裴愛真
關(guān)鍵詞:森林火災(zāi);應(yīng)急產(chǎn)品;輔助引導;設(shè)計
中圖分類號:TB472 文獻標識碼:A
文章編碼:1672-7053(2021)12-0076-03
1森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計現(xiàn)狀
目前針對森林火災(zāi)逃生產(chǎn)品的設(shè)計極少,更多的逃生應(yīng)急產(chǎn)品使用場景為室內(nèi),或是小型便攜的應(yīng)急產(chǎn)品?,F(xiàn)市面上的逃生產(chǎn)品多為單一、扁平化,如生活中常見的消防應(yīng)急燈具和消防安全標志(如圖1、圖2)。消防應(yīng)急燈具通常是在室內(nèi)突然斷電的時候提供暫時性的電源,以便人們可以看清周圍的環(huán)境,但光照輻射范圍小,且對于逃生應(yīng)急方面來說,不能起到輔助引導的作用,指引性弱。而相對具有指引性的消防安全標志在逃生應(yīng)急方面是比較具有成效的,人們按照安全標志的指引,在先前規(guī)定好的安全路線進行逃生,的確是能提高一定的逃生率,但仍然存在著無法實時傳播的弊端,因為路線已經(jīng)事先規(guī)定好了,且大多數(shù)情況下只有一條路線,若逃生過程中在其路線上的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)雜物堵塞或是火勢蔓延,可能會直接導致無法逃生。
以上兩種逃生應(yīng)急產(chǎn)品雖為常見,但設(shè)計想法與概念急需更新迭代,目前有許多新興逃生應(yīng)急產(chǎn)品在設(shè)計競賽中初露頭角,不斷地為逃生應(yīng)急產(chǎn)品市場提供新思源。如某個設(shè)計競賽中的某個獲獎作品,提出了室內(nèi)電子火災(zāi)逃生系統(tǒng)(如圖3),在本質(zhì)上其實與森林逃生大同小異,但室內(nèi)環(huán)境更好操作,所以在一定程度上森林逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計難度大于室內(nèi)逃生應(yīng)急設(shè)計,而且也更少于后者。因此,對于森林火災(zāi)逃生中具有實際可視化、實時傳播性、明確指引性的產(chǎn)品設(shè)計,目前市場上可設(shè)計空白點較多,具有很大的發(fā)展前景。
2森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計思路
關(guān)于森林火災(zāi)引導逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)按照以下設(shè)計思路進行,即符合技術(shù)要求,滿足人們的心理需求,模糊產(chǎn)品邊界。首先,符合技術(shù)要求的前提是擁有龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),包括林地地形數(shù)據(jù)的處理,反映林地中地形崎嶇的數(shù)據(jù),并基于現(xiàn)有的DEM數(shù)據(jù)系統(tǒng),分析當?shù)匾欢ǚ秶鷥?nèi)的詳細地勢變化、起伏狀態(tài),排除不可行走的地區(qū)[2]。在這一基礎(chǔ)上,才能進行可行性的技術(shù)需求分析,即對發(fā)生火災(zāi)時的實地火勢蔓延情況、風向的預測,以及后臺傳輸?shù)募皶r性。其次,在解決用戶迅速逃生的需求還需同時滿足人們的心理安全暗示需求,提升用戶的逃生自主度及其對產(chǎn)品的信任度。最后,模糊產(chǎn)品邊界是產(chǎn)品設(shè)計中與時俱進的被倡導的設(shè)計思路之一,摒棄以往沉悶枯燥的傳統(tǒng)應(yīng)急產(chǎn)品印象,以新生優(yōu)美的造型和功能整合呈現(xiàn)在生活中。
2.1符合技術(shù)要求
第一,提前鎖定易燃區(qū)。用攝像捕獲樹枝和樹葉量,綜合評估一個地區(qū)的水分含量、生物量,從而計算該地區(qū)發(fā)生森林火災(zāi)的可能性。當火災(zāi)發(fā)生時可以幫助逃生者躲避易燃區(qū),減少無效逃生。如美國silviaTerra公司則運用衛(wèi)星圖像對全域樹木列表以15×15的精細化分析幫助規(guī)劃人員找出高風險火災(zāi)區(qū)域進行預防(如圖4)。
