基于VRP的大楼消防安全系统

班博　蒲鑫　王之尧

摘要：本文通过VRP平台模拟大楼消防的安全系统，对近年来，随着社会经济的快速发展，如何通过预防火灾减少而保障人民的生命安全。为了加强高层建筑的消防管理，预防和减少火灾危害，保障国家经济建设，各级政府对高层消防建筑逐渐重视，并提出对策，加强高层建筑消防火灾防控工作，使得高层消防建筑安全设计逐步完善。

关键词：大楼消防;VRP技术;消防安全

一、绪论

随着城市经济的快速发展，八九十年代的平房逐渐被新时代的高楼大厦所代替，替代小高楼平房随之而来的问题就是高层建筑的消防安全问题。火灾无情，每年都有数以百计的人被熊熊大火掩盖。但随着消防安全知识的普及，人们的消防安全意识逐渐提高，消防安全技术的逐渐先进，高层消防建筑安全不再成为人民心中的隐患。尽管如此，消防安全并没有从根本上解决问题，每年依然会有无辜的生命逝去，为此，从高层消防建筑防控问题釜底抽薪则成为改善高层消防安全的核心问题。

二、大楼消防安全的现状

大楼主要包括居民建筑楼、公共娱乐场所，以及各种办公写字楼。人员密集的地方就会存在安全隐患问题，但人们在这种放松的环境中很容易对危险放松警惕，其中对火灾的防控能力和反应能力就会大大降低。

（一）大楼装修不合理性

人们的消防安全意识随着消防安全知识的普及逐渐提高，但是在对大楼装修材料的选择上，人们却没有将安全意识铭记于心，纰漏百出，往往为了美观和盈利的目的，在装修时偷工减料没有按照国家硬式要求将公共场所规范建设，大多选择质量不过关的材料。不仅如此，装修中的电气设备更是重中之重，一旦发生火灾或者电路老化电线烧毁等问题引起的火灾，后果将会是难以设想的。而商家们往往为了小本小利，选择廉价没有安全保障的品牌进行装修，为大楼的埋下了安全隐患的种子。除此之外，木质、丝质等各种易燃材料都是最后引发火灾的罪魁祸首。

（二）大楼应急消防设计不合理性

根据国家对公共场所的消防防控要求，在店面装修时，商家需要留出应急避难逃生通道，但是有些商家为了节省更大的空间去改造店面，欺上瞒下将应急避难逃生通道位置设计偏僻且狭隘，从而导致了事故发生时处于公共场所娱乐办公的人们没有正确的引导逃生方向，丧失了最佳逃生机会。不仅如此，大楼公共场所通常缺少火灾鸣警装置，使得人们在事故发生时后知后觉，最后被掩埋在大火之下。同樣，大楼公共场所的排烟装置常常会因为商家的不够重视而被忽略，从而导致火灾来临时人们在没有及时逃出去的时候，因为一氧化碳的积累而通过呼吸道吸入大量的浓烟，最后中毒或窒息。

三、大楼建筑消防安全技术应用

（一）防火墙

防火墙是由不燃烧体构成的，是每栋高层建筑必不可少的防火设施。而国家消防局对高层建筑防火墙的要求是耐火极限不低于3小时，防火墙的主要作用是减少或避免建筑、结构、设备遭受热辐射危害和火势蔓延，并有效阻止火势和烟气向其他区域蔓延，从而在火灾发生的时候给人们充足的逃生时间。建筑防火墙主要设置为竖向分隔体或直接设置在建筑物基础上或钢筋混凝土框架上具有耐火性的墙。防火墙通常有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。

（二）防火帘

防火帘主要用于需要进行防火分隔的墙体，特别是防火墙，防火墙上因生产、使用等需要开设较大开口而又无法设置防火门时的防火分隔，日常安装在封闭的疏散电梯门口和横向通向走道。防火卷帘门需要在一定时间内，能够自动感应火势下降隔绝浓烟，从根源上阻断火势，主要由帘板、卷轴、电动机、导轨、支架、防护罩和控制机构等组成。防火帘的类型有钢制、无机纤维和防火卷帘门几种类型。

