应急逃生系统

应急逃生系统（精选9篇）

应急逃生系统 篇1

一、引言

逃生应急导识是指对突发事件前后的人群进行事前警示与事后指引的导向标识。针对各类危险因素, 逃生应急导识能够很好地起到事前预防和事后引导作用。其中, 突发事件中, 事发后的安全、准确、快速疏散和引导至关重要。如果对应急导识和逃生路线进行科学设置与设计, 将会大大降低事发后果的严重程度。因为此类事故发生存在一定的必然性, 可能是因为人为、机器、环境、管理等因素中的一种或几种。因此, 围绕突发事件下人们的恐慌心理和急切逃生行为的特点, 进行合理的逃生应急导识系统设计与设置对于保证校园人群的生命安全具有极其重要的意义。

二、美国校园逃生应急导识系统设计分析

美国辛辛那提大学在1984年建立了校园形象系统, 设计元素有效地模糊了城市与大学的分界线, 此形象系统作为媒介将大学与城市互融为一体。而逃生应急导识作为校园安全与形象导识的一部分内容, 既是特殊的部分也是必不可少的内容。首先, 树立以人为本的设计理念与服务意识;其次, 明确逃生应急导识的人群特征与位置特征。

(一) 树立以人为本的设计理念与服务意识

导识系统可以提高环境空间的识别性能, 帮助人们在复杂的空间领域内更便捷地找到目的地。逃生应急导识应树立以人为本的设计理念, 通过构成逃生应急导识的各种要素与实用意义来体现自身的使用价值和舒缓人群恐慌心理问题。 以人为本主要强调“为人而设计”, 逃生应急导识是在突发事件中给人群的“一盏指示灯”, 更要把“人”作为首要服务对象。

逃生应急导识对人群服务主要体现在物理层次的服务和心理层次的服务上。物理层次服务在以人为本的设计理念中也表现在人群与逃生应急导识的互动关系。以人为本的设计理念以设计的理性化和功能性为前提条件。逃生应急导识既要考虑人群在突发事件中易于识别的情况, 也要考虑其自身的使用特点。如遭遇暴风雨后, 电源的损坏会致使校园大面积停电, 但应急照明设备与紧急出口导识必须正常运行, 才能有序地疏散在黑暗中茫然的人群。

心理层次服务主要是服务人群遇到突发事件时的心理活动。逃生应急导识与其他校园导识的服务对象都是校园人群。两者的区别在于性质上的区分, 虽然都有引导指示作用, 但两者所处的发生环境完全不一样, 人群面对两者时所产生的心理活动也大相径庭。人群在遇到紧急情况时, 有时甚至来不及思考, 但脑海中呈现的第一反应应该是自己熟悉的方法、导识和经验。从某种意义上来讲, 逃生应急导识在突发事件时也是人群的“心理导引”。

(二) 逃生应急导识的人群特征与位置特征

1. 校园人群遭遇突发事件的行为特征与情感心理特征。 本文主要针对使用逃生应急导识的校园人群行为特征进行分析, 主要是校园人群对校园环境熟悉程度分析与人群对逃生应急导识的反应程度分析。人群对校园环境的熟悉程度与逃生应急导识认知相互关联, 首次来到校园的人群对导识的依赖程度肯定就比在校园生活过人群要高, 也就是说人群对校园环境越熟悉, 在该环境中进行事务就越容易。逃生应急导识的适用对象应该是校园内的所有人群, 包括初来者与常驻者。如果人群能在逃生应急导识的指引和帮助下脱险, 那么此导识就发挥了最大作用。人群在接受逃生应急导识信息的过程中, 虽然情况紧急, 但也会伴随着复杂的心理特征与情感, 此情感就会表现在导识信息的完整性与识别性上。

2. 逃生应急导识的位置特征。逃生应急导识的位置设置需要综合多方面因素来考虑与设计。因突发事件的发生时间有不可预测性, 逃生应急导识也不如交通导识那样, 已经成为人们的一种日常习惯去执行, 因为少有人经历类似突发事件, 也少有人产生精神与心理上的极度恐慌, 所以在设计设置过程中, 只能通过想象或模拟灾难来进行临时的心理变化与精神特征分析, 现在大多应用的方式方法是虚拟现实。

摘要：突发事件的不可预知性给校园人群带来了极大的困扰, 虽然其发生频率较低, 但也相应地给校园及人身造成一定的损失。本文探析了突发事件中逃生应急导识系统的作用与设计规律, 着重分析逃生应急导识设计理念, 必须根据自身的实际情况与条件制定相应的应急措施, 努力创建与营造和谐校园。

关键词：突发事件,逃生应急导识系统设计

参考文献

[1]CRAIG BERGER.Way finding-designing and implementing graphic navigational systems[M].Published and distributed by rot vision SA, 2005.146.

[2]DYMON U.J.An analysis of emergency map symbology[J].Int.J.Emergency Management, 2003, 1 (3) :277.

[3]University of Calgary.University launches emergency text messaging[EB/OL].News&Events, 2007.

应急逃生系统 篇2

逃生应急演练简报

深入开展安全应急逃生演练活动，是提高广大师生处置 突发公共事件能力的有效手段，是培养全体师生提高安全防 范技能、有效避险、最大限度地减小遭受事故伤害的有效平台。掌握危难时机自救的方法是必需的，学校为了培养学生逃生自救技能，确保学生生命安全，我校定于9月8日下午15点00分举行了一场防震减灾自救演练活动。

2016年3月2日上午，校长组织召开了校委会、班主任会专门布置安全演练工作，明确各相关人员职责，并制定了可行的演练方案。下午15点00分，全校师生按照 《小屯小学防震自救应急演练方案》进行防震演练活动。各班按正常时间进行教学活动。15时06分，演练警报响起（喇叭播放防空警报），负责楼道、楼梯安全的安全员和班主任迅速到位，组织学生就近躲避，学生躲在课桌下，双手抱头；教师躲在讲桌下。1分钟后，疏散命令下达，学生开始在教师的组织下按照既定的路线有序撤离，撤离过程中，学生能够按照要求保护自己的头部，并注意不推挤和喧哗，跑到学校操场中央。整个演练过程井然有序，历时2分多，达到了预期的效果。

强化学校防震减灾应急演练。为了突出加强对师生防震减灾应急能力的培养，应把应急演练作为安全教育工作的常规内容来抓，变单纯的知识传授为融知识传授、应急演练为一体的综合性教育活动，强化安全教育的实际效果。以提高学校的应急避震能力。今后，我校仍坚持结合新情况、新问题，不断充实、完善预案方案，每学期都要定期或不定期进行演练，以防止灾害发生时造成不必在的伤亡。

在整个演练过程中，学校领导和老师分工明确、责任到人，确保了学生安全撤离。通过这次演练，进一步增强了师生的防震减灾意识和自救互救能力，提高了全体师生应对地震灾害事件的能力。演练结束后，所有师生在学校负责人的组织下对演练情况进行了认真的分析和总结，班主任也针对班级问题进行了再教育。

高层建筑应急逃生装置研究综述 篇3

1 国外研究现状

日本研制出一种不锈钢螺旋型室外楼梯,人员可通过楼梯滑下,该装置结构简单,但占用过多室外空间,影响建筑物美观,一旦房间内着火,该装置不能防烟防热,无法保证逃生人员的安全,且因长久置于室外,室外环境为其维护和保养带来很大困难。由于上述局限,该装置仅适于较低的楼层,不适于高层建筑的逃生。

德国研制出一种由运载器、载人舱和齿轨3部分组成的救生系统,齿轨安装在高层建筑的外墙上,对一幢35层的楼房来说,救援能力可达250人/h。这种设备逃生效率较高且适于高层建筑内紧急疏散,但安装复杂,有些只能在有电的情况下才能运行,断电则无法启用。

以色列发明了一种逃生装备,该装备用防火布做四面墙体,用玻璃纤维和树脂做成复合底板,形成一个5层的折叠逃生舱,每层可容纳30人。动力来源于两台安装在避难层或顶层的柴油发动机,逃生舱逐层下降打开,当5层折叠逃生舱都打开后逃生舱缓缓降落地面,逃生者一层一层地离开。该技术已获得美国消防协会认证,主要针对百米以上超高层建筑。该装置疏散效率高,运行平稳,但造价昂贵,保养维护复杂。

