。此外选用这种模式的一个更重要的原因是几乎不需要改动原来网络的拓扑结构, 对于升级校园网系统非常的方便。

2) 增加了一台型号为s1526 的H3C交换机, 该交换机既能支持vlan划分, 又具有端口聚合功能, 其编号为25 和26 的两个端口为千兆端口, 通过对25 和26 两个千兆端口的聚合使得校园网的上行带宽达到2 Gbps, 满足了带宽提升的需求。针对财务部分的财务信息安全问题, 在s1526 交换机上做了基于端口的vlan划分, 将其端口划分在vlan20 中, 这样保证了校园网内部的其它部门不能访问财务系统, 把能够上网的用户划分在vlan10 和vlan1 中, 同时分别把聚合端口25 和26 划分在vlan1 和vlan10 中, 这样既限制了财务部门的人员因为访问因特网而带来的潜在安全风险, 同时又实现了网络流量的负载均衡。远程计算机可以实现对s1526 的远程配置和管理, 方便了管理员的系统配置和管理。

3) WAF设备的选购

Web应用防火墙进入了IT安全领域的时间也就是最近十来年左右, 最早提供这类产品的供应商是几家新兴公司, 如Perfecto、Ka Va Do和Net Continuum。早期产品存在诸多缺点, 比如误报率高, 给受保护应用的性能带来负面影响, 又很难有效地管理。2005 年前后, 国内的大牌网络供应商或收购或开发了Web层监控技术, WAF随之成为一道公认的边界安全防线。目前商业化的WAF产品比较成熟, 但是价格过高, 一般的中小企业由于对安全问题的不够重视不愿花更多的钱购买。幸运的是国内外出现的一些开源、免费、非商业性的WAF软件包无论在性能上还是功能上都达到了一定的水准, 基本上能满足中小企业的需求。我们计算机系的教师在国外的开源WAF包的基础上对界面和功能做了简单的二次开发, 然后部署到校园网上, 获得了较高的性价比。

3 结束语

本文提出了基于Web应用防火墙的校园网设计方案, 该方案在基本上不改变原有校园网拓扑和配置的基础上增加了校园网的上行带宽, 有效的防御了来自互联网外部的Web攻击, 同时通过增加智能交换机的vlan划分阻止了内网对学院财务信息的威胁。通过近一年来的网络运行监测数据显示, 在增加了WAF设备以后, 校园遭受互联网的Web攻击事件大大减少了, 学院财务信息也没发生一次泄露事件, 同时校园网的外网访问速度也明显得到了提升。

参考文献

[1]Editor008.网络安全的未来—WAF应当具备的十大特性[OL].http://www.d1net.com/security/news/278218.html, 2014-08-03.

[2]张玉清.网络攻击与防御技术[M].北京:清华大学出版社, 2011.

防火卷帘设计方案 篇10

1 塔式高层住宅与单元式高层住宅设计比较

现有规范中高层住宅19层是一类和二类建筑的分界线, 一类建筑比二类建筑耐火等级、消防设施、安全疏散等要求都高得多, 无论是塔式住宅还是单元式住宅, 只要高于19层均属一类高层建筑, 消防要求有很大区别, 在这里主要讨论应用较多的18层及18层以下高层住宅的设计要求。

先从高层建筑每个防火分区的安全出口的规定看18层及18层以下塔式住宅和单元式住宅的要求。《高规》6.1.1指出高层建筑每个防火分区的安全出口不应少于两个。符合下列条件之一的可设一个安全出口:18层及18层以下, 每层不超过8户, 建筑面积不超过650m2, 且设有一座防烟楼间和消防电梯的塔式住宅。每个单元设有一座通向屋顶疏散楼梯, 且从第十层起每层相邻单元设有连通阳台或凹廊的单元式住宅。从上面的规定可以看出塔式住宅的要求高于单元式住宅, 因为塔式住宅要求的是防烟楼梯间而单元住宅不要求防烟楼梯间, 只不过在单元式住宅中增加连通阳台或凹廊。

