JP2004004633A - 火災体験装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】仮想的な火災をよりリアルに体験することができる火災体験装置および方法を提供する。
【解決手段】映像制御手段１０２は、制御部とインターフェース部によって構成され、映像表示手段１０４によって表示される映像データを生成するものである。映像表示手段１０４は、プロジェクタとスクリーンによって構成され、映像データに基づいて映像を生成しこの映像を火災体験室の内部に表示するものである。熱制御手段１０６は、制御部とインターフェース部によって構成され、熱発生手段１０８による熱の発生動作を制御するために発熱データを生成するものである。熱発生手段１０８は、温風器、面発熱体、ガス燃焼機によって構成され、発熱データに基づいて火災体験室の内部に熱を発生させるものである。
【選択図】 図１
【解決手段】映像制御手段１０２は、制御部とインターフェース部によって構成され、映像表示手段１０４によって表示される映像データを生成するものである。映像表示手段１０４は、プロジェクタとスクリーンによって構成され、映像データに基づいて映像を生成しこの映像を火災体験室の内部に表示するものである。熱制御手段１０６は、制御部とインターフェース部によって構成され、熱発生手段１０８による熱の発生動作を制御するために発熱データを生成するものである。熱発生手段１０８は、温風器、面発熱体、ガス燃焼機によって構成され、発熱データに基づいて火災体験室の内部に熱を発生させるものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想的に火災を体験する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、消火用シュミレーション装置や火災体験シュミレーション装置のように仮想的に火災を体験するヴァーチャル・リアリティ装置がある。このようなヴァーチャル・リアリティ装置では火災映像を再現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のヴァーチャル・リアリティ装置では以下のような問題点がある。
１）炎の映像が現実の火災と異なりリアルではない。
２）炎の大きさを可燃物量（実際に燃える物の材質と量により決まる熱量）により変更することが不可能である。
３）煙流動が火災映像として表示されるが、その煙流動は模擬的に作成したものであるため、学術的根拠に基づいて計算した実際の煙流動と異なっている。
４）火災の音が再現されていない。
５）火災による輻射熱が再現されていない。
６）煙のにおいが再現されていない。
すなわち、火災現象をヴァーチャル・リアリティ装置でリアルに体験するためには、より実際の火災に近い映像情報に加え、火災の音、人間が受ける輻射熱などを再現する必要があると考えられる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は仮想的な火災をよりリアルに体験することができる火災体験装置および方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の火災体験装置は、上記目的を達成するために、火災体験室と、映像データに基づいて映像を生成しこの映像を前記火災体験室の内部に表示する映像表示手段と、前記映像データを生成する映像制御手段とを備えた火災体験装置であって、前記映像制御手段による前記映像データの生成は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする。
そのため、本発明によれば、火災体験室の内部に表示される映像は、前記３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【０００５】
また、本発明の火災体験方法によれば、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて映像を生成し、前記映像を火災体験室の内部に表示させるようにしたことを特徴とする。
そのため、本発明によれば、火災体験室の内部に表示される映像は、前記３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の火災体験装置および方法について図面を参照して説明する。
図１は本発明の火災体験装置の第１の実施の形態を示す機能ブロック図、図２は第１の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図、図３は第１の実施の形態の火災体験装置の全体構成を示す構成図、図４は火災体験室における映像表示状態を説明する説明図、図５は火災体験室における映像表示状態を説明する斜視図、図６は火災体験室の内部から側壁を見た状態を示す説明図、図７は火災体験室の斜視図、図８は火災体験装置において煙および熱を発生するための構成を示す説明図である。
【０００７】
図２、図３に示すように、本実施の形態の火災体験装置１０は、火災体験室１２、制御部１４、インターフェース部１６、プロジェクタ１８、スクリーン２０、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙機３０、音声発生器３２、スピーカ３４などを備えて構成されている。
前記火災体験室１２は、矩形状の床面１２０２と、床面１２０２から立設された４つの矩形板状の側壁１２０４、１２０６、１２０８、１２１０と、これら側壁の上部を接続する矩形板状の天井壁１２１２とを備えている。そして、互いに隣接する側壁１２０４、１２１０が接続される角部に上下に沿って出入口を構成する開口部１２１４が形成され、この開口部１２１４の上部には、該開口部１２１４を開閉するシャッタ１２１６が設けられている。
なお、火災体験室１２の形状は本実施の形態のような直方体状や立方体状に限定されるものではない。また、開口部１２１４の位置も火災体験室１２の角部に限定されるものではない。