西班牙研究人员发明了一种安装在楼梯间的逃生装置,见图1所示。该设备为单人输运装置,沿建筑物顶棚安装导轨,该装置以可控的滑行运动将人员安全地运送到紧急出口。该装置装卸方便,使用者还可使用手刹来控制滑行速度,避免使用时出现碰撞事故。但是该装置会破坏楼梯间的外观;对滑轨精度的要求很高,增加了安装施工难度;一旦烟气窜入楼梯间,该装置将无法使用;目前该装置尚处研发阶段,有些技术尚不成熟,如在手刹制动方面还有待改进。

2 国内发展现状

我国消防应急救援装备能力与高层建筑的快速发展严重失衡,目前的装备品种单一,作业能力远远落后于高层建筑的发展。目前我国的救生逃生设备主要有:

(1)单人或家用的小型逃生器。一般家用逃生器材体积较小,通常一次只能供一人使用,但机动灵活,如:缓降器、逃生软梯等,见图2所示。火灾发生时,将这些小型的逃生器材挂在窗台或阳台上,被困人员即可通过软梯或缓降器逃生,但考虑到安全问题,根据GB 21976.1-2008《建筑火灾逃生避难器材第1部分:配备指南》的要求,缓降器只可在低于30m的楼层使用,逃生软梯使用高度不高于15m,逃生绳仅能用于6m以下的楼层。

(2)救生气垫。救生气垫是一种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备,见图3所示。它具有充气时间短,缓冲效果显著,操作方便等特点。由于其采用阻燃的高强纤维材料制成,因此,具有阻燃、耐磨、耐老化、折叠方便、使用寿命长等特点。

需要注意的是,火灾发生时要慎用救生气垫。因为在火场铺设气垫等于变相鼓励受困人员跳楼,这会衍生三个很严重的问题:一是受困人员可能在气垫尚未完成充气前就向下跳而造成伤亡;二是受困人员看到气垫后争先向下跳,先跳的人来不及离开气垫,后跳的人已跳下来发生碰撞;三是根据测试,距地面15~20m是气垫逃生的极限(约六层楼以下),而火场设气垫后,无法要求只有六楼以下的人才可以跳。此外,充气完成后的气垫太轻,容易飘动。

2006年8月29日,公安部批准发布了GA 631-2006《消防救生气垫》,消防救生气垫分为普通型消防救生气垫和气柱型消防救生气垫。标准规定了消防救生气垫的型号、技术要求、试验方法、使用贮存、日常检查和检验规则。由于消防救生气垫产品的特殊性,标准明确规定其仅可在消防部队紧急救援且无其他任何可替代方法时使用,救援高度不得超过16m。气垫每三个月应取出充气检查一次,用50kg的沙袋从12m的高度进行三次投放试验,日常检查中严禁由人员进行试跳。

(3)多人逃生箱式缓降装置。该装置采用两个箱体疏散逃生人员,见图4所示。每个箱体内最多可运送6人,两个箱体上下往复运行,逃生效率最高为300人/h。目前,该装置在医院及其他办公场所均有应用。

该装置采用空气阻尼技术,可在无电的情况下使用,其缺点是安装位置固定,不能自由移动,且只能从顶层直接下降到一层,中间不能停靠疏散。虽经生产厂家改进,但仍存在若干问题:一是疏散梯的分层停靠问题,通过技术改进,采用蓄电池可实现指定楼层停靠,但受蓄电池容量限制,停靠作业时间有限,目前只能维持15~30min。而更大的困难涉及到建筑物上门窗洞口预留配合的问题,需要规范协助,才能完成合适的通道设置;二是安装地点固定,缺乏灵活性的问题,考虑通过在楼顶安装导轨的方式,移动或旋转该设备,改变设备的位置,便于在建筑物的多个方位实现安全疏散,以适应火场的具体情况需要,其难点在于结构复杂、布局狭窄和承重问题,导轨安装比较困难,需要建筑结构和规范的配合。

(4)移动式逃生装置。移动救生装置具有灵活机动、简单便捷的特点,该种装置可自由移动,便于安装在不同位置,在着火点不确定的情况下,对安全疏散逃生较为有利,见图5所示。该装置采用空气阻尼技术,无需电力支持,可上下往复输送逃生人员,但一次下降只能疏散1~2人,疏散效率较低,不适于人员较多场所的集体逃生。考虑人员心理因素和该设备自身的特点,该装置不适于安装在30m以上的楼层,通常用于人员密度不是很大的公共场所的辅助逃生。由于该产品价格较高,因此并不适于普通家庭。

(5)柔性救生滑道。柔性救生滑道是一种能使多人顺序地从高处在其内部缓慢滑降的逃生用具,滑道采用摩擦限速原理,达到缓降的目的。目前,限速方式可分为3类:一是采用粗的橡胶环进行分段限速;二是采用布置紧密的细的橡胶绳圈全程限速;三是采用高分子弹性纤维制成的弹性良好的布套进行全程紧密包裹限速。

第一类柔性滑道结构上可分为3层:在内外两层布管之间有一个防护减速层,该层由支撑带、粗的橡胶环和圆铁环组成,其中铁环按照一定的间隔设置,保证逃生者在布管内不会因为风大而撞上墙壁及周围突出物并且保证逃生管下部不打结;橡胶环呈喇叭口型,上大下小,每两个铁环中间设置一个,既保证人员顺利通过,又能起到将下降速度控制安全范围内的作用;四条支撑带可承受1 200kg,以保证多人同时逃生使用。内层布管经过抗静电处理,为导滑层。外层为防火层,由阻燃纤维材质或玻璃纤维制成,滑道图详见图6所示,这种滑道的缺点是橡胶容易老化,弹性受环境温度影响大。

第二类柔性滑道结构上可分为两层,由防火套、阻尼套组成。阻尼套为内层,由密实的布料缝制成布管,在布管外壁套入许多直径为6~8 mm的细的橡胶绳圈并加以固定,圈的直径远小于布管,从上到下,间隔紧密,形成一条弹性良好的布套,起到对人体的包裹作用。逃生者可通过调整自身躯体姿势来控制下滑速度,安全下落,脱离险境。外层为防护层,具有阻燃性。这种滑道的缺点是橡胶容易老化,弹性受环境温度影响大,下降过程中可能与墙壁及周围突出物产生碰撞。

第三类柔性滑道由完全独立的三层套叠在一起,见图7所示。外层为防火层,由不燃材料玻璃纤维制成,用于保护滑道和逃生人员,可以抵抗800℃的高温、隔绝热量、过滤浓烟。中间层为阻尼层,由高分子弹性纤维制成,弹性良好,对人体紧密包裹,减缓逃生人员的下降速度。内层为承重层,由高分子航空材料制成,柔软结实,能够承受50kN的拉力,可以承受多位逃生者的自质量和下降冲击力。逃生人员进入滑道后,滑道会紧紧包裹住逃生人员的身体,逃生人员在下滑的过程中通过调整身体姿势来增加或减少与滑道的摩擦力,从而控制下滑速率,可将下滑速率控制在3 m/s以内。这种滑道的缺点是下降过程中可能与墙壁及周围突出物产生碰撞。

逃生滑道使用简单,无需培训,老、弱、病、残、孕、小孩均可使用,可使用在学校、医院、写字楼、宾馆等公共场所,实现人员集体快速逃生。需要特别注意的是:对于多层入口滑道,容易造成人员碰撞和踩踏;有些滑道固定安装在高层建筑的外墙,长年累月经受风吹日晒雨淋,其材料寿命尚需进一步证实;逃生者衣服上的装饰物、金属物,也可能划伤滑道的内衬,下滑过程中逃生者的身体尤其是四肢容易被擦伤。

(6)链式逃生器。软轨链式火灾逃生器是一种轻型群体逃生器,根据不同需求可配备多种型号,该产品主要由承载链和多个减速器组成,承载链安装快捷、承载能力大、具有较强的耐火耐高温能力;减速器具有下降速度稳定、可靠性高等优点;每套装置可供多人同时逃生。