第二,風向風速檢測。對不同區(qū)域進行風向風速的檢測,提高逃生引導系統(tǒng)的精準度。在固定的檢測條件下,超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應(yīng),通過計算即可得到精確的風速和風向。檢測儀上的兩個通道是相反方向,因此溫度對聲波產(chǎn)生的影響可以忽略不計[3](如圖5)。
第三,火焰探測。火焰探測器通過檢測火焰特殊波長的紫外線、紅外線、可見光等,同時配合火焰特征閃爍頻率來識別、檢測發(fā)現(xiàn)起火位置,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_。在火勢變大前,提前疏散人群并報警撲滅(如圖6)。
第四,數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)傳輸分為有線傳輸與無線傳輸。在火場內(nèi),極高的溫度會影響信息的傳遞。無線信息傳輸本身具有三大優(yōu)勢:綜合成本低、組網(wǎng)靈活、可擴展性好,即插即用、維護費用低[4]。
2.2滿足人們的心理安全需求
第一,燈色暗示。人們平時過馬路都是紅燈停、綠燈行,其實這就暗示了紅燈代表危險、綠燈代表安全的意思。紅燈作為一種禁止危險的信號,可以使逃生者看到之后,便產(chǎn)生不可靠近的心理暗示。與此同時,人們視神經(jīng)細胞的擴展反應(yīng)也會被紅色所影響,這種顏色會使人變的興奮,因而在設(shè)備中使用紅色信號燈來表示危險就會更加醒目,讓逃生者在很遠的地方就能看見紅色信號燈,來引起逃生者的警覺。綠色則與紅色相反,即可產(chǎn)生安全的心理暗示,讓人不自覺靠近。
第二,控制燈光變色速度緩沖[5]。危險和安全的轉(zhuǎn)換若只在一線之間,不僅會讓人時刻處在緊繃害怕的狀態(tài),產(chǎn)生精神紊亂,放棄抵抗火焰的侵襲。也容易產(chǎn)生僥幸心理,認為這一刻的危險不代表下一刻的狀態(tài),從而影響逃跑進程。因此,通過燈格的方式來展示實地的安全程度,不僅可以更加準確的體現(xiàn)出所處位置的危險程度,還能給逃生者一個緩沖的作用,讓人們能冷靜逃生。
第三,設(shè)置指示箭頭明確逃生路線。因為森林地勢復雜,因此哪怕逃生者知道大致的安全區(qū),也容易繞遠路逃生,并且在煙霧大的情況下容易看不見路,從而毫無章法的四處逃離。因此,設(shè)置具有強烈引導作用的指示箭頭,并且輔助綠色燈光無疑給人們打了一劑強心針,幫助人們高效逃生。
2.3模糊產(chǎn)品邊界
傳統(tǒng)的應(yīng)急產(chǎn)品大都會被設(shè)計得非常明顯,采用鮮艷的紅色進行裝飾,同時外觀造型也被處理得很直白、線條分明。但隨著近幾年的設(shè)計趨勢發(fā)展,前沿理念提倡將應(yīng)急產(chǎn)品做的很優(yōu)美,或是與周邊環(huán)境相適應(yīng)。應(yīng)急產(chǎn)品的外觀及功能也應(yīng)該融入日常生活環(huán)境中,模糊產(chǎn)品邊界(如圖7)。
3森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計實踐
3.1造型設(shè)計
火災(zāi)逃生設(shè)備造型簡潔,下端采用旋轉(zhuǎn)式箭頭設(shè)計,整體大小比例適中,而森林中樹木較多且較高,所以設(shè)備的高度為6米可以讓用戶在較遠的地方觀看到指示燈。同時設(shè)備采用灰色外形整體色調(diào)統(tǒng)一和諧,避免因路燈造型過于鮮艷而誤導逃生者,整體外觀輪廓采用圓柱形結(jié)合三角形結(jié)構(gòu),保證路燈穩(wěn)固耐用,上端路燈指示部分較粗,給予逃生者更好的視覺判斷,可以快速準確的作出相應(yīng)判斷,同時上端風向風速檢測儀為金屬材質(zhì),形成材質(zhì)對比,對于用戶自行判斷風向也具有引導作用,設(shè)備與森林環(huán)境相適應(yīng),整體和諧統(tǒng)一,如圖8所示,產(chǎn)品尺寸如圖9所示。
3.2材質(zhì)設(shè)計
森林火災(zāi)逃生設(shè)備主要由燈柱、箭頭指示牌、三色可變燈環(huán)、太陽能板、攝像頭、風速風向儀、LED燈帶等7部分組成(如圖10)。其中在產(chǎn)品的主體外觀上采用鋁鎂合金的材質(zhì),這種材料具有抗高溫、抗腐蝕的作用,同時在其表面進行金屬噴涂工藝處理,可以保證產(chǎn)品不受大自然的腐蝕,造成生銹等問題,從而破壞產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)。在指示箭頭的表面采用PMMA亞克力材質(zhì),這種材質(zhì)具有抗高溫、透光性良好等屬性,相比于傳統(tǒng)玻璃,它可以更長時間地經(jīng)受火焰的炙烤,不會像玻璃出現(xiàn)突然爆裂的現(xiàn)象。內(nèi)部使用LED燈光,可以進行多色切換,清晰地指示逃生者向何處逃生。頂部具有兩個太陽能板,可以節(jié)約能源,提高資源利用效率。在頂部使用不銹鋼制成的風向檢測儀可以快速精準地確定風向,傳輸至后臺進行更加精準的分析和判斷,如表1所示。