図４、図５に示すように、側壁１２０６、１２０８の大部分は透明材料としての耐熱ガラス１２１８で構成され、耐熱ガラス１２１８の外側には該耐熱ガラス１２１８に面して前記スクリーン２０が設けられている。また、前記透明材料は、火災体験室１２内の温度環境に対して耐久性を有し、火災体験室１２の内部から該透明材料を通して前記スクリーン２０を視認する上で悪影響を与えない材料であればその材質は限定されるものではない。例えば通常のフロートガラスを用いてもよい。
前記スクリーン２０は、前記耐熱ガラス１２１８とほぼ同じ大きさに形成されている。なお、スクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の適正な面積比は、スクリーン２０を視認する際の視野角やスクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の距離に基づいて設定される。
【０００８】
図６、図７に示すように、前記側壁１２０６、１２０８の下部には、該側壁１２０６、１２０８の幅方向にわたって矩形状の温風吹出し口１２２０が上下に間隔をおいて２つ設けられ、前記温風吹出し口１２２０の周囲には前記面発熱体２４が設けられている。
また、前記温風吹出し口１２２０と面発熱体２４の両端の箇所には前記スピーカ３４がそれぞれ設けられている。
また、前記側壁１２０６、１２０８の上部には、該側壁１２０６、１２０８の幅方向にわたって矩形状の煙吹出し口１２２２が設けられている。
【０００９】
前記プロジェクター１８は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される映像データに基づいて画像を生成して出射し、該画像をミラー１８０２を介して、あるいはミラーを介さず直接前記スクリーン２０に投影するように構成されている。前記スクリーン２０に投影された前記画像は、前記耐熱ガラス１２１８を介して前記火災体験室１２の内部から視認できるように構成されている。
【００１０】
図８に示すように、前記温風機２２は、前記火災体験室１２の外側に設けられ、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される温風データに基づいた温度および風量の温風を生成し、前記温風吹出し口１２２０を介して火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。温風器２２は、加熱された空気を吸気するファン、送風機などによって構成することができる。
前記面発熱体２４は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいた輻射熱を発生させて前記火災体験室１２の内部に与えるように構成されている。
【００１１】
前記スモークマシン２６は、前記火災体験室１２の外側に設けられ、管２６０２を介して前記煙吹出し口１２２２に接続され、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される煙データに基づいた量の煙を生成し、この煙を前記管２６０２および煙吹出し口１２２２を介して火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。前記スモークマシン２６によって生成される煙は人体に無害なものであり、若干のにおいが付けられる。このにおいは、例えば塩化水素、二酸化窒素、アンモニア、硫化水素、亜鉛酸ガス、蟻酸などの成分を前記煙に混合することによって生成することができる。
前記火災体験室１２に送り込まれる煙は空気より比重が軽くなるように構成されているため、火災体験室１２の天井壁１２１２の下面から徐々に下方に向かって充満することになる。
【００１２】
前記シャッタ開閉機構２７は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力されるシャッタ位置制御信号に基づいて前記シャッタ１２１６の開閉動作を行なうことにより、シャッタ１２１６の下端部の上下方向の位置を設定するように構成されている。
前記スモークマシン２６によって送り込まれ前記天井壁１２１２の下面から徐々に下方に向かって充満する煙のうち、前記シャッタ１２１６の下端部より下方に位置する部分の煙は、火災体験室１２の内部から外部に流れ出る。したがって、前記シャッタ１２１６の下端部の上下方向の位置によって、前記火災体験室１２の内部に充満する煙の下限位置が制限されることになる。
【００１３】
前記ガス燃焼機２８は、前記管２６０２の中間部に接続され、前記インターフェース部１６を介して入力されるガス燃焼データに基づいてガスを燃焼させることで高温の空気を前記管２６０２に送り込んで前記煙と高温の空気とを混合し、これにより加熱された煙を前記火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。
【００１４】
図３に示すように、前記排煙機３０は、前記天井壁１２１２に設けられ、該天井壁１２１２に設けられている孔部を介して前記火災体験室１２の内部に滞留している煙を前記火災体験室１２の外部に排煙するように構成されている。
【００１５】
図２に示すように、前記音声発生器３２は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される音声データに基づいた音声信号を生成し、該音声信号を前記スピーカ３４に入力することによってスピーカ３４から音声を出力させるように構成されている。
【００１６】
図９に示すように、前記制御部１４は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成され、ＣＰＵ１４０２、ＲＡＭおよびＲＯＭからなるメモリ１４０４、ハードディスク１４０６、キーボードおよびマウスからなる入力デバイス１４０８、ディスプレイ１４１０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＦＤドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置などを備えて構成された外部記憶装置１４１２、通信装置１４１４、インターフェース１４１６などを備えて構成されている。
【００１７】