标准型链式逃生器能供3~5人同时逃生,加强型能供6~8人同时逃生。承载链可根据火场的特殊情况采用常规及非常规两类方式固定。减速器可集中或分散存放在各楼层。使用时需将减速器挂在逃生者穿戴的安全带上、再与由楼上放下的承载链啮合,即可实现逃生,见图8所示。减速器将以0.8~1.0m/s的速率将逃生者送至地面,全过程无需操控,老、弱、病、残、妇、幼均可使用。链式逃生器配有直径大于14mm的回收绳供逃生者抓握,提供二重保障。同时,该绳也用于将下滑至地面的减速器回收至楼上再次使用,还可用于将集中的减速器分发给其他楼层逃生者。

与其他缓降器相比,软轨链式逃生器承载能力大、同时逃生人数多,下降速率稳定,不同人员的自质量对其下降速度影响小,短时间内逃生人数多,不同楼层的使用者都可使用同一条承载链逃生;抗恶劣环境的能力强,在出现高温、污水浸泡等状况时,依然可以正常使用;虽然该逃生器结构设计新颖,能够解决低层建筑物内人员的逃生问题,但不适用于较高楼层的建筑。软轨链条预装在建筑物顶部,正常状态下链条可以被收起,发生火灾时链条可以和火灾报警系统联动自动放下,不会影响建筑外型美观。

从技术原理和减速方式上讲,该装置仍属于缓降器的一种,使用者不但需要掌握一定的技巧,还要克服恐惧心理,而且也难以满足高层建筑众多逃生者的疏散需求。另外,不同楼层的逃生人员借用同一链条进行疏散时,还可能会发生冲突。

(7)高楼救生梯。高楼救生梯的工作高度为50m,如果建筑物高度超过45m时,一个安装点可采用连接式安装多个救生梯。可达100、150、200m任意高度。救生梯不需要电源驱动,靠逃生者的重力驱动,以0.10和0.60m/s的速率匀速下降,脚踏板从50m高度降至地面只需98s。当逃生者踏上脚踏板时,其自重可使救生梯匀速运转,救生梯启动自质量为35kg。

救生梯设有限速刹车控制系统,并且针对残疾人的轮车和老、幼人员上下梯安装了刹车机构,见图9所示。

救生梯需要在每层楼窗口或安全出口处设有逃生通道,便于被困人员及时搭乘逃生。救生梯平时关闭梯门,防止盗窃及儿童攀爬发生危险,当发生意外或者火灾时,打开梯门。每隔3m设有一个脚踏板并在其两侧设有护栏,防止逃生人员坠落。需要注意的是:救生梯的安装和维护费用相对较高;安装位置需要建筑结构和规范的配合;要防止火灾时形成烟囱效应和水的危害;如果安装在建筑物外会影响建筑物外观。

3 技术发展趋势及亟待解决的问题

通观各种救援设备,总体上可分为两种:一种是用于公用建筑的大型逃生设备,如多人逃生楼顶缓降装置、柔性滑道等;另一种是家用的小型逃生设备,如逃生软梯、缓降器等。根据其使用场所、使用高度和适宜人群,将其进行划分,见表1。

从表1可以看出,虽然目前逃生器材种类繁多,但真正能用于高层或超高层建筑集体逃生且技术比较成熟并已有使用案例的设备却不多,而高层建筑火灾蔓延速度快,容易形成烟囱效应,火灾有毒烟气容易快速蔓延到楼梯间等疏散通道,严重影响到人们的疏散速度和生命安全,一旦发生火灾容易酿成群死群伤的灾难。因此尽快开发出一系列新型、安全、高效的逃生装置是目前高层逃生领域中亟待解决的问题。

《建筑火灾逃生避难器材第1部分:配备指南》中仅规定了60m以下的逃生装置的使用要求,因此虽然有一些逃生装置如柔性滑道等可以应用在60m以上的建筑中,但是因为没有相关标准对其进行规范,从而影响了其实用和推广。另外关于箱式缓降装置安装地点固定缺乏灵活性的问题,可通过在楼顶安装导轨的方式,移动或旋转该设备来解决,预埋导轨也可大大降低设备本身的自重,这也需要相关规范和建筑结构的配合。目前与逃生装置相关的标准有GA 413-2003《救生缓降器》、GB21976.1-2008、GA 494《消防用防坠落装备》、GA631-2006《消防救生气垫》等,这些标准仅对特定小型缓降装置或救生装置提出了要求,针对大型集体逃生设备的标准尚未出台。对于各类高层建筑如何设置应急逃生装置更是缺乏技术规范的指导和约束。考虑到高层建筑自身的特点,应急逃生装置的选择和设置需考虑诸多因素,如逃生器材的逃生效率、载荷范围、下降速度、人员心理、维护保养、配备数量等。因此,及早制定出一套专门针对高层逃生设备的配备标准是一项迫切任务。

摘要：介绍国内外高层建筑应急逃生装置的研究现状及相关的标准规范,对各种逃生设备进行分析比较,总结其优缺点以及适用范围。真正能用于高层或超高层建筑集体逃生且技术比较成熟并已有使用案例的设备不多。可在楼顶安装导轨解决箱式缓降装置安装地点固定缺乏灵活性的问题。没有相关标准对高于60m的建筑的逃生装置的使用进行规范。对新型逃生设备的研制及相关配套标准的制定提出建议。

关键词：高层建筑,逃生设施,消防救援

参考文献

[1]GA413-2003,救生缓降器[S].

[2]GB21976.1-2008.建筑火灾逃生避难器材第1部分:配备指南.

[3]GA631-2006.消防救生气垫[S].

[4]GB50045-2005,高层民用建筑设计防火规范[S].

安全逃生应急演练总结 篇4

一、制定预案、明确责任，向学生全面推广普及消防和紧急逃生常识

1、为保证此次演练成功，我们做出了周密、贴合实际、可操作性较强的详细预案。成立了由袁双利书记和张红专院长担任总指挥的演练领导小组。明确公寓如发生火灾时每名公寓内部管理人员的分工和责任，并在实际演练中检查落实效果。

2、在演练前期，辅导员召开消防和火灾疏散常识主题班会，要求每名同学熟练掌握火灾逃生技巧，在公寓内要警钟长鸣，在逃生演练时快速、安全、有序的撤离出公寓楼，避免意外伤害。

3、活动前，邀请长沙高新区消防专家给师生们做消防安全和紧急疏散的专题讲座，在活动开展前20分钟，消防中队的战士们作了精彩的消防演练。

二、科学逃生、有条不紊，保证每名学生安全撤离公寓

13时10分，指挥部向保卫部报警，模拟发生火情，保卫部接到火情后20秒赶到公寓，并立刻组织疏散工作。所有管理教师按预案立刻进入工作岗位，公寓A、B楼管理教师迅速打开8个应急疏散通道，各楼层的辅导员组织学生按照火灾逃生办法依次快速撤离公寓楼，并进入到公寓以外的指定区域，广播站及时播报火灾逃生办法，让学生在实际演练中掌握逃生技巧。5分钟后所有学生全部安全撤离公寓。

三、总结经验、查找不足，保障学生公寓永久安全

通过这次演练活动，大大增强了全体学生的安全知识，大大提高了学生逃生、自救、自护意识，提高抵御和应对紧急突发事件的能力，让每一名学生和管理教师加深了消防观念，明确了各自的责任。整个演练活动达到了预期目标。

我们也发现两座公寓均无应急报警器，如遇有火灾、地震等紧急情况，值班教师须逐个房间敲门提醒学生撤离，严重影响了逃生速度，我们将尽快解决此项问题。

应急逃生系统 篇5

上海“11·15”火灾事故发生以后,许多城市居民尤其是高层住宅居民感到疑虑和恐慌,火灾应急逃生意识不断增强,配备家用火灾应急救援逃生装备的欲望越来越强烈。据悉,部分城市的消防应急装备如灭火器、逃生绳等销量陡增甚至脱销,网络销售火爆,全国各地的火灾应急逃生装备及其配件的生产厂家一拥而上,快速推出了种类繁多、配备各异的各式应急逃生器材,产品性能差异较大,价格悬殊,产品质量、可靠性和安全性难以保证,实用性和针对性不强,普通人使用操作和维护困难。因此,应对家庭火灾应急逃生装备提出一些具体的配备要求和技术条件要求,对相关产品的生产和市场销售加以规范,帮助广大居民选择配置合理、性能可靠、实用性强、安全性高、价格合理的家用火灾应急逃生装备,以备在一旦发生火灾时真正起到帮助逃生的关键作用。

