一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置及其方法

技术领域

本发明涉及火灾数据收集技术领域，特别涉及一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置及其方法。

背景技术

复杂的建筑发生火灾发生时，建筑空间的复杂性、建筑火灾绵延的未知性、火灾次生灾害烟雾和有害气体的扩散未知性等影响因素往往给火灾疏散与救援带来较大的困难。

现有的火灾数据收集，过度关注火灾初期的信息，达到火灾预警的目的，而忽视了火灾过程中的火情数据对救援行动乃至被困人员的正向影响。现有的火灾数据收集装置没有防火防高温的保护措施，在火灾中心不能较长时间的有效收集火灾数据，在一定程度上，由于环境影响而丧失数据精准度。在火灾现场的被困人员需要合适的指引，达到被救或是自救的目的。而不是通过刺耳的蜂鸣叫声和信息量单一的灯光，来进一步刺激被困人员，使其达到心理崩溃边缘，放弃自救机会。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置及其方法，为消防疏散与救援决策提供帮助有效和精准的数据帮助，减少人员伤亡，提高救援效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置，包括外壳8，所述外壳8内部设置有与外部环境相对隔绝的圆柱状风道62，所述风道62内部放置有检测机构和无线通讯模块1的天线，所述无线通讯模块1与检测机构分别与处理器模块7相连，所述处理器模块7设置在外壳8内部，在外壳8外部安装有彩色报警灯5，所述风道62通过风扇电机6的开启来控制风道62是否采集外界环境气体。

所述外壳8内部附着用5mm隔热材料构建隔热层和用3mm阻燃材料构建阻燃层所组成的复合层82，外壳8内部完全充满绝缘高稳定好的液体83。

所述处理器模块7和电源组9相连，所述处理器模块7和电源组9放在装置内部绝缘液中。

所述检测机构包括烟雾传感器2、温度传感器3和有害气体传感器4。

所述的无线通讯模块1采用CMT2157B模块、烟雾传感器2采用NBES0307模块、温度传感器3采用DS18B20模块、有害气体传感器4采用MQ-7模块。

所述无线通讯模块1、烟雾传感模块2、温度传感模块3、有害气体模块4与装置内部处理器模块7的连接线经过阻热阻燃的材料构成的螺栓84与螺帽85，内部的电气元件将较大程度上隔绝了外部环境。

所述的无线通讯模块1与含有BIM模块的火情控制中心连接，将环境中的火情数据发送到外界火情控制中心，结合BIM的信息为消防救援与疏散提供帮助。

所述的复合层82的隔热层材料采用硅橡胶材料，复合层82阻燃层材料采用为气凝胶毡材料，绝缘液体83采用高品质的变压器油。

所述的风道62进出口为专用的阻燃网61。

所述的电源组模块9外壳8上预留了电源组模块9的充电口91，保障内部电源能量充足。

所述的彩色报警灯5，在火灾发生时，彩色警报灯5发出红色闪烁信号，环境的火情由较轻程度变为严重程度时，彩色警报灯的颜色也变化不同。

一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置的使用方法，包括以下步骤；

放置于建筑内各个通道节点的建筑火灾数据收集装置，在火灾发生时会接受到来自第一个检测到火情设备的报警或是来自于火情控制中心的报警，而被唤醒，并通过报警灯5的红色闪烁3分钟向外界提供火灾发生信息，之后进入数据采集与传输模式；

各个节点设备通过风道62内的风扇6每10秒抽取环境气体，通过预留在风道62内的耐高温传感器检验环境气体的各个数据，处理器模块通过数据判断将火灾信息通过报警灯5的颜色向外界输出火情信息；

同时处理器模块通过无线数据模块1向含有BIM模块的火情控制中心发送火情数据，火情控制中心的消防人员打开BIM模块，查看火灾中心建筑区域的空间大小、空间三维形状、建筑用途、内部储放物品的位置与种类、内部消防物品、内部火灾分布情况以及人流密度信息，作出相应的决策，在火灾前期可以在安排消防人员或智能无人机通过合理的路径与决策进入火灾现场，实施救援任务，在救援过程中建筑火灾数据采集装置实时检测火灾现场的火情情况，在建筑内火情发生改变时，火情控制中心实时指导救援人员的救援行动。

本发明的有益效果：

1.无线通讯模块与含有BIM模块的火情控制中心连接，将环境中的火情数据发送到外界火情控制中心，结合BIM的信息为消防救援与疏散提供帮助。

2.风道进出口用专用的阻燃网减少外界的动物和火焰对传感器模块的影响。风扇的工作可在风道内产生负压，抽取外界气体以供检测。在一定程度上，保护内部的电气元件不受高温影响而损坏