前記メモリ１４０４はワーキングエリアを提供するものであり、前記ハードディスク１４０６は制御プログラムを格納している。
前記入力デバイス１４０８は操作情報を入力するためのものであり、ディスプレイ１４１０は表示情報を表示するためのものである。
前記外部記憶装置１４１２は、記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどを含む）の記録及び再生を行なうものである。
前記通信装置１４１４は、ＬＡＮやインターネットなどのネットワークに接続して通信を行なうためのものである。
【００１８】
前記インターフェース１４１６は、前記ＣＰＵ１４０２と前記インターフェース部１６との間で情報を送受信するためのものである。
前記ＣＰＵ１４０２は、前記ハードディスク１４０６の前記制御プログラムを実行することによって、これらメモリ１４０４、ハードディスク１４０６、入力デバイス１４０８、ディスプレイ１４１０、外部記憶装置１４１２、通信装置１４１４、インターフェース１４１６の制御を司るとともに、前記インターフェース１４１６およびインターフェース部１６を介して前記プロジェクタ１８、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙器３０、音声発生器３２の動作を制御するものである。
【００１９】
前記インターフェース部１６は、前記プロジェクタ１８、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙器３０、音声発生器３２に接続されている。
前記インターフェース部１６は、前記プロジェクタ１８に前記映像データを入力することにより、火災が発生する建築物の映像、火災によって発生する炎や煙の映像を前記スクリーン２０に投影させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記温風機２２に前記温風データを入力することにより、前記温風機２２から任意の風量および温度の温風を発生させるように構成されている。
【００２０】
また、前記インターフェース部１６は、前記面発熱体２４に前記発熱データを入力することにより、任意の輻射熱を発生させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記スモークマシン２６に前記煙データを入力することにより、任意の量の煙を発生させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記ガス燃焼機２８に前記ガス燃焼データを入力することにより、前記スモークマシン２６で発生された煙を任意の温度に加熱させるように構成されている。
また、前記インタフェース部１６は、前記音声発生器３２に前記音声データを入力することにより、火災時に発生する種々の音、例えば人の話声、雰囲気音、燃焼する音、非常ベルの音、ガラスが割れる音、騒音、機械音など火災時に発生し得る音を前記スピーカ３４から出力させるように構成されている。
【００２１】
図２に示すように、前記制御部１４は、３次元データｄ１と、火災シナリオデータｄ２と、燃焼データｄ３とを前記制御プログラムに基づいて処理することにより、前記映像データ、前記温風データ、前記発熱データ、前記煙データ、前記ガス燃焼データ、前記音声データを生成するように構成されている。
前記３次元データｄ１は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表すものであり、例えばＣＡＤデータなどによって構成することができる。また、前記３次元データｄ１には材質を示すデータも含まれている。
【００２２】
前記火災シナリオデータｄ２は、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示すデータである。火災の状況を示すデータは、例えば、火源の大きさ、火源の高さ、煙層の高さ、煙温度、煙濃度、建築物に設けられている扉の開閉、人の動き、建築物に設けられている開口部の開口条件、排煙装置の動作状態、消火作業の進捗状態などを含み、火災時に想定される種々の状況を示すデータである。
この火災シナリオデータｄ２は、建築物に人為的に火災を起こすことにより、種々の状況を測定することによって得ることもできるし、火災を想定して人為的にあるいはシュミレーションソフトを用いて得ることもできる。
【００２３】
前記燃焼データｄ３は、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示すデータであり、建築物および物体を構成する可燃物の材質、形状、大きさ（量）などから前記燃焼温度を読み出せるデータベースとして構成されている。したがって、前記３次元データｄ１に含まれるデータに基づいて燃焼データｄ３から必要な燃焼温度を読み出すことができる。
前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３は、制御部１４のハードディスク１４０６に予め格納しておく。これらデータｄ１、ｄ２、ｄ３は、前記制御部１４において作成してもよいし、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記憶媒体から外部記憶装置１４１２によって読み取ってもよい。
また、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３のいずれかまたはすべてをＷＥＢサーバなどのサーバに格納しておき、前記通信装置１４１４を介してネットワークから入力することもできる。
【００２４】
前記制御部１４によって生成される映像データは、火災が発生する建築物や物体の映像データ、および、これら建築物や物体から発生する炎や煙の映像データを含む。前記建築物および物体の映像データは、前記３次元データｄ１に基づいて生成される。
前記炎や煙の映像データは、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３から生成される。