1 配备原则和适用范围

1.1 适用范围

家庭火灾应急逃生包主要是针对城市多层和高层建筑居民的火灾应急疏散逃生,使用对象除包括健康成年人外,也应包括具有一定自主行为能力的老人和儿童。

1.2 配置原则

家庭火灾应急逃生包的配置应力求简便实用、操作简单方便、安全性高、针对性强、价格便宜、易于存放和维护,便于全社会推广使用。

国内外广泛使用的火灾逃生设备是帮助消防员在火场上用于自救或营救受困人员的有效器具,主要是供经过训练和有使用经验的消防员操作使用的。逃生设备品种繁多,主要有逃生绳、防毒面具、防火毯、安全背带、缓降器、救生软梯、救生袋、救生网、救生气垫、救生滑竿等。近年来,国内外又开发出一些新型的逃生设备,如逃生管、新型充气救生装置、新型防火帽、高空逃生缓降器、高楼逃生自救器、高楼救生伞等。这些装备有的是大型的比较复杂的专业逃生设备,有的需要多名专业人员共同操作,有的需要较大的安装工作量,有的虽然简单但对没有受过专业训练的普通人,尤其是老人和儿童来说又比较危险,火灾情况下非但起不到保护作用,反倒可能导致灾难事故的发生。因此,对于家庭火灾应急逃生包配置器材的选择应该慎之又慎,不可贪多求全,应着力于解决火场逃生可能遇到的普遍问题,做到简便实用、安全性高,要考虑到包括老人和儿童在内的大多数人的行为能力和操作控制能力,还要设定合理的水平疏散距离和垂直疏散高度来考虑需要的疏散时间。GB 50045-1995(2005)《高层民用建筑设计防火规范》规定,高层住宅楼内住户房间的最大疏散距离为20 m,应按照最大疏散距离的两倍计算从单元房内疏散到楼梯间所需要的疏散时间,再加上垂直向下(或向上)疏散到安全区的时间,考虑到人在火灾状况下的行为特征和老人、儿童的动作迟缓,以及可能捎带贵重物品耽误的时间,总的安全疏散时间不宜太低,宜确定为不少于15 min,并以此来确定所需的应急逃生设备的可用时间。

火灾时,人员应急疏散面临的最大困难是有毒高温烟气的危害、燃烧物和火焰的阻挡、没有光照或可见度严重不足等恶劣情况。因此,应着重从这几个方面考虑家庭火灾应急逃生包的设备配置。经过对各种逃生设备的分析比较,结合国内普通居民家庭的实际情况,筛选出如下几种设备,作为家庭火灾应急逃生包的标准配置,包括:消防过滤式自救呼吸器、防火毯、逃生绳、防滑手套、带声光报警功能的应急强光手电,救生缓降器可作为选配装置。对于安装了防盗护栏或防盗窗的住户,还应配备消防斧等破拆工具。手提灭火器也可单独配置在每家每户的厨房等场所,以便扑救初期火灾。

2 主要配件及性能要求

2.1 消防过滤式自救呼吸器

消防过滤式自救呼吸器是防止火场有毒气体侵入呼吸道的个人防护用品,是宾馆、办公楼、商场、银行、医院、邮电、电力、石油行业、公共娱乐场所和住宅预防火灾必备的个人防护呼吸保护装置。

2.1.1 主要组成

呼吸器应由防护头罩、过滤装置和面罩组成,或由防护头罩和过滤装置组成,面罩可以是全面罩或半面罩。

2.1.2 技术要求

呼吸器的结构、佩戴质量、材料、抗机械碰撞及环境变化性能、防护性能(包括一氧化碳、氰化氢、烟雾透过防护性能等)、吸气温度、呼吸阻力等主要技术指标应满足GA 209-1999《消防过滤式自救呼吸器》的相关要求。其中,呼吸器的佩戴质量应不大于1 000 g;呼吸器的防护时间应不小于40 min(GA 209-1999规定防护时间应不小于15 min),考虑到应适当留有余量,且国内已有不少厂家开发出防护时间不小于40 min和60 min的产品,因此,完全有条件也很有必要把防护时间定的更高;在防护时间内,吸气温度应不大于65 ℃,吸气阻力应不大于800 Pa,呼气阻力应不大于300 Pa;联接强度(即过滤装置与防护头罩之间的联接件能承受的轴向拉力)应不小于50 N。

由于火灾发生后有大量的烟气生成,这些烟气中含有大量的有毒气体,这些有毒气体是造成人死亡的主要原因。据报道,火灾死亡的人中被火烧死的仅占很少一部分,特别是群死群伤的火灾,大部分人都是因烟气的作用而死亡。因此,当在发生火灾后,居民可以通过使用呼吸器延缓烟气进入呼吸道,赢得逃生的时间。但该装置是一次性产品,同时该产品对温度及烟气只能在有限的时间内保护,因此在使用时要充分注意到这些因素。

2.2 防火毯

防火毯由经过特殊处理的玻璃纤维、石棉及纺织品等材料编织而成,具有紧密的组织结构和耐高温性(550~1 100 ℃),能很好地保护物体和人员远离热源及火焰,并彻底阻止燃烧或隔离燃烧。防火毯适用于在大型超市、商场、宾馆等公共娱乐场所进行动火施工时,如焊接、切割和阻断,并使人的生命安全和财产的完整得以保证,与石棉相比较,没有致癌的危险性。而且防火毯柔软具有韧性,是包裹表面凹凸不平物体和设备的理想选择,还可替代耐火温度低的防火织物,是一种较为经济的阻火层和挡火帘。

防火毯的规格尺寸有1 m×1 m、1.5 m×1.5 m、1.2 m×1.8 m等,厚度应不小于0.8 mm。在居民逃生过程中,笔者推荐将两块1.5 m×1.5 m的防火毯缝合在一起使用,这样可以最大限度地防止火焰对身体的侵害。

当火灾蔓延以后,火场中的温度越来越高,并且火焰的发展也越来越猛烈,在这种情况下,居民必须要使用防火毯来阻止温度及火焰对身体的伤害,在火灾发生并且发展后,居民可以快速地将防火毯披在身上迅速逃生。在配备防火毯时,不需要把尺寸定制的很大,过大尺寸的防火毯也会成为人逃生的障碍。同时,防火毯也可以成为家庭初期火灾的灭火设备,特别是一些燃气和油类火灾,当火灾初期时,使用防火毯覆盖其表面可以有效地进行灭火。

2.3 逃生绳及其附件

逃生绳采用聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等化学合成纤维材料制成,夹心层结构,其附件有挂钩和安全带,长度10 m以上,方便火灾时应急使用。

2.3.1 主要技术指标

逃生绳及附件的安全性能指标:最小和最大直径、破断强度、延伸率、耐高温性、金属零件的耐腐蚀性等性能指标,应满足GA 494-2004 《消防用防坠落装备》的相关规定。

2.3.2 适用范围

目前,逃生绳是一件简单但却十分有用的火场逃生工具,对消防员火场逃生和帮助受困人员逃生起到了很好的作用。但是,对于普通家庭成员来说就很难使用控制了,而且有导致坠楼的风险。

对于只能采取从阳台或窗户向下疏散的特殊情况,普通居民要慎重选择,位于三层(10 m)以下的住户,建议采用逃生绳疏散,并佩戴防滑手套,逃生绳长度不小于10 m(有效实际疏散高度可达6 m左右);对于四层以上十层以下(小于30 m)的住户,建议采用安全性更高的且更容易操作的高空缓降器逃生疏散,而且对于同一栋楼同一单元方向的上下住户,应合理错开高空缓降器的垂直安装位置和使用先后顺序,以免相互缠绕带来风险;对于十一层(大于30 m)以上的住户,不提倡自行采取从阳台或窗户向下疏散的方式。

