[發明專利]一種大空間屋蓋火災下坍塌預警系統的實現方法

有效

• 申請號: 202010718326.3
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111882834B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 尹亮;闞強;李智鴻
• 申請（專利權）人: 應急管理部天津消防研究所;上海驍鴻信息科技有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G08B25/10;G08B7/06;G01K7/04;G01K1/02;G01C5/00;G01B21/00
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 楊舒文

本發明涉及一種大空間屋蓋火災下坍塌預警系統的實現方法，探測部安裝于擬探測的屋蓋結構網格對應的屋面上，獲得所探測點位的近屋面動態溫度、動態空間坐標，并通過無線和聲發射方式向外界傳輸數據，通過光顯示方式即時發出視覺預警；處置部安置于起火建筑周圍的地面安全區域，通過無線和聲識別方式接收各個探測部發出的探測點位近屋面動態溫度數據、動態空間坐標數據，并結合手動輸入的建筑及屋蓋結構信息數據開展計算，依據不同的預警級別向相關人員發出聲音預警和無線預警；本系統相比于現有技術，針對大空間屋蓋且率先從臨界溫度和承載力兩個角度對屋面嚴重受火災影響區域及整體進行坍塌全過程預測及預警，且儀器架設少，有巨大公共安全效益。

技術領域

本發明涉及建筑火災事故應急救援領域，具體涉及一種大空間屋蓋火災下坍塌預警系統的實現方法，用于對含有大空間場所的屋蓋結構(空間網格結構、排架、剛架結構)的火災下坍塌過程預測預警，實現保障建筑內部使用人員特別是滅火救援人員安全的目的。

背景技術

火災事故中，建筑結構有發生坍塌(倒塌)的風險，將威脅未及時疏散的使用人員和滅火救援人員的安全，同時將會增加財產損失。對于建筑結構火災事故中坍塌的預測是當前建筑火災事故應急處置的現實需求，但也是世界性的難題。在一般的工程、災害監測中，多種傳感器可以在災害發生前與建筑被監測部位接觸布置，且安置于可以預計的關鍵位置，如申請號：CN201811485370.3中使用了軸力傳感器、水平及相對位移傳感器；申請號：CN201220315799.X使用了傾角傳感器；申請號：CN201911135600.8使用了多個激光光感原件來準確計算光束偏移距離；申請號：CN201921586546.4在監測壩石坍塌時使用振動傳感器；申請號：CN201910732356.7在監測煤礦坍塌時使用壓力傳感器；申請號：CN201620344377.3使用紅外線發射器、橫向反光鏡、紅外線接收器；申請號：CN201320478138.3使用應變儀，等。但火災的隨機發生無法有目的的提前布設監測坍塌用的儀器設備，發生火災后的環境條件不同于常溫，帶來的高溫、濃煙、蔓延環境成為現場操作的最大難點，人員無法靠近起火區域布設相關儀器及配件，還可能發生現有設備適用性、可靠性降低、信息傳輸受干擾等情況，天氣因素亦可能增加觀察的難度。

針對火災建筑坍塌事故處置的需求和挑戰，當前技術從不同側重進行了多方嘗試，簡要概述如下：

(1)針對位移(速度、加速度)的測量技術，包括：變形、傾斜、撓度等。

A、利用激光全站儀獲得單點三維坐標的方法。全站儀廣泛的應用于建筑、公路橋梁等領域的工程質量控制、維護中，屬于視覺測量技術，輔助以激光及自動跟蹤技術，增加了目標的辨識度。但一臺儀器連續觀測時僅能跟蹤一個單點目標，且易受高溫煙氣干擾。申請號：CN201711067894.6為解決激光發射器用于建筑物變形測量昂貴以及使用普通全站儀替代雖有優勢但監測、數據換算又耗費人工的問題，提出了一種有效利用全站儀監測建筑變形的設備和方法。分析發現：所述及的從火災建筑的前后左右或更多方向進行監測、監測建筑上監測點的三維坐標數據、監測點為建筑上的標定點或者自身的固定點、警告閾值、危險閾值等涉及本技術實施的關鍵問題無一是明確的。火災中無法判斷建筑的那個部位是關鍵的監測點、能不能連續監測到這個關鍵點、如建筑自身的固定點不適合，如何為起火建筑的監測點臨時安裝標定物，將是本技術的實施關鍵。同時所述及的全站儀無疑需要為自動跟蹤型，相比于激光發射器無價格優勢，況且為多臺使用，且一旦初始跟蹤目標超出全站儀視野將無法繼續自動跟蹤，可能不具備全過程實時性。而所述全站儀與監控平臺之間的無線傳輸，為橋梁監測、房屋測量等領域早已公知的技術。總體而言無法實現為消防人員的生命安全提供可靠保證的目標；