炎の映像データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から算出された炎の温度、炎の高さ、水平投射面積から生成することができる。煙の映像データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から煙流動計算によって煙の高さ、水平投射面積を計算することによって生成することができる。前記煙流動計算の方法としては、周知の２層ゾーンモデルあるいはフィードモデルなどの手法を用いることができる。特に、煙によって形成される煙層の挙動、言い換えれば煙層の映像データは、燃焼データｄ３や開口条件などから科学的根拠に基づいて計算することができる。
【００２５】
前記制御部１４によって生成される前記温風データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算して求められた炎の温度、炎の高さと、前記火災体験室１０内にいる人（体験者）までの距離とに基づいて前記人が受ける輻射熱量を計算することにより生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記発熱データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算して求められた炎の温度、炎の高さと、前記火災体験室１０内にいる人までの距離とに基づいて前記人が受ける輻射熱量を計算することにより生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記煙データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から煙流動計算によって煙の高さ、水平投射面積を計算することによって生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記ガス燃焼データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算された煙の温度などから生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記音声データは、前記各データｄ１乃至ｄ３に基づいて生成することができる。
【００２６】
前記火災体験装置１０は、機能的には図１に示すような構成となっている。
図１に示すように、前記火災体験装置１０は、映像制御手段１０２、映像表示手段１０４、熱制御手段１０６、熱発生手段１０８、煙制御手段１１０、煙発生手段１１２、音声制御手段１１４、音声発生手段１１６を備えている。
前記映像制御手段１０２は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記映像表示手段１０４によって表示される前記映像データを生成するものである。
前記映像表示手段１０４は、前記プロジェクタ１８とスクリーン２０によって構成され、前記映像データに基づいて映像を生成しこの映像を前記火災体験室１２の内部に表示するものである。
【００２７】
前記熱制御手段１０６は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記熱発生手段１０８による熱の発生動作を制御するために前記発熱データを生成するものである。
前記熱発生手段１０８は、前記温風機２２と面発熱体２４によって構成され、前記発熱データに基づいて火災体験室１２の内部に熱を発生させるものである。
【００２８】
前記煙制御手段１１０は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記煙発生手段１１２による煙の発生動作を制御するために前記煙データを生成するものである。
前記煙発生手段１１２は、前記スモークマシン２６とガス燃焼機２８とシャッタ開閉機構２７とシャッタ１２１６によって構成され、前記煙データに基づいて前記火災体験室１２の内部に煙を発生させるとともに、前記ガス燃焼データにより前記煙を加熱し、さらに、前記シャッタ１２１６の下端部の位置を設定することで前記火災体験室１２の内部に充満する煙の下限位置を制御するものである。
【００２９】
前記音声制御手段１１４は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記音声発生手段１１６による音声の発生動作を制御するために前記音声データを生成するものである。
前記音声発生手段１１６は、前記音声発生器３２とスピーカ３４によって構成され、前記音声データに基づいて前記火災体験室１２の内部に音声を発生させるものである。
【００３０】
次に、このように構成された前記火災体験装置１０の動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。
まず、火災体験室１２の内部に仮想の火災を体験する人が入る。
次に、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３を制御部１４によって処理する（ステップＳ１０）。すなわち、各データｄ１乃至ｄ３を、前記映像制御手段１０２、熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１４に与えることにより、これら制御手段によって映像データ、発熱データ、煙データ、音声データの生成を行なう。
これにより、前記映像表示手段１０４を構成するプロジェクタ１８とスクリーン２０によって炎および煙の映像が火災体験室１２内部に表示される（ステップＳ１２）。
【００３１】
また、前記熱発生手段１０８を構成する温風機２２と面発熱体２４によって、温風が前記温風吹出し口１２２０から火災体験室１２内部に導かれるとともに、面発熱体２４からの輻射熱が火災体験室１２内部に輻射される（ステップＳ１４）。
また、前記煙発生手段１１２を構成するスモークマシン２６とガス燃焼機２８によって加熱された煙が前記煙吹出し口１２２２から火災体験室１２内部に導かれるとともに、煙発生手段１１２を構成するシャッタ開閉機構２７とシャッタ１２１６によってシャッタ１２１６の下端位置が煙の下限位置に対応する位置まで移動される（ステップＳ１６）。