2.4 防滑抗磨手套

防滑抗磨手套包括很多种类,分为乳胶材料、动物毛皮及一些纺织帆布等。防滑抗磨手套可以配合逃生绳使用,也可在火灾逃生时单独使用,且应选用防滑抗磨能力强、穿戴舒适的产品。

由于居民在使用逃生绳进行逃生时,手与绳子的摩擦力非常大,在高强度摩擦的作用下经常会使手受到很严重的伤害。由于手套本身的超厚耐磨及粗糙性,当使用这种手套时,不但可以避免手掌受到伤害,同时也可以相对容易控制自己下降的速度。并且该手套还具有一定的防火及耐酸、碱、油等功能,也可以对手部起到非常好的保护作用。

2.5 带声光报警功能的应急强光手电

将强光手电与报警呼救器合二为一,在强光手电的基础上加带声光报警功能,可用于在火灾现场中浓烟较大以及夜间断电情况下的人员逃生照明使用,也可为受困人员提供向外呼救的声光报警信号。

2.5.1 主要性能

灯泡的寿命长达50 000 h,照明亮度不小于15 000 mcd;灯光闪烁报警亮度不小于9 000 mcd;声报警信号声级强度:距离3 m远处不小于90 dB;电池采用高容量充电锂电池,连续照明时间不小于3 h;防水设计采用全密封设计,接口高弹性橡胶圈密封;外表面采用深度防滑处理,轻盈美观,可放在衣袋中携带,操作简单方便。

2.5.2 主要作用

当火灾发生后,烟气会弥漫在整个空间中,在这种情况下人的视线受到遮挡,使用该手电可以增强周围的亮度。由于手电分为黄光和白光两种类型,在选择该手电时候尽量使用黄光型的手电,因为黄光型的手电穿透力比较强,容易穿透烟气。当人隐蔽在某个位置等待救援时,也可以使用该手电的报警功能进行警示,提醒救援人员确定自己的位置。该手电同时还有一定的破拆性能,可以简单破拆一些玻璃等。

2.6 救生缓降器

救生缓降器是一种可让人员随绳索从高层室外缓慢下降的紧急逃生安全救生装置,也是一种往复式高层火灾自救逃生器械。当高层建筑发生火灾,浓烟烈火封闭疏散通道的危急情况下,被困人员可利用此装置安全、迅速地从室内脱离险境。该装置操作简便,无须专门训练,男女老幼均可使用,仅靠人的自重即可下降,并根据人的体重自动调节下降速度,适用于30 m以下的建筑。

2.6.1 主要组成

救生缓降器包括:绳索、安全带、安全钩、绳索卷盘。

2.6.2 技术性能

(1)绳索推荐选择钢丝绳或有芯绳索,其主要技术参数为:钢丝应符合 YB/T 5197-1993 的要求;有芯绳索外层材质为棉纱或合成纤维材料;全绳应结构一致,编织紧密,粗细均匀并无扭曲现象。

(2)安全带材质为棉纱或合成纤维材料,带宽50~80 mm,带厚2~3 mm,带长1 000~1 800 mm,并应具有能按使用者胸围大小调整长度的扣环。

(3)安全钩通常为金属安全钩,应有保险装置。

(4)绳索卷盘应采用塑料、橡胶等非金属材料。整机强度、下降速度、抗坠落性能、抗冲击性能、可靠性、耐腐蚀性能应满足GA 413-2003《救生缓降器》的要求,安装及适用楼层高度应符合GB 21976.1-2008《建筑火灾逃生避难器材 第1部分:配备指南》的要求。

救生缓降器作为选配器材,一是因为其价格较高,二是其使用需要一定的技术和场所,且体积也比较大,所以笔者将其定为选配器材。但如果家庭条件允许,还是建议使用,因为通过使用该装置,可以降低逃生的危险性。

3 结束语

应急逃生设备包括很多种类,但通过市场调研及家庭火灾逃生的实际需要,笔者认为选择上述几种装备最佳,通过使用上述装备,可以增加火场逃生的手段和几率,但在装备的使用上一定要针对不同的场所选择不同的逃生装置,同时在装备的选购上一定要按照相应产品的性能要求及技术指标选择,避免因为使用一些不合格的装备而造成其他风险。每个家庭可以根据家庭的人员数量来选择逃生装备的数量,并且要熟练掌握这些装备的使用方法。并将这些装备放在醒目或者容易获取的地方,以便危险来临时能以最快速度获得。当这些装备长期放置后应当定期检查,以避免装备存在过期或者损坏的情况。

关于家庭火灾应急逃生装备,国外在这方面普及得非常好,大多数发达国家的普通居民家庭都配备了相应逃生装备,并且相关的一些消防机构、公共安全机构或者物业管理机构都会经常地开展关于这方面的安全教育,使普通居民都具备这方面的基本知识。我国一些地区的消防机构也在这方面做了大量的工作,特别是针对一些重点密集人群场所,如学校、商场、大型写字楼等,都进行过宣传和实际演练,使其具备一些逃生的基本常识。但从目前我国居民实际掌握的程度看,我们的工作力度还不够,还需要做大量的工作,如经常性地免费发放一些宣传资料、定期做些演示宣传、针对特殊环境做些模拟演示等。另外,除消防部门外,其他部门也应该积极参与进来,帮助普通居民提高逃生意识,熟练掌握逃生装备,针对不同环境、不同火灾现场使用不同的装备,同时应该提醒居民在购买这些产品时应该注意的问题,以及购买后的保存和维护等。

摘要：以上海“11.15”火灾事故为背景,分析家庭火灾应急逃生装备的适用范围和配置原则。通过资料查询和实际使用,确定消防过滤式自救呼吸器、防火毯、逃生绳、防滑抗磨手套、应急手电、救生缓降器等家庭火灾应急逃生装备的主要组成、技术性能等。

关键词：家庭火灾,逃生装备,高层建筑

参考文献

[1]沈坚敏,凌新亮,戴国定.消防过滤式自救呼吸器的研究[J].消防科学与技术,2000,19(4):38-39.

[2]白孝林.制定高层建筑逃生器材配备标准的探讨[J].消防科学与技术,2003,22(5):390-391.

[3]叶强,杨谊昌,张国欣,等.液体流动阻尼式高楼逃生器的创新设计[J].消防科学与技术,2005,24(2):210-212.

智能疏散逃生系统应用探析 篇6

目前建筑楼宇内的应急疏散标志灯具大部分以单体形式存在, 独立型应急标志灯由于其本身电器上的特性, 在维护上存在着滞后现象, 火灾发生时, 会造成由设备故障引起的逃生疏散盲区。现代建筑的高层化、大型化、多功能化及复杂化, 使人们的日常行走中也需借助于标志指示灯或是指示牌, 毋庸说在火灾发生时的混乱局面。

本文针对疏散灯具在应用中的问题, 提出相应的解决方案, 并论述其应用的优势和必要性。

2 智能疏散逃生系统组成

3 智能疏散逃生系统功能

智能疏散系统具有两大控制功能:日常设备维护功能, 及消防联动动态疏散功能。

日常设备维护功能——解决传统消防应急灯日常巡检维护困难的问题, 确保系统内设备时刻运行在最佳工作状态, 同时定期对蓄电池容量下降程度进行检测, 确保灯具应急时间满足国家对最低应急时间要求。

消防联动动态疏散功能——解决传统消防应急灯无法按火灾情况动态调整疏散指引方向的难题, 确保系统在火灾发生时动态“安全引导”人员疏散, 而非传统灯具静态“就近引导”方式。

3.1 日常设备维护功能

目前, 传统应急标志灯在使用过程中, 存在维护困难, 维护工作难以实施, 灯具质量不合格, 电池容量下降无法满足应急时间要求等问题, 该系统针对这些问题提出了一套完善的解决方案。