从防烟楼梯间和封闭楼梯间的设置看18层及18层以下塔式住宅和单元式住宅的要求, 《高规》6.2.1条规定:“一类建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅, 均应设防烟楼梯间”。在条文解释中进一步说明18层及18层以下的塔式住宅仅有一座疏散楼梯的要求。

为保证人员安全疏散, 应该防止烟气进入楼梯间。6.2.2规定群房和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度不超过32m的二类建筑应设封闭楼梯间。对于单元式住宅在6.2.3中规定每个单元的疏散楼梯均应通至屋顶, 其疏散楼梯间的设置应符合下列规定:11层及11层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间, 条件是户门应为乙级防火门。且楼梯间靠外墙并应直接天然采光和自然通风;12层及18层的单元式住宅应设封闭楼梯间;19层及19层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间。从上述要求来看, 对于18层及18层以下塔式住宅和单元式住宅, 如果发生火灾塔式住宅要比单元式住宅危险性大, 这也合乎情理。

2 塔式高层住宅与单元式高层住宅消防水量要求比较

当建筑物内设有消火栓、自动喷水灭火系统、水幕系统等数种消防设备时, 应根据内部某个部位或区域着火后同时开启灭火设备的用水量之和计算。例如, 百货楼内的营业厅设有消火栓、自动喷水灭火系统和水幕系统, 而百货楼地下室的库房内设有消火栓和自动喷水灭火系统, 则应选用营业厅或地下室两者之中的用水总量较大者, 作为设计用水量。总之, 凡着火后需要同时开启的消防设施的用水量, 应叠加起来作为消防设计流量。

设计时应使进水管具有充分的供水能力, 即任一进水管损坏时, 其余进水管仍应能供应全部消防用水量。生产、生活和消防合并的给水管道的进水管, 应保证在生产、生活用水量达到最大小时流量时仍能满足消防用水量;若为消防专用的进水管, 应仍能保证100%的消防用水量。

另外, 在实际中还存在进水管考虑了消防用水, 但水表仅考虑了生产、生活用水, 当设计对象的消防用水较大时, 难以保证火灾时的消防流量和消防水压的现象。因此, 进水管上的计量设备 (即水表结点) 不应降低进水管的进水能力。

《高规》7.2.2给出了高层建筑室内高度、外消火栓给水系统的用水量。从用水量看, 对于≤50m的普通住宅, 室内消火栓用水量为10L/s, 每根竖管最小流量为10L/s, 每只水枪最小流量为5L/s。在条文解释中对单元住宅和塔式住宅分别作了解释, 笔者认为其解释和建筑部分的规定是一致的。《高规》条文解释为单元住宅的每个单元之间有耐火性能较好的分隔墙体进行分割, 火灾在单元之间不易蔓延。每个单元的每层面积较小, 一般为200～300m2, 可燃物较少。住户对建筑物内情况比较熟悉, 且火源容易控制。塔式住宅的解释为, 每层住户不超过8户, 每层面积不超过650m2, 燃烧面积虽比单元住宅大, 但总的每层面积还是较小的。因此可以看到, 塔式与单元式的住宅相比较, 相同的面积设置的防水量较多。

3 塔式高层住宅与单元式高层住宅消防栓配置要求比较

在塔式住宅狭小局促的公共空间里, 既要将各种管道井、消防设备设置完全, 又要保证平时的正常使用和美观, 的确不容易, 因此在实际工作中, 消防设备的布置和日常的正常使用功能往往会成为一对矛盾, 让设计人员难以两全。因此, 设计人员都迫切希望能从规范里找到明确的依据, 让自己的设计既安全又合理并能说服甲方和业主。

