虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防給排水工程中的應(yīng)用

張怡

（云南省建筑工程設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650021）

建筑、市政等多種工程項(xiàng)目的建設(shè)往往涉及到消防給排水工程的施工，是保障消防工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵，在保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮著極為重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在消防給排水工程中的應(yīng)用逐漸受到重視，是對(duì)工程設(shè)計(jì)與建設(shè)技術(shù)的創(chuàng)新?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)消防給排水工程的現(xiàn)實(shí)困境，通過科學(xué)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，優(yōu)化消防給排水工程的設(shè)計(jì)、安全評(píng)估、火災(zāi)詳情控制等方面，對(duì)消防給排水工程的發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用主要是利用計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件而生成的一種模擬環(huán)境，以三維動(dòng)態(tài)視景模擬實(shí)體行為，促進(jìn)多源信息的交互式融合，具有多感知性、交互性、自主性等特征。三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)、局部跟蹤技術(shù)等多種技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，借助三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真形成貼近實(shí)體行為的模型，產(chǎn)生不同光照條件下各種物體的精確圖像，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的三維計(jì)算機(jī)圖形。對(duì)觀察者的頭、眼與手等局部的跟蹤技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，主要是依靠鼠標(biāo)或鍵盤來實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)的變化，而隨著科技水平的不斷提高，VR技術(shù)的日益完善，以虛擬現(xiàn)實(shí)頭套使視場(chǎng)變化，以用戶的雙目立體視覺為依托，以數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，促使用戶能夠獲得身臨其境的體驗(yàn)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防給排水工程中的應(yīng)用策略

工程設(shè)計(jì)、消防安全評(píng)估、火災(zāi)詳情控制、消防演練是消防給排水工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的關(guān)鍵，而根據(jù)消防給排水工程不同環(huán)節(jié)的要求。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬消防給排水工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)，是提升消防給排水工程質(zhì)量的重要途徑。

2.1 在消防給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

工程設(shè)計(jì)關(guān)系著消防給排水工程的實(shí)際建設(shè)，直接影響著消防給排水工程的質(zhì)量。利用傳統(tǒng)方法和技術(shù)進(jìn)行消防給排水工程設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)消防給排水工程的規(guī)模與規(guī)范要求，設(shè)計(jì)人員依靠自身經(jīng)驗(yàn)及掌握的技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)消防給排水工程，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)的難度較大，消防給排水工程的設(shè)計(jì)存在不恰當(dāng)之處，并未考慮到影響火災(zāi)的不確定性因素，設(shè)計(jì)人員對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的救援工作缺乏了解，從而影響到消防給排水工程的設(shè)計(jì)。

基于給水管網(wǎng)試壓工作對(duì)消防給排水工程設(shè)計(jì)的影響，以及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消防水泵房給排水系統(tǒng)等設(shè)計(jì)在整個(gè)消防給排水工程中發(fā)揮的重要作用。為了確保消防給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建筑工程整體建設(shè)相匹配，可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到建筑內(nèi)部的消防給排水工程的設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑工程的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，構(gòu)建與建筑工程實(shí)際建設(shè)情況一致的三維仿真模型，結(jié)合建筑物的消防滅火的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)多種消防給排水方案，通過模擬不同的消防給排水設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)確計(jì)算不同消防給排水系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)與建設(shè)成本，評(píng)估不同消防給排水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與缺陷，依托仿真模型，進(jìn)行消防給水管網(wǎng)的壓力試驗(yàn)，包括強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)，測(cè)試不同消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在不同條件下的運(yùn)行效果，明確不同方案下，消防給排水系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力與工作壓力，逐步完善消防給排水系統(tǒng)，優(yōu)化建筑內(nèi)部消防給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工方案。

依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建三維仿真模型，試驗(yàn)不同的消防給排水設(shè)計(jì)方案，模擬不同方案下自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用效果，對(duì)于將噴頭安裝在不同位置、不同高度的應(yīng)用進(jìn)行模擬，進(jìn)行不同性能的試水裝置試驗(yàn)，并依靠仿真模擬試驗(yàn)，模擬信號(hào)閥、報(bào)警閥的設(shè)置，利用試驗(yàn)對(duì)入口水壓與試水接頭出水口的流量系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化選擇消防給排水的設(shè)計(jì)。在消防水泵房的給排水設(shè)計(jì)中，可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真模型，依托仿真試驗(yàn)，模擬不同條件下的增壓水泵與消防水池設(shè)計(jì)，評(píng)估造成消防管網(wǎng)堵塞的原因，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，增強(qiáng)水循環(huán)的效果，提升消防給排水系統(tǒng)的可行性，滿足建筑內(nèi)部的消防安全需要，提升消防給排水工程的實(shí)用價(jià)值。

為更好地提升消防給排水工程設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠真正發(fā)揮作用，根據(jù)消防給排水工程的實(shí)際情況，結(jié)合火災(zāi)救援的實(shí)際案例，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到消防給排水工程的設(shè)計(jì)中，針對(duì)消防給排水工程擬建地的建筑特點(diǎn)和消防需求，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬火災(zāi)救援的實(shí)例，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防給排水工程各種設(shè)計(jì)方案的系統(tǒng)仿真，進(jìn)行工程擬建地的火災(zāi)救援模擬試驗(yàn)，指導(dǎo)和輔助消防給排水工程的設(shè)計(jì)，充分參考模擬試驗(yàn)結(jié)果，詳細(xì)考慮實(shí)際火災(zāi)的各類影響因素，改進(jìn)消防給排水工程的設(shè)計(jì)方案，避免火勢(shì)的繼續(xù)蔓延，為開展消防救援工作提供保障。