3.1.1 消防应急灯

蓄电池故障、光源及应急回路欠压。

3.1.2 系统整体功能监测

通讯是系统的核心, 它将系统内部各种设备网络为一个整体, 也是系统能否进行故障自检, 能否快速、有效执行应急预案的前提。因此系统必须具备通讯自检功能, 监测系统内部每一回路的通讯线路。此外, 一个回路中的通讯故障不会影响其他回路正常通讯, 做到故障隔离。

3.1.3 系统定期功能自检, 检测蓄电池容量

除了排除设备故障, 系统具备灯具定期自检功能。用户可以自主设定灯具自检周期 (如一月一次, 一季度一次等) , 可在凌晨列车停运后, 将灯具和系统内其他设备切换到应急状态, 检测设备的应急转换功能、应急时间等, 将不符合规范标准要求的灯具筛选出来, 声光报警提醒维护人员及时更换设备。

3.2 消防联动动态疏散功能

智能疏散逃生系统和消防报警系统联动, 获知火警信息, 选择、执行相应的联动预案。

系统完成了从以往消防应急灯“就近指引”的原则到智能疏散逃生系统“安全指引疏散”的原则, 实现火灾现场人员“更安全、更准确、更迅速”地逃离火灾现场。

3.2.1 安全

系统将“就近引导”的方式改变为“安全引导”的方式, 使系统内的消防应急灯不再是封闭的、相互独立的单体, 疏散路径的确定依据为消防报警设备的火警信息、或其他相关火灾信息。疏散引导的行为也不再是孤岛行为。根据火灾信息确定疏散的路径, 保证疏散的安全性。

通过这种模式将疏散标志灯的路径和现场的火灾情况结合起来, 以此做到疏散路径有据可查, 确保“安全”逃生。

3.2.2 准确

系统引入了高位出口语音、低位疏散照明和双向可调、地面墙面连续型导向光流等标志灯, 逐步引导人们撤离火灾现场, 根据正确的火灾现场信息, 对各种灯具做统一调控, 达到疏散指示方向一致性。

3.2.3 迅速

系统灯引入了频闪、语音、连续光带的概念, 通过感观上的刺激, 减少受灾人员的恐慌心理, 有利于人群有序、一致的以一定速度向前逃生。

4 集中控制型消防应急灯具系统软升级能力

集中控制型消防应急灯具结合频闪、语音、双向可调、视觉连续等功能, 能满足各种不同联动预案的要求。

系统主机内置数据库, 存储联动预案, 一旦联动预案需要更改、增加、删除, 只需在主机上对控制平台进行调整, 而无须改动硬件设备。系统升级对软件的依赖大, 硬件的依赖小, 这对后期建筑物安全的进一步完善、升级提供了便利。

5 疏散逃生系统和独立型标志灯性能对比

5.1 系统维护功能对比

独立型应急标志灯具为单体工作方式, 不能检测设备故障, 无法动态调整疏散路径, 因此在应用中, 火灾等需要紧急疏散的情况在存在指引盲目性。

智能型系统内各种设备自身具备故障主报功能, 能实时检测自身故障状态, 主机显示屏上能定性系统内故障类型, 定位故障点;主机检测系统内设备通讯线路故障, 主机自身故障, 声光报警提醒工作人员及时检修、维护, 显著提高了设备的可靠性。

5.2 系统火灾应急联动疏散功能对比

独立型标志灯无法改变疏散方向, 只能实现就近指引, 不能根据周围火灾情况对疏散方向做出能动的调整。独立型标志灯的疏散引导是孤岛行为, 无法和周围设施和环境有机融合, 也无法根据环境做出合理的疏散放向指引。疏散逃生系统采用不同功能的消防疏散指示标志灯, 结合频闪、语音、双向可调型、视觉连续型标志灯等, 从逃生人员的视觉、听觉等感观上进行引导标志的加强, 有利于逃生人员火场逃生。系统和FAS系统联动, 通过FAS的火灾信息选择相应的火灾联动预案, 调整建筑物内疏散灯具的疏散引导方向, 引导人员“安全、准确、迅速”逃离火灾区域。

6 智能应急疏散系统案例探讨——浦东机场二期

上海浦东国际机场T2航站楼总建筑面积约54.6万平方米, 由主楼、连接廊和候机长廊三部分组成。T2航站楼采用大跨度结构形式, 整个航站楼由迎客厅、出发大厅、国内候机厅、国际候机厅、出发及到达通道、中转中心、行李提取厅及行李大厅、工作区、商业模块及计时旅馆等部分组成。主楼的功能布局:13.600m层为国际国内出发办票大厅, 其最高处达到27m;6.000m层为国际国内到达行李提取大厅和迎客厅;±0.000m层为行李提取厅;局部-2.000m层为行李处理用房;局部-6.000m层为设备机房。±0.000m与13.600m层整个西侧设有上下贯通的共享空间。主楼及长廊被弧型屋面所覆盖, 连廊是主楼与长廊中间的连接区。

6.1 主机设置

系统采用五台主机, 一台中央主机 (中央消防控制中心) , 四台分站主机 (区域消防控制中心) 。中央主机负责监控其下四台分站主机, 分站主机监控其下各路路由器。中央主机和分站主机之间通过物理链路组成通讯路由。

6.2 灯具设置

(1) 语音出口标志灯。设置于防火分区末端出口处, 平时光源常亮, 火灾联动时, 通过指令控制启动灯具的频闪功能和语音提示功能。

(2) 双向可调墙面标志灯。设置于通道内, 平时光源常亮, 火灾联动时, 通过指令控制启动灯具的频闪功能和指示方向。低位安装时采用超薄型灯具 (突出墙面1.2cm) , 高位可采用吊装、吸顶安装方式。

(3) 地面标志灯。浦东机场净空高度非常高, 最高处达到27m, 吊装墙面安装不可行, 因而通过采用地面标志灯具解决该问题。

设置于机场主楼大厅、长廊等大空间通道内, 平时光源常亮, 火灾联动时, 通过指令控制启动灯具的频闪功能和指示方向。

6.3 系统应用的若干建议

(1) 语音出口灯:设置于防火分区末端出口处。

(2) 双向可调标志灯:设置于通道内, 嵌墙安装。

(3) 地面标志灯:设置于大空间通道内, 间距地上20m, 地下10m。

设置方式有两种:

6.3.1 完全配置

对人员密集的场所通道内, 以0.5米间距设置导向光流灯, 母灯可设置于地面标志灯中, 也可设置于光流灯就近的墙面上。

6.3.2 局部配置

模拟火灾逃生系统设计的应用 篇7

1、系统设计原理

一座采用防火隔板建造的迷宫式建筑组成系统的火灾仿真场景, 内部由曲折的通道、多个房间、入口和出口各两个构成。观众由其中一个入口进入时, 计算机采集到信号后启动其中一套预设的火灾逃生方案, 设定为起火区域的烟雾机启动喷烟, 火焰灯点亮, 并发出火灾警报声, 系统发出语音提示:“这里发生火灾, 请观众马上选择消防逃生器材和正确的逃生路线逃生”。观众在标明逃生器材的位置, 自选两种自己认为合适的器材, 将代表此种器材的选择按键按下, 系统语音提示观众所选择器材正确与否, 如果错误会提示观众重新进行选择。在逃生路上, 通道上有多个安全通道的方向标识, 有的安全通道可能也已经起火, 只有一两个安全通道可以真正撤离, 遇到有着火点的地方 (红色火焰灯亮) , 只能回头, 选择其他道路绕行, 观众在逃生过程中还会遇上如:电梯、未起火楼梯、窗外有升降云梯的未起火房间、浓烟的楼道等逃生出口。系统通过光电开关检测观众的逃生路线, 语音会提示观众选择路线的正确与否, 如果选择错误, 系统语音会提示观众应该选择哪些正确的逃生口和逃生通道逃生。观众到达系统的其中一个出口时, 将会得到语音提示:“恭喜您, 您已经正确的完成模拟火灾逃生演练”。

2、系统硬件组成

系统的硬件结构框图如图一所示:

2.1 计算机部分

由于PC机具有广阔的硬件支持厂商, 软件类型也多种多样。所以本系统采用普通PC机作为操作平台, 工作环境要求高的可选用工业PC机。配置阿尔泰的PCI2310数字32路光隔离开关量输入输出卡。PCI2310是一块光电隔离输入输出板, 具有32路开关量隔离输入和32路开关量隔离输出。输入输出电压为5V~24V, 可直接驱动继电器端子板, 并提供支持VC、VB、C++Builder、Delphi、Labview、LabWindows/CVI、组态软件等语言的平台驱动。

2.2 信号检测部分

采用对射式光电开关安装在需要检测的通道、逃生口的两边, 根据检测是否有观众通过, 输出相应的开关信号。在入口处代表消防逃生器材的标志下方安装相应的按键开关, 观众选定逃生器材后, 按下代表该器材的按键, 输出开关信号。光电开关和按键开关通过输入端子板与PCI2310输入输出卡的输入接口连接。

2.3 烟雾灯光部分

烟雾机采用舞台专用烟雾机, 使用的专用烟雾油为水质, 具有易挥发、无残留、对人体无害等特点。在代表着火点的通道或房间上方吊装可产生逼真火焰效果的60W火焰灯。烟雾机和火焰灯分别连接在继电器端子板上, 由输出的开关信号进行控制。

2.4 语音播放部分

在迷宫式建筑内部均匀分布一定数量的有源音箱, 计算机声卡输出的火灾现场音效及语音提示信号经音频信号线传送到各个有源音箱进行播放。

3、软件设计

3.1 系统应用的软件

操作系统:windows 2000/XP;编程工具:Microsoft Visual C++6.0

3.2 软件的功能及流程

系统软件的功能为:采集各个光电开关与按键的信号, 并对采集到的数据进行处理后, 输出相应的开关信号对烟雾机和火焰灯进行控制, 同时输出相应的现场音效和语音提示。

通过编程软件对不同位置的光电开关和按键开关进行信号采集和控制不同位置的烟雾机和火焰灯, 并调整相应的现场音效与语音提示, 可设置不同的火灾逃生方案。本系统设有两套火灾逃生方案, 根据观众从不同的入口进入, 系统自动选择运行其中设定的一套逃生方案。系统的软件流程图如图2所示:

4、结语

模拟火灾逃生系统集成了计算机技术, 自动控制技术及语音技术, 通过迷宫式的仿真环境, 产生烟雾和火焰效果, 让观众置身于一个逼真而无危险的火灾场景中演练火灾逃生, 在游戏中学习到正确的火灾逃生知识, 大大的提高了观众参与的兴趣, 丰富了开展火灾逃生知识教育的手段。同时, 本系统可根据实际情况的需要通过编程软件设置不同的火灾逃生方案, 也体现了系统设计的灵活性和实用性。

参考文献

[1]于海生.计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[2]姚立波.工业控制技术及应用[M].北京:人民邮电出版社, 2010.

应急逃生系统 篇8

2012年北京7·21特大暴雨导致多起车内人员被困而致死亡的阴霾还未隐去, 导致城市内涝异常严重的“菲特”又把车内逃生这个话题推到了风口浪尖, 汽车入水究竟该如何逃生?浙江农林大学天目学院师生发明了一种“新型车内人员逃生自救系统”, 具有自动化、智能化的技术特点, 可以有效规避人为因素对破窗效果的影响, 已获得国家专利。

在开车的过程中发生意外, 如汽车发生火灾、坠入水中而车窗又紧闭着, 在危机时刻被困人员往往难以砸破车窗以致丧失逃生最佳时机。浙江农林大学天目学院最近发明了一套汽车玻璃振碎装置系统, 结合了手枪的出弹方式和汽车安全气囊生成气体的原理, 利用生成气体的气压将弹头推出, 进而击碎玻璃, 可以使这个问题得到很好的解决。据发明者、该院工程技术系教授彭樟林介绍, 这是一款在危急情况下能主动收集信息并对信息作出响应, 自动击碎车窗, 以便于车内人员逃生自救的系统。他说, 一般轿车是发动机前置的, 轿车落水以后整辆车会呈前低后高的姿态, 因此将水压传感器装在车头引擎盖下面。当水压传感器受到3 k Pa的水压, 也就是水下30 cm的等效水压时, 单片机传送的电信号就会达到阈值, 单片机会先后启动安装在车窗的共振和撞击两个动作模块, 击碎后窗玻璃。

他说, 在乘客人数相对更多的大巴车上, 设计理念是在其车厢内部, 装有烟雾传感器, 在车辆的关键位置装有温度传感器, 一旦车辆发生火灾, 传感器会及时将信息传递给单片机, 单片机启动动作模块, 击碎玻璃, 以便乘客能及时跳窗逃生。当汽车发动以后, 所有传感器也随之启动, 实时接受环境数据, 单片机根据设定的程序处理送来的数据。当汽车出现落水或是起火的情况, 水压、温度等环境因素就会达到阈值, 单片机会先后启动安装在轿车后窗或是大客车侧窗上的共振模块和撞击模块。

应急逃生系统 篇9

关键词：虚拟现实,X3D,公共建筑火灾,有限细胞法,逃生训练

在建筑火灾中,公共建筑火灾的危害最为直接、严重,对人类的伤害也最大,其三大指标(发生起数、死伤人数和经济损失)均占很大的比例。公共建筑火灾人员伤亡的原因,一方面是由于公共建筑具有建筑形式多样、可燃易燃物品多、电气设备多等特点。另一方面,火场被困人员消防常识和逃生技能的匮乏是最主要的自身因素。

虚拟现实技术(Virtual Reality Technique,简称VR)是指利用计算机硬件和软件构成虚拟现实环境,通过多种交换设备使用户设身于该环境中,并在该环境中直接与虚拟事物进行交互,产生身临其境感受的计算机技术。根据VR技术的特点,其在公共建筑火灾人员逃生训练系统具有很大的优势。采用VR技术来模拟人员疏散行为已经成为国际上疏散安全研究的一个重要手段。

考虑到目前公共建筑火灾人员逃生现状,笔者研究利用VR技术开发公共建筑人员逃生训练系统的可能性和方法。X3D是由Web3D联盟提出的虚拟现实建模语言。X3D语言提供了多种多样的造型节点来制造虚拟场景。利用X3D语言来建立公共建筑火灾人员逃生训练系统。

1 虚拟建筑建模

笔者假设某高铁站公共建筑,其站房长40m、宽20m、高9m,高铁站平面图和立面图,如图1所示。

图1 高铁站站房示意图

运用X3D语言的Geometry节点和IndexedFaceSet节点可以建立公共建筑的虚拟几何结构,利用Material节点可以为虚拟建筑的各个构件赋予材质。考虑到建模时间,笔者先利用3DS Max软件建立三维全尺寸公共建筑模型,并给建筑各个部分赋予材质和贴图,再将公共建筑模型导出为X3D格式文件,从而得到三维全尺寸虚拟公共建筑模型。建立的高铁站站房模型,如图2所示。

图2 高铁站站房VR模型

公共建筑中常见的辅助疏散的消防设备有:疏散指示标志、安全出口标志、火灾报警灯、消防应急广播等。利用Geometry节点、Material节点建立辅助疏散消防设备几何模型,并赋予适当材质;利用Sound节点建立消防应急广播的声音系统;利用Switch节点作为正常状态和紧急状态的开关。虚拟火灾场景建模如下。

1.1 有限细胞法

笔者提出有限细胞法进行虚拟现实火灾场景建模。

为了能够建立公共建筑VR火灾人员逃生训练系统,必须在该系统中加入客观真实的火灾场景。采用火灾场模拟软件FDS,利用其大涡模拟技术进行火灾烟气三维时空演变的预测分析。FDS计算时将计算空间划分成大量的微元控制体,以微元控制体为基本单位,假设每个微元控制体内各种物理量是均匀的,且只随时间而变化。FDS提供了全网格计算结果Plot3D数据。Plot3D输出结果中存储着每个时间间隔的全部网格的物理量。

有限细胞法的思想是首先将虚拟空间划分为“有限”个尺度较小的、紧密相连的立方体,称为“细胞”;细胞的尺寸、位置以及排列顺序与FDS软件中的网格划分保持一致,这样就建立起了FDS网格点与虚拟空间细胞的对应关系,如图3所示。