按说规范对第一个问题是有着比较明确的规定。《高规》7.4.6.8条规定:“消防电梯间前室应设消火栓”, 其条文说明中写道:“消防电梯是消防人员进入高层建筑物内进行扑救的重要设施, 为便于消防人员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟通路, 故规定在消防电梯间前室设有消火栓。”《建规》8.4.3条也规定:“消防电梯间前室应设置消火栓”, 其条文说明也明确规定:“消防电梯间前室的消火栓与室内其他的消火栓一样, 无特殊要求, 但不计入消火栓总数内。”许多设计及审批人员据此认为, 消防电梯间前室的消火栓是专为消防人员预备的, 住户不得自行使用, 火灾时如果自行使用, 不仅影响了消防队员的扑救工作, 而且水龙带还会卡住消防电梯间前室的防火门, 使其无法关闭, 势必导致烟气、火焰窜入消防电梯间前室, 影响人员疏散及消防扑救, 因此, 主张不应将该消火栓计入布置数量之内。

室内消防给水管道和室内消火栓的设置要求在《高规》7.4.2中给出规定, 消防竖管的布置应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定, 但不应小于100mm。同时规定, 18层及18层以下, 每层不超过8户, 建筑面积不超过650m2的塔式住宅, 当设两根消防竖管有困难时, 可设一根竖管, 但必须采用双阀双栓出口型消火栓。在条文解释中说明该条款的原因是消防竖管往往布置在唯一的公用面积———电梯和楼梯间的小厅处, 此时设置两条消防竖管研究有困难, 容许只设置一条竖管。

对于单元式住宅, 由于没有明确的规定, 现在的作法是在电梯间和楼梯间各设一根消防竖管, 普遍的解释是电梯间的消火栓是消防人员扑火并开辟通道的, 楼梯间的消火栓是用来救火的。事实上, 在不足10m2的电梯间内, 一是, 可燃物很少, 火灾应是发生在住户的房间内, 采用双阀双栓出口型消火栓完全可以满足要求;二是, 12层以上的单元住宅楼梯是封闭楼梯, 电梯间是防烟设计, 如果使用楼梯间的消火栓进行灭火, 楼梯间和电梯间的门势必要完全敞开, 电梯间的防烟措施正压, 对正压的维持将带来影响, 其效果还不如采用双阀双栓出口型消火栓的效果好。另外, 在单元式住宅楼的电梯间同样存在塔式住宅存在的问题即公用面积很小, 因为电梯间内塔式住宅要求的内容在单元式住宅中均要求, 即按防烟设计要有正压送风, 要有供热和给水的管道井和计量仪表, 现在单元式住宅每单元每层的住户数量少, 一般为2户, 当达到3户时, 以单元组合成单元式住宅, 消火栓布置也存在很大的困难, 而在楼梯间布置消火栓。一是, 存在前面提到的问题;二是, 单元式住宅楼梯间大于等于十二层时由于要采用封闭楼梯, 应设置前室, 消火栓一般布置在前室, 对前室的空间使用影响也较大。

4 结束语

在《高规》中如果从安全疏散看, 单元式住宅要比塔式住宅的要求低, 从消火栓的设置要求看, 塔式住宅给出了明确的设置方法, 而由于单元式没有给出, 在设计中, 单元式的疏散口均应出屋面, 屋面与单元之间连通设置要求比塔式的高。在实际工作中经常遇到的一些难题, 究竟基于什么考虑, 我们将可以在工作中不断探索, 并希望能在将来的规范中找到答案, 让规范更明确地指导我们的设计, 让建筑消防能越来越安全、经济、合理, 越来越完善。●

摘要：《高层民用建筑设计防火规范》 (文中简称《高规》) 对高层建筑消防规定是面面俱到。文章为了简单明了的阐述, 选取目前常用的塔式与单元式类型为角度对《高规》关于防火设计进行分析探讨。

关键词：单元式高层住宅,塔式高层住宅,防火设计

参考文献

[1]陈芬.建筑室内消火栓设计探讨[J].给水排水, 2000, (05)

[2]王参德.谈商业建筑的消防给水设计[J].山西建筑, 2006, (02) .