また、前記音声発生手段１１６を構成する音声発生器３２とスピーカ３４によって音声が火災体験室１２内部に発生される（ステップＳ１８）。
【００３２】
そして、前記火災シナリオデータｄ２が終了したか否を判定し、この判定結果が否定（“Ｎ”）であればステップＳ１０に移行して同様の動作を繰り返し、この判定結果が肯定（“Ｙ”）であれば、前記制御部１４は前記排煙機３０を作動させて火災体験室１２内部の煙を排煙し（ステップＳ２０）、火災体験の動作を終了する。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、前記火災体験室の内部に表示される映像は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、現実の火災に近い映像を表示することにより仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
また、炎の映像データを建築物や物体を構成する可燃物量に対応して生成したり、煙データを煙流動計算によって生成したりすることにより、火災の映像をより現実的なものとすることができる。
また、前記火災体験室の内部に発生される熱、煙、音声が発生されるので、従来体験できなかった視覚以外の感覚で仮想的な火災を体験することができる。また、これら熱、煙、音声は、３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて発生されるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【００３４】
また、火災体験室の内部に発生する熱が、温風機による温風、面発熱体による輻射熱、ガス燃焼装置によって加熱された煙といった複数の方法で生成されるので、火災体験室で感じる熱を実際の火災で感じる熱に近づけることができる。
また、火災体験室の内部に発生する煙ににおいを付けることにより、火災体験室で感じる煙を実際の火災で感じる煙に近づけることができる。
また、映像を表示するスクリーン２０を耐熱ガラス１２１８の外側に設けたので、前記スクリーン２０が火災体験室の内部に充満する煙によって汚損されることを防止することができるので、スクリーン２０に鮮明な映像を表示させることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、スクリーンに煙の映像を表示させるとともに、火災体験室内部にも煙を発生させたが、前者および後者のいずれか一方とすることは任意である。
また、本実施の形態では、温風機と面発熱体の２つの熱発生手段を設けたが、これらのいずれか一方のみを用いることは任意である。
また、火災体験室の天井壁あるいは床面に透明部材を設け該透明部材に面してスクリーンを設け、これらスクリーンに映像を表示するように構成することもできる。
また、火災体験室内部において人が移動したときにこの移動に応じて、前記音声発生手段１１６で生成される音声の定位を制御するように前記音声制御手段１１４を構成すれば、より臨場感のある音声を生成することができる。
また、排煙機により火災体験室内部の煙を排煙することにより、火災体験室の内部を速やかに煙がない初期状態に戻すことができる。
また、本実施の形態では、前記シャッタ１２１６をシャッタ開閉機構２７によって移動される構成として説明したが、シャッタ１２１６は手動によって任意の位置に移動可能な構成であってもかまわない。この場合には、前記煙発生手段１１２によって発生される煙の下限位置に合わせて前記シャッタ１２１６の位置を設定すればよい。
また、映像制御手段１０２による煙の映像データの生成は次のように行なうこともできる。すなわち、予め、燃焼データｄ３が該燃焼データｄ３および開口条件を含むデータから科学的根拠に基づいて生成される煙層の挙動を示す煙層のデータを有するように構成し、映像制御手段１０２が前記煙層のデータを反映して煙の映像データの生成を行なうように構成してもよい。
【００３６】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図１１は第２の実施の形態を示す機能ブロック図、図１２は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す平面図、図１３は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す断面図、図１４は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図、図１５は第２の実施の形態の火災体験装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下では第１の実施の形態と同様の部材および部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比較して、湿度の制御と、窓の開放に連動した排煙動作と、体験者の仮想空間内での移動とを行なうようにした点が異なっている。
【００３７】
図１２、図１３に示すように、火災体験装置１０Ａは箱状の躯体５０を備え、躯体５０は、長方形状の床面５００２と、床面５００２の四辺から立設された４つの矩形板状の側壁５００４、５００６、５００８、５０１０と、これら側壁の上部を接続する矩形板状の上壁５０１２と、上壁５０１２の下方に間隔をおいて設けられた天井壁５０１４とを備えている。上壁５０１２と天井壁５０１４の間に形成された空間によって水平方向に延在するダクト収容室６０が構成されている。
躯体５０の長手方向の中央部に火災体験室５１が設けられ、５２は、躯体５０の長手方向の一方の端部に設けられ、準備室５４は、躯体５０の長手方向の他方の端部に設けられている。
【００３８】
プロジェクター室５２と火災体験室５１とは隔壁５０１６および耐熱ガラス５２０２により仕切られている。前記隔壁５０１６は側壁５００６、５０１０から所定の長さ突出され、それら側壁５０１６の間に透明性を有する透明材料としての耐熱ガラス５２０２が設置されている。また、前記透明材料は、火災体験室５１内の温度環境に対して耐久性を有し、火災体験室５１の内部から該透明材料を通して前記スクリーン２０を視認する上で悪影響を与えない材料であればその材質は限定されるものではなく、通常のフロートガラスを用いてもよい。