图3 有限细胞法的思想

将某一时刻的FDS全网格计算结果传递到对应的有限细胞集合中,并经过特定的成像函数,将计算结果映射为细胞的属性值,所有细胞将展现出此时刻的瞬时火灾景象。如果将不同时刻的FDS全网格数据按照时间顺序传递给细胞,细胞将动态地展现火灾时空演变规律。

笔者将FDS模拟结果的函数映射值储存到ScalarInterpolator插补器节点中。通过Route节点将储存值传递到细胞的属性中。在这个过程中,利用TimeSensor节点控制映射值传递的时间,进而控制细胞集合展现虚拟火灾演变的进度。

1.2 虚拟火灾烟气蔓延建模

火灾产生的烟气对人员疏散的危害之一是对能见度的影响。烟气对可见光的吸收满足Beer-Lambert定律,其数学表达见式(1)所示。

式中:I为出射光线光强,cd;I0为入射光线光强,cd;K为消光系数,m-1;L为射线行程平均长度,m,对于一个“细胞”,可用式(2)估算射线行程平均长度。

式中:V为细胞的体积,m3;A为细胞的表面积,m2。

假设烟气细胞为黑色(R=0,G=0,B=0),初始透明度为1。由式(1)和式(2)可知,火灾发生后,细胞的透光度或透明度见式(3)所示。

火焰的颜色取决于多种因素,为了简化火焰的虚拟模型,假设火源为橙红色(R=1,G=0.5,B=0),初始透明度为1。采用火源单位体积热释放速率和消光系数作为判断火焰透明度的因素,火焰透明度的函数映射如式(4)所示。

式中:HRR为单个网格的热释放速率,kW/s2。

根据有限细胞法的思想,首先FDS软件计算模拟得到不同时间的全网格单位体积热释放速率和消光系数数据,通过成像函数和转化为细胞的颜色和透明度,并将数据传递到相应的细胞。通过所有细胞在不同时间的颜色和透明度变化来展现虚拟公共建筑火灾场景。利用FDS软件进行高铁站候车火灾模拟时,火灾场景设定如下:(1)火源为行李火,火源位置为候车厅中央;(2)自动喷水灭火系统和排烟系统均失效;(3)火灾的增长符合t2中速火,火灾增长系数为0.011 72kW/s2;(4)最大热释放速率为0.64 MW。

2 多角色虚拟人员疏散建模

2.1 个体人员建模

在人体骨骼和关节系统的基础上,去粗存精,只保留人体主要的骨骼和关节,采用X3D语言中的HAnimHumanoid节点建立人体静态模型。HAnimHumanoid节点包括关节子节点、骨骼子节点等。

为了简化人体运动过程,首先赋予每个关节一定的转动角度,关节的转动将带动骨骼转动,从而又带动下一级关节移动,而下一级关节又会被赋予一定的旋转角度,这样一级一级地将旋转和移动叠加传递下去,就形成了各式各样的运动。

2.2 虚拟人员疏散建模

考虑到训练者训练时不仅受虚拟公共建筑、虚拟辅助疏散消防设备以及虚拟火灾场景的影响,同时会受到共同疏散的其他人员的影响,产生不同的心理状态,从而影响逃生行为。笔者建立了两种角色的人员疏散模型:(1)不受训练者控制的人员疏散,即自由人群疏散模型;(2)受训练者控制的人员疏散,即受控人员疏散模型。

2.2.1 自由人群疏散模型

首先采用基于SFPE疏散模型的Pathfinder软件模拟自由人群的疏散行为,得到自由人员的动态位置数据,然后将动态位置数据通过PositionInterpolator插补器节点、Timesensor节点和Route节点传递到2.1节建立的虚拟人体模型中。

高铁站疏散人员主要是旅客,结合火灾场景设计了如下疏散场景:

(1)总人数为300人,其中售票厅有50人,候车厅共有150人,车站广场共有100人;

(2)安全出口均可用,人员向远离火源的方向疏散;

(3)人员运动速度为1.2m/s。

2.2.2 受控人员疏散模型

训练者作为疏散人群的一份子,不仅能够观察到虚拟公共建筑、虚拟辅助疏散消防系统、虚拟火灾场景以及虚拟自由人群疏散,而且需要参与到疏散过程中,与虚拟自由人群共同疏散。

利用键盘和鼠标作为训练者的控制命令输入方式,利用键盘的上、下、左、右四个键以及鼠标中轮的前滚和后滚,控制虚拟人体的前进、后退、左转、右转、抬头、低头,并采用X3D语言的KeySensor节点将训练者的按键命令传递给虚拟受控人员。这样,通过训练者控制键盘和鼠标中轮,就可以控制虚拟人体在虚拟场景中的疏散行为。

2.2.3 碰撞检测和碰撞响应

当训练者控制的虚拟受控人员运动时,如果虚拟受控人员的空间位置与虚拟公共建筑或自由人群的空间位置重合,就会产生碰撞。当虚拟受控人员与建筑发生碰撞时,人员无法继续朝向建筑运动,但可以后退或转身。当虚拟受控人员与虚拟自由人群发生碰撞时,人员需要躲闪以避免相撞在一起。利用X3D语言的Collision节点和Script节点进行碰撞检测和碰撞响应。

3 公共建筑VR逃生训练系统检验

将上述虚拟高铁站建筑模型、虚拟火灾场景模型、多角色虚拟人员疏散模型有机整合,便得到基于VR的高铁站火灾人员逃生训练系统。

笔者挑选某训练者A进行训练,在疏散过程中看到的情景如图4所示。在火灾发生时,虚拟报警灯开始闪烁报警,消防广播开始播放,提醒人们尽快疏散至安全区域。训练者A在紧张的情况下选择跟从大多数人的疏散方向,即向南侧安全出口进行疏散。由于此安全出口处疏散的人员较多,受训者与其他人员产生了多次碰撞,延长了疏散时间。训练者A从初始位置疏散出安全出口用时22s。

可见,训练者A在疏散过程中存在盲目从众心理。在接受建议后,训练者A重新进行了训练。本次疏散中训练者A通过冷静判断,选择了与大多数人数疏散方向相反,但距其较近的北侧安全出口进行疏散,用时14s。经过训练,受训者的疏散技巧得到了提升,疏散时间缩短,增加了逃生成功概率。虚拟现实高铁站火灾人员逃生训练系统起到了应有的训练作用。

此外,在训练者A逃生过程中可以看出,虚拟公共建筑的消防设计存在一定缺陷,不利于人员迅速疏散。首先,疏散指示标志和安全出口标志过小,导致人员在疏散过程中看不到或看不清这些标志,影响了疏散时间。其次,北侧安全出口门的设计在一定程度上阻碍了人群的横向疏散,并减少了横向疏散宽度,如图5所示。因此,笔者建议该高铁站作如下修改:

图4 训练者A训练过程中看到的场景

(1)增大安全出口标志的尺寸;

(2)将北侧出口门的开启角度改为180°。

4 结论

(1)利用X3D语言的几何造型节点、材质节点和贴图节点,借助第三方建模软件3DS Max可以快速地建立三维虚拟公共建筑模型。

(2)提出了有限细胞法展现虚拟火灾场景。通过将FDS模拟得到的全网格Plot3D数据导入到细胞集合的属性中,实现了虚拟火灾与烟气蔓延建模,虚拟火灾场景模型较为逼真,反映了火灾与烟气的三维动态演变过程。

(3)利用差值器节点、时间传感器节点和路由节点,将Pathfinder模拟得到的人员动态位移数据导入到建立的虚拟人体模型中,实现了虚拟自由人群建模。利用传感器节点、碰撞检测节点和脚本节点实现了虚拟受控人员建模。

图5 虚拟公共建筑消防设计缺陷

(4)以高铁站为例,将建立的虚拟高铁站建筑模型、虚拟火灾场景模型、多角色虚拟人员疏散模型有机整合,完成了基于VR的高铁站火灾人员逃生训练系统。该训练系统取得了较好的训练效果,也为建筑消防设计提出了改进措施。

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