2.2 在消防安全評(píng)估中的應(yīng)用

消防工程的安全評(píng)估主要是對(duì)消防給排水工程運(yùn)行的安全性、流通性等各方面進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬消防給排水工程在火災(zāi)救援中的應(yīng)用，做好消防的安全評(píng)估工作，能夠?yàn)橄澜o排水工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息予以支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防給排水工程質(zhì)量的提高。

在消防安全評(píng)估過程中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)的火災(zāi)救援環(huán)境和實(shí)際的火災(zāi)案例應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)消防給排水工程在火災(zāi)救援中的運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)仿真，評(píng)估消防給排水工程的作用發(fā)揮與現(xiàn)場(chǎng)救援的安全性，建立并豐富火災(zāi)數(shù)據(jù)庫，以詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息支撐消防給排水工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)，并將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到建筑物消防安全評(píng)估中，利用模擬實(shí)驗(yàn)排除消防給排水工程存在的安全隱患，編制火災(zāi)救援與消防給排水工程使用說明，制定消防救援的規(guī)范操作標(biāo)準(zhǔn)，避免因?yàn)槿藛T操作上的失誤，影響到火災(zāi)救援工作的順利開展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，提升火災(zāi)救援的安全性，保障消防工作人員的生命安全。

此外，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)監(jiān)督火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的消防救援工作，借助監(jiān)控視頻進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，以系統(tǒng)仿真檢查建筑內(nèi)部消防給排水設(shè)施的質(zhì)量，檢查消防給排水系統(tǒng)存在的隱患，明確消防給排水設(shè)施的具體安裝位置與數(shù)量，以便為消防給排水工程的設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際火災(zāi)案例，分析現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各種火災(zāi)的發(fā)展趨勢(shì)及影響因素，對(duì)火災(zāi)救援與消防給排水工程進(jìn)行三維實(shí)景實(shí)驗(yàn)，總結(jié)不同環(huán)境下消防給排水系統(tǒng)的工作經(jīng)驗(yàn)與效果，促進(jìn)實(shí)際救援中工作效率與自動(dòng)噴水裝置滅火能力的提高，準(zhǔn)確評(píng)估建筑內(nèi)部的消防安全，從而為高效開展消防救援奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 在消防演練中的應(yīng)用

消防演練是為了讓消防人員詳細(xì)了解消防給排水工程，實(shí)現(xiàn)兩者的高效配合，快速控制火災(zāi)險(xiǎn)情，規(guī)范消防人員的具體操作，提升消防救援的效率。實(shí)際火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)演練和消防救援的危險(xiǎn)性較高，防護(hù)措施出現(xiàn)紕漏或火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)狀況，容易威脅到消防人員的生命安全。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的日益成熟，為了提高消防演練的安全性，增強(qiáng)消防人員對(duì)火災(zāi)救援與消防給排水系統(tǒng)的認(rèn)知，可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入消防演練，讓消防人員深入了解火災(zāi)搶險(xiǎn)和救援工作，掌握消防給排水系統(tǒng)與救援設(shè)施的規(guī)范操作，及時(shí)控制火災(zāi)險(xiǎn)情。使消防人員更快適應(yīng)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與救援工作是消防演練的主要目的，有利于排除消防給排水工程存在的質(zhì)量問題，關(guān)系著實(shí)際消防救援的工作效率與安全性。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建安防訓(xùn)練和火災(zāi)救援的演練系統(tǒng)，系統(tǒng)仿真火災(zāi)救援的工作，模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與建筑內(nèi)部的消防給排水系統(tǒng)，可幫助消防人員更快適應(yīng)不同環(huán)境下的消防救援工作。依靠安防訓(xùn)練與火災(zāi)救援演練系統(tǒng)，對(duì)不同環(huán)境下的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，通過模擬實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練消防人員火災(zāi)救援的相關(guān)技術(shù)，掌握建筑內(nèi)部給排水消防系統(tǒng)及相應(yīng)設(shè)施的具體位置，擺脫傳統(tǒng)消防演練與火災(zāi)救援戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的盲目性，優(yōu)化不同環(huán)境下火災(zāi)救援的戰(zhàn)術(shù)思路，讓消防人員從模擬實(shí)驗(yàn)中獲得真實(shí)的體驗(yàn)感，提高消防人員的心理素質(zhì)，避免慌亂中消防人員的操作出現(xiàn)偏差，以便保證消防救援的有序進(jìn)行?；谙姥菥毜闹饕康模劳刑摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)化訓(xùn)練消防人員，真切感受真實(shí)的火災(zāi)情境下建筑內(nèi)部的環(huán)境、被困人員呼救、建筑坍塌等多方面，體驗(yàn)真實(shí)情境下的火災(zāi)救援工作，鍛煉消防人員應(yīng)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)狀況的能力，綜合訓(xùn)練消防人員的體能與心理素質(zhì)，促進(jìn)消防救援工作效率的提升。

3 結(jié)語

消防給排水工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，對(duì)于開展火災(zāi)搶險(xiǎn)與救援工作有直接的影響。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入消防給排水工程的設(shè)計(jì)、消防安全評(píng)估、消防演練、火災(zāi)詳情控制等各方面，構(gòu)建科學(xué)的安防訓(xùn)練與消防救援的演練系統(tǒng)，加強(qiáng)訓(xùn)練消防人員，從而保障消防救援工作的有序進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭曦,廖素鋒．消防給排水中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究[J]．低碳世界,2017，(27)．

[2]周祥國．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防給排水工程中的應(yīng)用[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016，(14)．