3.3功能設(shè)計
通過后端數(shù)據(jù)傳輸,來控制每個設(shè)備的高效運作。一方面,日常使用時作為景區(qū)的道路指引;另一方面,在發(fā)生火災(zāi)時,通過后臺數(shù)據(jù)分析及發(fā)送控制路燈的燈光顏色及箭頭指引,在發(fā)生火災(zāi)時可以快速幫助游客進行逃生,避免造成生命危險。
3.3.1應(yīng)急模式
在應(yīng)急模式下,路燈頂部為紅色滿格亮燈,下面箭頭為綠色指引安全通道。當發(fā)生火災(zāi)時,頂部的指示燈為滿格狀態(tài),在距離2—4Km之外的逃生者可以及時看到,遠離這個方向,同時可以結(jié)合距離自己較近路燈下方的箭頭,通過自己的判斷結(jié)合路燈的指引選擇最佳的逃生路線(如圖11、圖12)。
3.3.2日常模式
在白天路燈就如正常一般,箭頭當做景區(qū)游覽指示牌,指引游客去往不同的景點游玩,同時替代傳統(tǒng)指示牌,一燈兩用達到節(jié)約材料,綠色循環(huán)可持續(xù)的使用,也為景區(qū)替換節(jié)約了成本,同時提高了景區(qū)游玩的安全性(如圖13、圖14)。
3.4逃生路線規(guī)劃
每一個路燈都是一個數(shù)據(jù)收集站,當火災(zāi)發(fā)生時每個路燈將自身檢索到的火焰情況,風速風向傳輸至后臺,后臺通過大數(shù)據(jù)分析反饋于路燈,采取不同的燈光變化及變換箭頭指引的方向引導游客逃生(如圖15)。
森林火災(zāi)發(fā)生后,火焰探測器監(jiān)測火災(zāi)的發(fā)生,將信息傳輸給后臺,后臺開啟燈柱的應(yīng)急模式并報警。應(yīng)急指示燈在亮燈的同時還擁有可旋轉(zhuǎn)箭頭指示逃生的方向,每一個指示燈上的箭頭均指向離本身最近的滿格綠燈的方向,擇優(yōu)提供逃生路線。當風向發(fā)生變化而改變火勢蔓延方向時,后臺接收實時數(shù)據(jù)進行分析,并重新規(guī)劃最優(yōu)逃生路線,并發(fā)送到各個指示燈處,此時指示箭頭則會作出相應(yīng)調(diào)整,為人們重新指引逃生方向。
用不同的燈光顏色(紅與綠)以及燈光條亮格數(shù)量的變化來反映實時的火勢情況?;馂?zāi)發(fā)生時,通過后臺對風向,火勢蔓延方向以及易燃區(qū)的躲避計算,火源中心處紅燈亮滿格燈,隨著距離變遠火勢強度變?nèi)?,火源附近的紅燈亮格變少。無火處亮綠燈,距離火源中心越遠綠燈亮格越多,直至最安全的地方綠燈全亮。當逃生者離滿格綠燈處越近說明能越快完全逃生。根據(jù)物理原理,光在空氣中傳播時會發(fā)生散射。在相同的介質(zhì)下,光的波長越短,散射效果越強,反之亦然。在所有可見光中,紅光的波長最長,空氣對紅光的散射效果最弱,并且可以傳播的更遠。特別是在下雨天或大霧天,空氣的透明度顯著降低,并且紅光的影響更加明顯。最后,燈柱材料選擇抗高溫,強度高的金屬合金材料,可以抵抗發(fā)生火災(zāi)時的高溫。
4結(jié)語
由2019年的涼山森林火災(zāi)引發(fā)的深思,希望能為森林景區(qū)的火災(zāi)狀況提出有價值的創(chuàng)想,從森林系統(tǒng)角度研究逃生指引機制和逃生指引。在應(yīng)急逃生方面,便于人們快速地做出安全逃生判斷。在火情方面,利于人們直觀得到火勢的實時信息。此次研究希望能填補森林火災(zāi)中輔助逃生產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計的空白,通過可旋轉(zhuǎn)變化的指示箭頭使人們更直觀地了解火勢的實時變化情況,引導出更安全的逃生路線,同時提出讓被困者在逃生中由被動方轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃降母拍?,有效地提高了被困者的自救率,增加了人們的逃生時間。以期為現(xiàn)有的森林火災(zāi)逃生措施提供了一個新的方向,具有一定社會價值與科研價值,大大減少森林防火和火災(zāi)救援的成本,減少人員傷亡率,體現(xiàn)了對人們生命的關(guān)懷重視。