[3]张靖岩, 霍然, 王浩波, 冯瑞.高层建筑安全核区域防排烟技术探讨[J].中国安全生产科学技术, 2006, (01)

论防火墙技术设计策略 篇11

古时候,人们常在寓所之间砌起一道砖墙,一旦火灾发生它能够防止火势蔓延到别的寓所。自然,此种砖墙因此而得名“防火墙”。现在,如果一个网络接入到Internet上,在与外界进行通信时,势必也会存在着“火灾发生”的可能。如何确保网络安全?作为网络安全产品中的防火墙技术,是目前最为成熟的技术。

一、防火墙设计首要、重点问题

防火墙的自我保护能力(安全性)是设计时的首要、重点问题。

1.专用服务器端口

为降低设计上的难度,通过在防火墙上增设专用服务器端口,来与主机进行连接。除专用服务器外,防火墙不接受任何其他端口的直接访问。由于管道通信是单独的通道,所以不管是内网主机还是外网主机都无法窃听到该通信,显然是很安全的。

2.透明应用代理

提供对高层应用服务。管理员在防火墙产品上配置相关规则,这些配置对用户来说完全是透明的。用户访问Web、FTP等服务时,自由进行代理转发,外部网络不能通过代理主动访问内部网络,从而有效保证了内部网络的安全。

二、防火墙体系结构构建

常见的几种构建方式分析如下:

1.双宿主机

双宿主机将内外网络隔离,防火墙内部的网络系统与外部的网络系统都与双宿主机通信。这样,内外网络之间的IP数据流是完全切断的,只有入侵者得到双宿主机的访问权,才会侵入内部网络。所以为了保证内部网安全,双宿主机应禁止网络层的路由功能,避免防火墙上过多的用户账号。

2.屏蔽主机

主机与内部网相连,使用一台单独的过滤路由器强迫所有到达路由器的数据包被发送到被屏蔽主机,任何试图访问内部系统或服务器的外部系统都须与此主机相连。过滤路由器能否正确配置是这种防火墙结构安全的关键,因此过滤路由器中的路由表应严加保护。

3.屏蔽子网

在以上基础上,增加一个DMZ(隔离区),进一步将内网与外网隔开。采取两个过滤路由器,攻击者就算攻入了主机,还得通过内部路由器。所以原则上说,此种方式的网络是安全的。

三、应对常见攻击方式的策略

1.病毒

尽管某些防火墙产品提供了在数据包通过时进行病毒扫描的功能,但仍然很难将所有的病毒(或特洛伊木马程序)阻止在网络外面,黑客很容易欺骗用户下载一个程序从而让恶意代码进入内部网。

策略:设定安全等级,严格阻止系统在未经安全检测的情况下执行下载程序;或者通过常用的基于主机的安全方法来保护网络。

2.口令字

对口令字的攻击方式有两种:穷举和嗅探。穷举针对来自外部网络的攻击,来猜测防火墙管理的口令字。嗅探针对内部网络的攻击,通过监测网络获取主机给防火墙的口令字。

策略:设计主机与防火墙通过单独接口通信(即专用服务器端口)、采用一次性口令或禁止直接登录防火墙。

3.邮件

在这种攻击中,垃圾邮件制造者将一条消息复制成成千上万份,并按一个巨大的电子邮件地址清单发送这条信息,当用户不经意打开邮件时,恶意代码即可进入。

策略:打开防火墙上的过滤功能,在内网主机上采取相应阻止措施。

4.IP地址

黑客利用一个类似于内部网络的IP地址,以“逃过”服务器检测,从而进入内部网达到攻击的目的。

策略:通过打开内核rp_filter功能,丢弃所有来自网络外部但却有内部地址的数据包;同时将特定IP地址与MAC绑定,只有拥有相应MAC地址的用户才能使用被绑定的IP地址进行网络访问。

四、基本决策

1.方案选择

市场上的防火墙大致有软件防火墙和硬件防火墙两大类。软件防火墙需运行在一台标准的主机设备上,依托网络在操作系统上实现防火墙的各种功能,因此也称“个人”防火墙,其功能有限,基本上能满足单个用户。硬件防火墙则是把硬件和软件都单独设计,并集成在一起,运行于自己专用的系统平台上。由于硬件防火墙集合了软件方面的功能,因此更为强大,目前已普遍使用。

