[发明专利]一种大空间屋盖火灾下坍塌预警系统的实现方法

说明书

本发明涉及一种大空间屋盖火灾下坍塌预警系统的实现方法，探测部安装于拟探测的屋盖结构网格对应的屋面上，获得所探测点位的近屋面动态温度、动态空间坐标，并通过无线和声发射方式向外界传输数据，通过光显示方式即时发出视觉预警；处置部安置于起火建筑周围的地面安全区域，通过无线和声识别方式接收各个探测部发出的探测点位近屋面动态温度数据、动态空间坐标数据，并结合手动输入的建筑及屋盖结构信息数据开展计算，依据不同的预警级别向相关人员发出声音预警和无线预警；本系统相比于现有技术，针对大空间屋盖且率先从临界温度和承载力两个角度对屋面严重受火灾影响区域及整体进行坍塌全过程预测及预警，且仪器架设少，有巨大公共安全效益。

技术领域

本发明涉及建筑火灾事故应急救援领域，具体涉及一种大空间屋盖火灾下坍塌预警系统的实现方法，用于对含有大空间场所的屋盖结构(空间网格结构、排架、刚架结构)的火灾下坍塌过程预测预警，实现保障建筑内部使用人员特别是灭火救援人员安全的目的。

背景技术

火灾事故中，建筑结构有发生坍塌(倒塌)的风险，将威胁未及时疏散的使用人员和灭火救援人员的安全，同时将会增加财产损失。对于建筑结构火灾事故中坍塌的预测是当前建筑火灾事故应急处置的现实需求，但也是世界性的难题。在一般的工程、灾害监测中，多种传感器可以在灾害发生前与建筑被监测部位接触布置，且安置于可以预计的关键位置，如申请号：CN201811485370.3中使用了轴力传感器、水平及相对位移传感器；申请号：CN201220315799.X使用了倾角传感器；申请号：CN201911135600.8使用了多个激光光感原件来准确计算光束偏移距离；申请号：CN201921586546.4在监测坝石坍塌时使用振动传感器；申请号：CN201910732356.7在监测煤矿坍塌时使用压力传感器；申请号：CN201620344377.3使用红外线发射器、横向反光镜、红外线接收器；申请号：CN201320478138.3使用应变仪，等。但火灾的随机发生无法有目的的提前布设监测坍塌用的仪器设备，发生火灾后的环境条件不同于常温，带来的高温、浓烟、蔓延环境成为现场操作的最大难点，人员无法靠近起火区域布设相关仪器及配件，还可能发生现有设备适用性、可靠性降低、信息传输受干扰等情况，天气因素亦可能增加观察的难度。

针对火灾建筑坍塌事故处置的需求和挑战，当前技术从不同侧重进行了多方尝试，简要概述如下：

(1)针对位移(速度、加速度)的测量技术，包括：变形、倾斜、挠度等。

A、利用激光全站仪获得单点三维坐标的方法。全站仪广泛的应用于建筑、公路桥梁等领域的工程质量控制、维护中，属于视觉测量技术，辅助以激光及自动跟踪技术，增加了目标的辨识度。但一台仪器连续观测时仅能跟踪一个单点目标，且易受高温烟气干扰。申请号：CN201711067894.6为解决激光发射器用于建筑物变形测量昂贵以及使用普通全站仪替代虽有优势但监测、数据换算又耗费人工的问题，提出了一种有效利用全站仪监测建筑变形的设备和方法。分析发现：所述及的从火灾建筑的前后左右或更多方向进行监测、监测建筑上监测点的三维坐标数据、监测点为建筑上的标定点或者自身的固定点、警告阈值、危险阈值等涉及本技术实施的关键问题无一是明确的。火灾中无法判断建筑的那个部位是关键的监测点、能不能连续监测到这个关键点、如建筑自身的固定点不适合，如何为起火建筑的监测点临时安装标定物，将是本技术的实施关键。同时所述及的全站仪无疑需要为自动跟踪型，相比于激光发射器无价格优势，况且为多台使用，且一旦初始跟踪目标超出全站仪视野将无法继续自动跟踪，可能不具备全过程实时性。而所述全站仪与监控平台之间的无线传输，为桥梁监测、房屋测量等领域早已公知的技术。总体而言无法实现为消防人员的生命安全提供可靠保证的目标；