虛擬現實技術在消防給排水工程中的應用

張怡

（云南省建筑工程設計院，云南 昆明 650021）

建筑、市政等多種工程項目的建設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行的關鍵，在保證人們的生命財產安全方面發揮著極為重要的作用。隨著科學技術的不斷創新，虛擬現實技術、計算機技術等先進科學技術在消防給排水工程中的應用逐漸受到重視，是對工程設計與建設技術的創新。基于虛擬現實技術的關鍵技術，根據消防給排水工程的現實困境，通過科學應用虛擬現實技術，優化消防給排水工程的設計、安全評估、火災詳情控制等方面，對消防給排水工程的發展具有一定的推動作用。

1 虛擬現實技術的關鍵技術分析

虛擬現實技術的應用主要是利用計算機及相應的軟件而生成的一種模擬環境，以三維動態視景模擬實體行為，促進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。三維計算機圖形技術、廣角立體顯示技術、局部跟蹤技術等多種技術是虛擬現實技術的關鍵技術，借助三維計算機圖形技術，以計算機系統仿真形成貼近實體行為的模型，產生不同光照條件下各種物體的精確圖像，從而實現實時的三維計算機圖形。對觀察者的頭、眼與手等局部的跟蹤技術是實現虛擬現實的基礎，傳統的計算機圖形技術，主要是依靠鼠標或鍵盤來實現視場的變化，而隨著科技水平的不斷提高，VR技術的日益完善，以虛擬現實頭套使視場變化，以用戶的雙目立體視覺為依托，以數據手套和數據衣實時采集實驗數據，促使用戶能夠獲得身臨其境的體驗。

2 虛擬現實技術在消防給排水工程中的應用策略

工程設計、消防安全評估、火災詳情控制、消防演練是消防給排水工程設計和建設的關鍵，而根據消防給排水工程不同環節的要求。利用虛擬現實技術模擬消防給排水工程的設計和建設，是提升消防給排水工程質量的重要途徑。

2.1 在消防給排水工程設計中的應用

工程設計關系著消防給排水工程的實際建設，直接影響著消防給排水工程的質量。利用傳統方法和技術進行消防給排水工程設計，主要是根據消防給排水工程的規模與規范要求，設計人員依靠自身經驗及掌握的技術，利用計算機軟件設計消防給排水工程，導致工程設計的難度較大，消防給排水工程的設計存在不恰當之處，并未考慮到影響火災的不確定性因素，設計人員對火災現場的救援工作缺乏了解，從而影響到消防給排水工程的設計。

基于給水管網試壓工作對消防給排水工程設計的影響，以及自動噴水滅火系統、消防水泵房給排水系統等設計在整個消防給排水工程中發揮的重要作用。為了確保消防給排水系統的設計與建筑工程整體建設相匹配，可將虛擬現實技術應用到建筑內部的消防給排水工程的設計中，根據建筑工程的整體設計規劃及結構特點，構建與建筑工程實際建設情況一致的三維仿真模型，結合建筑物的消防滅火的實際需求，設計多種消防給排水方案，通過模擬不同的消防給排水設計方案，準確計算不同消防給排水系統的相關參數與建設成本，評估不同消防給排水系統的優勢與缺陷，依托仿真模型，進行消防給水管網的壓力試驗，包括強度試驗和嚴密性實驗，測試不同消防給水系統設計方法在不同條件下的運行效果，明確不同方案下，消防給排水系統的試驗壓力與工作壓力，逐步完善消防給排水系統，優化建筑內部消防給排水系統的設計和施工方案。

依托虛擬現實技術，構建三維仿真模型，試驗不同的消防給排水設計方案，模擬不同方案下自動噴水滅火系統的應用效果，對于將噴頭安裝在不同位置、不同高度的應用進行模擬，進行不同性能的試水裝置試驗，并依靠仿真模擬試驗，模擬信號閥、報警閥的設置，利用試驗對入口水壓與試水接頭出水口的流量系數進行計算，優化選擇消防給排水的設計。在消防水泵房的給排水設計中，可利用虛擬現實技術和仿真模型，依托仿真試驗，模擬不同條件下的增壓水泵與消防水池設計，評估造成消防管網堵塞的原因，制定相應的預防措施，增強水循環的效果，提升消防給排水系統的可行性，滿足建筑內部的消防安全需要，提升消防給排水工程的實用價值。