プロジェクター室５２にはプロジェクター１８が設置され、耐熱ガラス５２０２に面してスクリーン２０が設けられている。スクリーン２０は、耐熱ガラス１２１８とほぼ同じ大きさに形成され、プロジェクター１８から投影される映像が形成されるように構成されている。なお、スクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の適正な面積比は、スクリーン２０を視認する際の視野角やスクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の距離に基づいて設定される。また、耐熱ガラス５２０２の上縁と天井壁５０１４との間には垂れ壁が設けられている。
また、プロジェクター室５２に臨む側壁５００６箇所には出入口５２０４が設けられている。
さらに、プロジェクター室５２には、床面５００２の上に蓄煙チャンバー６４が設けられ、天井壁５０１４寄りに天井チャンバー６６が設けられ、プロジェクター室５２上方のダクト収容室６０箇所には、加熱加湿チャンバー６８が設けられている。蓄煙チャンバー６４、天井チャンバー６６、加熱加湿チャンバー６８は、所定量の空気や煙を蓄える槽を構成するものである。なお、これら蓄煙チャンバー６４、天井チャンバー６６、加熱加湿チャンバー６８のレイアウトや設置位置は任意である。
図１３に示すように、蓄煙チャンバー６４と天井チャンバー６６はダクトＤ１を介して連通され、天井チャンバー６６と加熱加湿チャンバー６８はダクトＤ４を介して連通されている。
なお、以上のプロジェクター室５２は、床面５００２上において、前記側壁５００４、５００６、５０１０、隔壁５０１６、天井壁５０１４によって区画されている。
【００３９】
火災体験室５１と準備室５４とは隔壁５０１８により仕切られ、隔壁５０１８には、火災体験室５１と準備室５４とを連通する出入口５４０２が設けられている。
躯体５０の長手方向と直交する方向における火災体験室５１の両側には、自然排気用チャンバー５８とダクト収容室６５が設けられ、火災体験室５１と自然排気用チャンバー５８とは隔壁５０２２により仕切られ、火災体験室５１とダクト収容室６２とは隔壁５０２０により仕切られ、ダクト収容室６２にはダクトＤ２、Ｄ３が収容されている。
火災体験室５１の床面５００２の４隅箇所にはスピーカ３４がそれぞれ設けられている。
火災体験室５１に臨む天井壁５０１４箇所には、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいた輻射熱を発生させて火災体験室５１の内部に与える面発熱体２４と、火災体験室５１の温度と湿度を検出し、これら温度と湿度の検出信号をインターフェース部１６経由で制御部１４に供給する温湿度センサ８２とが設置されている。本実施の形態では、面発熱体２４として例えばハロゲンヒーターを用いている。
【００４０】
また、図１３に示すように、火災体験室５１に臨ませて垂れ壁には、加熱、加湿された空気や煙が供給される開口５１０２が設けられ、ダクト収容室６２を構成する隔壁５０２０の床面５００２近傍箇所と、ダクト収容室６２を構成する天井壁５０１４箇所には、火災体験室５１の空気や煙が排出される開口５１０４、５１０５がそれぞれ設けられている。
自然排気用チャンバー５８を構成する隔壁５０２２箇所には、火災体験室５１と自然排気用チャンバー５８と連通する開口５０２４（特許請求の開口部に相当）が設けられ、開口５０２４には開閉窓５０２５が設けられている。そして、開口５０２４箇所には、開閉窓５０２５の開閉状態を検知し、開閉窓５０２５の開閉状態を示す開閉状態データｄ５をインターフェース部１４経由で制御部１４に供給する窓開閉センサ８３（図１４）が設けられている。開閉状態データｄ５は開閉窓５０２５の開度を示すデータであってもよいし、開放および閉塞の２つの状態の何れかを示すデータであってもよい。また、前記開口部は開閉窓５０２５によって開閉されるものに限定されるものではなく、排煙が可能な開口部であればよく例えば排煙ダクトなどを含むものである。
また、火災体験室５１には、エアコン８４が設置され火災体験室５１内の温度および湿度を調整できるように構成されている。
さらに、火災体験室５１内部では、スクリーン２０に表示される映像で表現される仮想空間内における体験者の位置データｄ４（図１４）を生成する位置データ生成手段としてのジョイスティック８５（図１３）が体験者によって保持されている。ジョイスティック８５によって生成された位置データｄ４はインターフェース部１４を介して制御部１４に供給されるように構成されている。したがって、ジョイスティック８５の操作に応じて体験者が前記仮想空間内を所望の方向に所望の移動量だけ移動したことが前記位置データによってデータを制御部１４に伝達されるように構成されている。
なお、以上の火災体験室５１は、床面５００２上において、前記隔壁５０１６、５０１８、５０２０、５０２２、天井壁５０１４によって区画されている。
また、本例では、躯体５０内部において火災体験室５１、プロジェクター室５２、準備室５４が直線状に配置されているが、これら火災体験室５１、プロジェクター室５２、準備室５４の配置は任意である。また、火災体験室５１の形状や出入口５４０２の位置も任意である。
【００４１】
躯体５０の長手方向と直交する方向における準備室箇所には、隔壁５０２４を介して機器収容室６４が設けられ、隔壁５０２４と対向する側壁５００６箇所に出入口５４０４が設けられている。６４には制御部１４およびインターフェース部１６（図１４）が収容され、隔壁５０２４には開口５０２５が設けられ、この開口５０２５を介して制御部１４およびインターフェース部１６などの出し入れを行なわれる。
準備室５４を構成する側壁５００６箇所には外部と連通する出入口５４０４が設けられている。
なお、以上の準備室５４は、床面５００２上において、前記側壁５００６、５００８、隔壁５０１８、５０２４、天井壁５０１４によって区画されている。
【００４２】
次に、図１４を参照して制御系の構成について説明する。