3.隔热层材料采用硅橡胶材料，阻燃层材料采用为气凝胶毡材料，状置内的绝缘液体采用高品质的变压器油。有效隔绝外界环境的高温辐射，保护内部的电气元件不受高温影响而损坏，装置可以在火灾环境中持续工作。

4.彩色报警灯，在火灾发生时，彩色警报灯发出红色闪烁信号。环境的火情由较轻程度变为严重程度时，彩色警报灯的颜色也变化不同。为滞留火场的人员提供一些火灾信息，提高其逃生与被营救的几率。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的火灾数据收集装置外形图。

图3是本发明提供的火灾数据收集装置的内部结构图。

图4是本发明的A处放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1-4，特别涉及一种基于BIM的建筑火灾数据收集装置。包括无线通讯模块1、烟雾传感器2、温度传感器3、有害气体传感器4、彩色报警灯5、风扇电机6、处理器模块7。

检测机构包括了烟雾传感器2、温度传感器3、有害气体传感器4。装置的检测机构与无线通讯模块1的天线放置于与外部环境相对隔绝的圆柱状风道62内，通过风扇电机6的开启来控制风道62是否采集外界环境气体。

外壳8内部附着用5mm隔热材料构建隔热层和用3mm阻燃材料构建阻燃层所组成的复合层82，装置内部充满了绝缘高稳定好的液体83，处理器模块7和电源组9放在装置内部。在外界环境的高温辐射下，使得检测系统能保持稳定的工作状态。彩色报警灯5在火灾发生和对人类不利的建筑环境的情况下产生高亮的不同颜色预警信号，同时彩色报警灯在调试装置时提供故障信息。

所述的无线通讯模块1采用CMT2157B模块、烟雾传感器2采用NBES0307模块、温度传感器3采用DS18B20模块、有害气体传感器4采用MQ-7模块。

无线通讯模块1、烟雾传感模块2、温度传感模块3、有害气体模块4与装置内部处理器模块7的连接线经过阻热阻燃的材料构成的螺栓84与螺帽85，内部的电气元件将较大程度上隔绝了外部环境。

所述的无线通讯模块1与含有BIM模块的火情控制中心连接，将环境中的火情数据发送到外界火情控制中心，结合BIM的信息为消防救援与疏散提供帮助。

所述的复合层82的隔热层材料采用硅橡胶材料，复合层82阻燃层材料采用为气凝胶毡材料，状置内的绝缘液体83采用高品质的变压器油。有效隔绝外界环境的高温辐射，保护内部的电气元件不受高温影响而损坏，装置可以在火灾环境中持续工作。

所述的风道62进出口用专用的阻燃网61减少外界的动物和火焰对传感器模块组的影响。风扇6的工作可在风道62内产生负压，抽取外界气体以供检测。在一定程度上，保护内部的电气元件不受高温影响而损坏

所述的电源组模块9，放在阻燃的装置外壳8内大量的绝缘油83内，采用大容量的电池组，可供装置持续工作1-2小时。并在装置外壳8上预留了电源组模块9的充电口91，保障内部电源能量充足。

所述的彩色报警灯5，在火灾发生时，彩色警报灯5发出红色闪烁信号。环境的火情由较轻程度变为严重程度时，彩色警报灯的颜色也变化不同。具体的，处于火情较轻的通道节点报警灯为绿色。较重的通道节点报警灯为黄橙色，严重的通道节点报警灯为红色常亮。

具体的，在发生火灾时，放置于各个通道节点的设备实时检测火灾信息，靠近火灾中心的节点设备收集到的温度、烟雾和一氧化碳数据至少会两个超过预设安全阈值。人们短时间内处于该环境，就会失去行动能力，困于火灾现场无法自救。故而判定该节点为火情严重的节点，报警灯5为红色常亮。稍远离火灾中心的节点设备收集数据至多一个超过安全阈值，但其他数值也长时间超过正常值。人们短时间内处于该环境，不会失去行动能力，需要合适的引导进入火情较轻区域，等待救援或撤离现场。故而判定该节点为火情较严重的节点，报警灯5为黄橙色闪烁。远离火灾中心的节点设备收集数据不超过安全阈值，但长时间超过正常值。故而判定该节点5为火情较严重的节点，报警灯为绿色闪烁。

本发明采取防火隔热材料使得数据采集装置与外界环境相对隔离，保护装置不会在火灾环境中失效。同时，风道中风扇的开启来控制对外界的环境气体的采样，位于风道中的传感器模组对采样气体进行处理，位于防火隔热材料内的处理器将传感器的数据通过无线处理模块发送到含有BIM模块的火情控制中心。通过对采集火情数据的分析，输出一些不同颜色的灯光指引。