為更好地提升消防給排水工程設計的技術水平，確保虛擬現實技術能夠真正發揮作用，根據消防給排水工程的實際情況，結合火災救援的實際案例，將虛擬現實技術應用到消防給排水工程的設計中，針對消防給排水工程擬建地的建筑特點和消防需求，利用虛擬現實技術模擬火災救援的實例，實現對消防給排水工程各種設計方案的系統仿真，進行工程擬建地的火災救援模擬試驗，指導和輔助消防給排水工程的設計，充分參考模擬試驗結果，詳細考慮實際火災的各類影響因素，改進消防給排水工程的設計方案，避免火勢的繼續蔓延，為開展消防救援工作提供保障。

2.2 在消防安全評估中的應用

消防工程的安全評估主要是對消防給排水工程運行的安全性、流通性等各方面進行分析、評價，而利用虛擬現實技術模擬消防給排水工程在火災救援中的應用，做好消防的安全評估工作，能夠為消防給排水工程的設計和建設提供準確的數據信息予以支撐，實現對消防給排水工程質量的提高。

在消防安全評估過程中，應結合現實的火災救援環境和實際的火災案例應用虛擬現實技術，即利用虛擬現實技術模擬火災現場的實際情況，對消防給排水工程在火災救援中的運行進行系統仿真，評估消防給排水工程的作用發揮與現場救援的安全性，建立并豐富火災數據庫，以詳細的數據信息支撐消防給排水工程的設計和建設，并將虛擬現實技術應用到建筑物消防安全評估中，利用模擬實驗排除消防給排水工程存在的安全隱患，編制火災救援與消防給排水工程使用說明，制定消防救援的規范操作標準，避免因為人員操作上的失誤，影響到火災救援工作的順利開展，及時發現火災隱患，提升火災救援的安全性，保障消防工作人員的生命安全。

此外，利用虛擬現實技術監督火災現場的消防救援工作，借助監控視頻進行現場監督，以系統仿真檢查建筑內部消防給排水設施的質量，檢查消防給排水系統存在的隱患，明確消防給排水設施的具體安裝位置與數量，以便為消防給排水工程的設計提供科學依據。依托虛擬現實技術應用，結合實際火災案例，分析現實環境中各種火災的發展趨勢及影響因素，對火災救援與消防給排水工程進行三維實景實驗，總結不同環境下消防給排水系統的工作經驗與效果，促進實際救援中工作效率與自動噴水裝置滅火能力的提高，準確評估建筑內部的消防安全，從而為高效開展消防救援奠定堅實的基礎。

2.3 在消防演練中的應用

消防演練是為了讓消防人員詳細了解消防給排水工程，實現兩者的高效配合，快速控制火災險情，規范消防人員的具體操作，提升消防救援的效率。實際火災現場演練和消防救援的危險性較高，防護措施出現紕漏或火災現場突發狀況，容易威脅到消防人員的生命安全。基于虛擬現實技術的日益成熟，為了提高消防演練的安全性，增強消防人員對火災救援與消防給排水系統的認知，可將虛擬現實技術引入消防演練，讓消防人員深入了解火災搶險和救援工作，掌握消防給排水系統與救援設施的規范操作，及時控制火災險情。使消防人員更快適應火災現場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量問題，關系著實際消防救援的工作效率與安全性。

利用虛擬現實技術構建安防訓練和火災救援的演練系統，系統仿真火災救援的工作，模擬火災現場與建筑內部的消防給排水系統，可幫助消防人員更快適應不同環境下的消防救援工作。依靠安防訓練與火災救援演練系統，對不同環境下的火災現場進行模擬，通過模擬實驗訓練消防人員火災救援的相關技術，掌握建筑內部給排水消防系統及相應設施的具體位置，擺脫傳統消防演練與火災救援戰術訓練的盲目性，優化不同環境下火災救援的戰術思路，讓消防人員從模擬實驗中獲得真實的體驗感，提高消防人員的心理素質，避免慌亂中消防人員的操作出現偏差，以便保證消防救援的有序進行。基于消防演練的主要目的，依托虛擬現實技術強化訓練消防人員，真切感受真實的火災情境下建筑內部的環境、被困人員呼救、建筑坍塌等多方面，體驗真實情境下的火災救援工作，鍛煉消防人員應對火災現場突發狀況的能力，綜合訓練消防人員的體能與心理素質，促進消防救援工作效率的提升。

3 結語

消防給排水工程的設計、建設與人們的生命財產安全息息相關，對于開展火災搶險與救援工作有直接的影響。將虛擬現實技術引入消防給排水工程的設計、消防安全評估、消防演練、火災詳情控制等各方面，構建科學的安防訓練與消防救援的演練系統，加強訓練消防人員，從而保障消防救援工作的有序進行。

參考文獻：

[1]鄭曦,廖素鋒．消防給排水中對虛擬現實技術的應用研究[J]．低碳世界,2017，(27)．

[2]周祥國．虛擬現實技術在消防給排水工程中的應用[J]．科技創新與應用,2016，(14)．