（三）消防排烟系统

高层建筑的消防排烟系统应该具有很高的灵敏性，从而在火灾发生时给人们减少浓烟的吸入。当火灾发生一定时间后，一旦排烟系统的传感器感应到烟雾的出现，就会自动利用中央空调快速吸收烟雾，牵一发而动全身，该层楼的整个排烟系统都会被启动，从而快速降低空气中危害人们生命健康的有害物质的浓度。消防排烟系统通过专用的管道将烟气快速吸收和排出，极大降低逃生逃生人员因为吸入过度有毒烟气烧坏呼吸道造成窒息的可能。通常排烟系统会和中央空调相结合，在中央空调上安装防火阀，当温度过高时是排烟系统和中央空调会自动关闭，防止热分子的加剧运动，使有害分子扩散到各个角落。如图1。

（四）火灾自动喷淋系统

消防火灾喷淋系统是一种消防灭火装置，是一种固定消防设施，它具有价格低廉、灭火效率高的特点。根据功能不同可以分为人工控制和自动控制两种形式。自动喷淋灭火系统具有自动喷水、自动报警和初期火灾降温等优点，并且可以和其他消防设施同步联动工作，因此能有效控制、扑灭初期火灾。现已广泛应用于建筑消防中。系统安装报警系统，可以在火灾发生时发出警报，自动控制的消防喷淋系统可以喷淋并和其他消防设施联动工作，因此能有效地控制、扑灭初期火势。如图2。

四、大楼消防安全系统

（一）基于VRP的消防安全系统构建

基于现阶段社会中存在的大楼消防安全，为了更好地保障人民的利益和生命安全，我们基于VRP软件对大楼中的消防防控系统进行了研究开发。前期对大楼的地势分析，拍照取景以及建筑物各方位采集照片，根据平面图利用3ds Max进行了对大楼的规模设计建立了初期简模，并制作刚体动画，保证每个建模的建筑物和地形都有图片可以观察细节。并对建模中所用到的材质进行了分析，利用Photoshop软件对建模图进行了贴图，展开UV，对简模中的场景进行合理合并和灯光设计以及光影纹理设计。最后导入VRP三维图形引擎，进行交互功能开发，将简模中的材质调整为玻璃或者金属，加入天空盒和太阳光晕使得场景具有真实性，其次打开相机，设计UI界面，设计画中画，录制各个相机分镜头动画，通过调试粒子动画来达到烟雾粒子扩散效果，从而制作字母时间轴动画，进而创建整体过程演示时间轴。最后在时间轴上插入脚本，按照时间发生的过程，插入脚本实现各个阶段的动画，最后压缩贴图，打包发布。

（二）化虚为实，火灾仿真逃生

此消防防控安全系统在基于VRP软件上研发，真實的模拟出了大楼消防安全系统的布局与构造。以地下车库发生火灾为例，当火灾来临时，烟雾开始蔓延，防火帘就会自动下降，从根源上隔断火势的蔓延，控温装置检测到温度升高，则会自动启动火灾鸣警装置，大火持续一段时间后，烟感器检测到有烟，就会启动自动喷淋系统以及排烟送风系统，浓烟则会被排出，该防控安全系统则会通过烟量检测，使得系统检测到一定的指标后自动报警，并通过火灾鸣警装置为逃生的人们提供正确的逃生路线。

（三）大楼消防安全系统分析

本项目是在研究和开发高层与大型公共场所用的计算机三维建筑模型快速生成系统上发展的，其建模技术和软件可以作为消防部门进行火灾演练的工具，该系统不仅操作简便，而且快速高效，即实现可视化。在短时间内就可以快速生成建筑物三维场景及相关的消防知识，不仅为消防员到达火场的扑救赢得了充分的时间，也从不同角度、不同时间使得人民的生命安全得到最大的保障。

五、结语

高层建筑的普及使得消防安全知识的普及率在逐步提高，人们的消防意识正在提高。但在一些公共场合以及娱乐场所，人们往往会因为放松警惕而疏忽了危险的来临，从而丧失了生命。大楼消防防控安全系统应运而生，为人们的生活安全带来了一定的保障，将火灾萌芽遏制在摇篮中，及时消除火灾隐患，消除不安全因素，以人民的生命安全为目的。如此，行之有效的消防防控安全系统和消防政策是最为有效消除消防安全问题的措施。

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作者简介：班博（2001—），女，汉族，宁夏中卫人，本科，研究方向：VRP虚拟平台的搭建与应用。