蓄煙チャンバー６４には、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいて空気を加熱するヒーター７０と、インターフェース部１６を介して入力される煙データに基づいて煙を発生するスモークマシン７２と、インターフェース部１６を介して入力される加湿データに基づいて空気を加湿する加湿器７４とが設けられている。したがって、蓄煙チャンバー６４には、これらヒーター７０および加湿器７４によって温湿度が調整された空気と、スモークマシン７２によって量が調整された煙が蓄えられるように構成されている。
また、蓄煙チャンバー６４は、ダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８からの空気や煙が供給されるとともに、躯体５０の外部と連通する不図示の外気供給用ダクトから外気が供給されるように構成されている。外気供給用ダクトには制御部１４の制御により開閉するダンパが設けられている。
また、蓄煙チャンバー６４には、蓄煙チャンバー６４内部に蓄えられている空気の温湿度を検出する温湿度センサ７６が設けられており、温湿度センサ７６の検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
【００４３】
図１３に示すように、蓄煙チャンバー６４に蓄えられた空気や煙は、ダクトＤ１を介して天井チャンバー６６に供給されるように構成されている。ダクトＤ１には制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により開閉されるダンパー７８が設けられている。
天井チャンバー６６には、蓄煙チャンバー６４から供給された空気や煙を開口５１０２から火災体験室５１内に送り込む給気ファン（送風機）８０が設けられており、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される風量データにより給気量が制御されるように構成されている。
火災体験室５１に設けられたヒーター２４は、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される発熱データにより加熱温度が制御されるように構成され、スピーカ３４は音声発生器３２（図２）から供給される音声信号に基づいて音声を出力するように構成されている。
また、エアコン８４は、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により温湿度が制御されるように構成されている。
また、温湿度センサ８２は、火災体験室５１の温度および湿度を検出するものであり、温湿度センサ８２で検出された検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
【００４４】
図１２に示すように、開口５１０４、５１０５はダクトＤ２を介して排気ファン８６（排煙手段）に連通するとともに、ダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８に連通している。
排気ファン８４は、ダクトＤ２介して火災体験室５１内の空気を外部に排気するものであり、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により排気量が制御されるように構成されている。
図１２、図１４に示すように、ダクトＤ３には制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により開閉されるダンパー８８が設けられている。
【００４５】
図１４に示すように、加熱加湿チャンバー６８には、制御部１４からインタフェース部１６を介して入力される風量データに基づいてダクトＤ３から空気を供給する給気ファン９０と、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいて加熱加湿チャンバー６８内の空気を加熱するヒーター９２と、インターフェース部１６を介して入力される加湿データに基づいて加熱加湿チャンバー６８内の空気を加湿する加湿する加湿器９４とが設けられている。なお、加熱加湿チャンバー６８は、ダクトＤ３の内部にヒーター９２および加湿器９４を設けることで構成してもよい。
加熱加湿チャンバー６８には、これらヒーター９２および加湿器９４によって温湿度が調整された空気や煙が蓄えられるように構成されている。
また、加熱加湿チャンバー６８には、加熱加湿チャンバー６８内部に蓄えられている空気の温湿度を検出する温湿度センサ９６が設けられており、温湿度センサ９６の検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
加熱加湿チャンバー６８によって加熱、加湿された空気や煙は、ダクトＤ４を介して蓄煙チャンバー６４に供給されるように構成されている。
したがって、図１４に示すように、蓄煙チャンバー６４に蓄えらた空気や煙は、ダクトＤ１、天井チャンバー６、開口５１０２を介して火災体験室５１に供給される。
火災体験室５１の空気は、排気ファン８６が作動すると開口５１０４、５１０５からダクトＤ２を介して外部に排気され、また、給気ファン９０が作動するとダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８に供給されここで加熱、加湿された後、ダクトＤ４を介して蓄煙チャンバー６４に供給される。
【００４６】
図２に示すように、前記制御部１４は、３次元データｄ１と、火災シナリオデータｄ２と、燃焼データｄ３とを前記制御プログラムに基づいて処理することにより、前記映像データ、前記発熱データ、前記風量データ、前記煙データ、前記音声データを生成するように構成されている。
第２の実施の形態では、蓄煙チャンバー６４および加熱加湿チャンバー６８において空気の加熱と加湿を行なう点が第１の実施の形態と異なっている。したがって、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３には、火災に伴って発生する温度と湿度の変化を再現するために必要なデータが含まれている。