2.结构透明

防火墙的透明性是指防火墙对于用户是透明的。以网桥的方式将防火墙接入网络,网络和用户无需做任何设置和改动,也根本意识不到防火墙的存在。用户根据自己企业的网络规模,以及安全策略来选择合适的防火墙的构造结构,如果经济实力雄厚,可采用屏蔽子网的拓扑结构。

3.坚持策略

①管理主机与防火墙专用服务器端口连接,形成单独管理通道,防止来自内外部的攻击。

②使用FTP、News等服务代理,以提供高水平的审计和潜在的安全性。

③支持“除非明确允许,否则就禁止”的安全防范原则。

④确定可接受的风险水平。

4.实施措施

好的防火墙产品应向使用者提供完整的安全检查功能,应有完善及时的售后服务。但一个安全的网络仍必须靠使用者的观察与改进,企业要达到真正的安全仍需内部的网络管理者不断记录、追踪、改进,定期对防火墙和相应操作系统用补丁程序进行升级。

以上从防火墙所具有的功能出发,分别介绍了防火墙技术在设计时的重点问题、防火墙体系结构的构建、常见攻击方式的防范及基本设计决策。全文在分析的基础上给出了具体的解决方法,企业在设计过程中应根据自身条件出发,选择最优的策略。

机车防火视频监控系统的改进方案 篇12

1 功能和作用

机车防火视频监控系统是为保障机车运行安全, 特别是消防安全而设计的数字化监控记录系统。该系统能对机车线路前、后方的情况, 机车车钩的连接状态, 司机室乘务员的标准化作业, 机械间重点防火处进行实时视频监控。压缩机和主变压器上方安装的温度传感器和烟雾传感器能在温度过高或有烟雾产生时立即报警, 以确保行车安全。机车乘务员可以在操纵端查看非操纵端和机械间内的实时画面, 并且结合机车的运行数据记录在存储器内, 待机车回段后, 将存储器交给地面分析人员进行转储和分析。系统开通了无线通讯功能后, 通过3G无线传输方式, 地面分析人员还可以远程查看监控系统所记录的各种数据, 检索温度传感器和烟雾传感器数据出现异常的机车, 同时进行实时预警, 对存有疑惑的机车还可以和车上的乘务员进行实时交互。

该系统还可以通过TAX综合信息将LKJ的重要数据实时保存在图像帧信息内, 实现了事故的真实再现, 为分析定责、评判事故原因提供了有力的科学依据。

2 系统简介

2.1 车载采集端

车载采集端包括主机、视频输入 (摄像机) 、电源分配器、传感器单元、显示器等设备。这些设备具备视频采集、实时压缩、实时录像、下载接口和无线传输等功能, 即车载视频记录同时具备数字视频录像机 (DVR) 和数字视频服务器 (DVS) 的特性。

车载采集端的工作流程为: (1) 打开系统电源, 车载采集端进行自检; (2) 自检完毕, 系统进入实时监控模式, 并将数据写入硬盘, 硬盘数据存满后将进行滚动循环记录; (3) 车载采集端通过无线通讯部件发送上线通知, 当核心服务器收到并回复后, 刷新服务器上的机车信息。

2.2 核心服务器

核心服务器是连接车载采集端和远程监控端的桥梁, 是整个系统的关键部分。车载采集端可通过无线传输的方式将数据传输到核心服务器上, 远程监控端通过核心服务器可实时浏览这些重要数据。因为需要处理大量的视频数据, 所以核心服务器需要一个性能良好、运行稳定的硬件平台。另外, 需要申请一个独立、固定的IP地址, 使各个地面远程监控端能够访问核心服务器。

核心服务器的工作流程如下: (1) 服务器启动, 向车载端发送包含本地地址信息的短消息, 此时车载端处于离线状态; (2) 车载端接收到短消息后, 自动上线并与服务器进行连接, 此时车载端处于休眠状态; (3) 服务器向车载端发送激活命令, 当车载端激活后, 服务器便可以控制传输器传输视频图像, 并可以进行其他远程操作, 此时车载端处于激活状态; (4) 服务器操作完毕后, 断开与传输器的连接, 然后关闭服务器, 此时站点处于离线状态。

2.3 远程管理端

远程管理端是地面分析人员实时监控机车运行状况和司机驾驶情况的平台, 只需在能够上网的电脑上安装一套客户端软件即可。通过使用核心服务器给各个地面监控端分配的用户名和密码登陆客户端软件, 可浏览视频服务器, 不同级别的用户可以取得不同的权限, 浏览或控制各个车载端。

远程管理端客户软件的工作流程如下: (1) 设置网络参数, 包括服务器地址/端口、本地地址/端口、用户名/密码; (2) 连接核心服务器, 判断连接是否成功, 并触发相应事件; (3) 连接上核心服务器后, 出现车载端列表, 选择需要浏览的车载端名称, 并启动视频浏览; (4) 在启动视频浏览后, 可以设置视频参数和选择车载端不同的画面浏览; (5) 结束视频浏览后, 可从核心服务器退出并断开连接。

3 存在的问题

通过对1年内的机车防火视频监控系统发生的故障进行统计, 发现以下3个问题发生的频次最多。

3.1 存储介质的损耗问题

车载采集端的主机内普遍配置的是一块500 G的机械硬盘。在硬盘工作时, 其内部的盘片、磁头、马达等机械部件会高速旋转, 导致温度、灰尘、震动等因素都会对其造成致命的损坏。一旦硬盘损坏, 视频监控系统将形同虚设。造成硬盘故障的原因有以下几点: (1) 机车运转时主机的震动; (2) 系统突然断电, 硬盘磁头无法复位; (3) 数据转储时插、拔SATA接口错误; (4) 更换硬盘后对其进行的全盘格式化。这些都会造成硬盘寿命的大大缩短, 并容易引发无法记录视频的故障。

该问题的解决办法为:分别挂接2 TB机械硬盘和128 GB固态硬盘, 2 TB主硬盘固定在主机内, 平时不需要卸下, 这样可以将视频的记录时间延长到1个月;将128 GB固态硬盘作为从硬盘嵌入硬盘盒, 通过USB连接在系统上, 以方便转储数据。硬盘盒具有保护电路的功能, 并且支持热插、拔。由于固态硬盘没有机械马达部件, 具有启动快、读写速度快、不怕震动、不怕频繁断电等特点, 因此其使用寿命更持久。2块硬盘上都记录了视频数据, 避免因其中的1块硬盘故障而造成数据丢失和无法进行事故责任认定的情况的发生。

3.2 无线传输的通道问题

车载采集端的3G无线传输模块内有2个卡槽, 其中1个卡槽内装有联通3G包年流量卡。2张卡年的费用为720元, 包60 G流量。由于机车大部分都处于偏远地区, 常信号不良, 造成在系统远程监控时通信时断时续, 并且产生了大量的无效流量消耗。

该问题的解决办法为:在第1个卡槽内装入电信天翼3G卡, 该卡一个月可使用360 h, 费用为300元, 而且不限流量;在第2个卡槽内装入联通3G包年流量卡, 包30 G流量, 费用为360元。由于电信的3G上网方式信号较稳定, 所以系统优先使用电信的包时卡, 当时间达到上线后再自动切换到联通流量卡。这样既保证了正常的无线网络通讯要求, 又降低了系统维护的费用。

3.3 数据转储的延时问题

机车回段后, 需要将存储视频的硬盘取下, 送到地面分析中心进行转储, 也就是将视频文件复制到核心服务器中。通常采集的视频文件较大, 复制过程比较漫长, 在安装了空硬盘后还需要使用键盘、鼠标来操作车载采集端主机对新硬盘的格式化操作。格式化成功后, 系统才能进入监控模式。

该问题的解决办法为:在段内整备场建立无线Wi Fi区, 当机车进入覆盖范围内时, 机车采集端会自动连接上高速Wi Fi网络, 然后自动上传存储器内的视频文件到核心服务器内, 这样就省去了工作人员上车进行取硬盘和将硬盘内数据拷贝到服务器上的过程, 提高了工作效率。

4 结束语