また、第２の実施の形態では、体験者の仮想空間内における位置データの変化を、映像データ、風量データ、煙データ、発熱データ、音声データに反映、すなわちフィードバックする点が第１の実施の形態と異なっている。
したがって、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３には、体験者の仮想空間内における位置データの移動に応じて変化する映像データ、風量データ、煙データ、発熱データ、音声データを再現するために必要なデータが含まれている。
【００４７】
前記火災体験装置１０Ａは、機能的には図１１に示すような構成となっており、以下では第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
火災体験装置１０Ａが第１の実施の形態と異なるのは、湿度制御手段１１８と湿度調整手段１２０をさらに備え、位置データｄ４が映像制御信号１０２、熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１２、湿度制御手段１１８のそれぞれに供給されている点と、開閉状態データｄ５が煙制御手段１１０に供給されている点である。
映像制御手段１０２は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置から見た映像データを生成するように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された映像データを生成して映像表示手段１０４に表示する。
熱制御手段１０６は、制御部１４およびインターフェース１６によって構成され、温湿度センサー７６、８２、９６によって検出された温度に基づいて、ヒーター２４、７０、９２、エアコン８４、給気ファン８０、９０の動作を制御するように構成されている。また、熱発生手段１０８は、ヒーター２４、７０、９２、エアコン８４、給気ファン８０、９０によって構成されている。
また、熱制御手段１０６は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて熱発生手段１０８の温度制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された温度変化を火災体験室５１内で生じさせる。
煙制御手段１１０は、開閉状態データｄ５で示される窓の開閉に応じた煙の動き、すなわち、窓を開けると煙が排煙されて火災体験室５１内の煙が減少し、窓を閉めると火災体験室５１内に煙が充満するといった煙の挙動や量を制御するように煙発生手段１１２を制御する。煙発生手段１１２は、煙発生器７２、排気ファン８６によって構成されている。
また、煙制御手段１１０は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて煙発生手段１１０の制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された煙の変化を火災体験室５１内で生じさせる。
音声制御手段１１２は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて音声制御手段１１２の制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された音声の変化を火災体験室５１内で生じさせる。
湿度制御手段１１８は、制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、温湿度センサー７６、８２、９６によって検出された湿度に基づいて、湿度調整手段１２０を制御するように構成されている。湿度調整手段１２０は、加湿器７４、９４およびエアコン８４、給気ファン８０、９０によって構成されている。
また、湿度制御手段１１８は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて湿度調整手段１２０の湿度制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された湿度変化を火災体験室５１内で生じさせる。
【００４８】
次に、このように構成された前記火災体験装置１０Ａの動作について図１５のフローチャートを参照して説明する。
仮想の火災を体験する体験者は、火災体験装置１０Ａの出入口５４０４から準備室５４に入り、温度や湿度に体をなじませる。そして、出入口５４０２から火災体験室５１の内部に入り、出入口５４０２のドアを閉める。
次に、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３、位置データｄ４、開閉状態データｄ５を制御部１４によって処理することにより、これら制御手段によって映像データ、発熱データ、煙データ、音声データの生成を行なう（ステップＳ４０）。
これにより、前記映像表示手段１０４を構成するプロジェクタ１８とスクリーン２０によって炎および煙の映像が火災体験室５１内部に表示される（ステップＳ４２）。
また、体験者がジョイスティック８５を操作することにより、位置データｄ４に基づいた映像データがスクリーン２０に表示される（ステップＳ４４）。
【００４９】
熱制御手段１０６による熱発生手段１０８の制御と、煙制御手段１１０による煙発生手段１１２の制御により、蓄煙チャンバー６４に蓄えられた加熱、加湿された空気と煙が、吸気ファン８０により天井チャンバー６６を介して温風吹出し口５１０２から火災体験室５１内部に導かれるとともに、面発熱体２４からの輻射熱が火災体験室５１内部に輻射される（ステップＳ４６、Ｓ４８）。
また、窓開閉センサ８３によって検出された開閉状態データｄ５に基づいて、煙制御手段１１０が煙発生手段１１２を制御することにより、火災体験室５１内に煙が充満され、あるいは、煙が排出される（ステップＳ５０）。
また、前記音声発生手段１１６を構成する音声発生器３２とスピーカ３４によって音声が火災体験室５１内部に発生される（ステップＳ５２）。
【００５０】
そして、前記火災シナリオデータｄ２が終了したか否を判定し（ステップＳ５４）、この判定結果が否定（“Ｎ”）であればステップＳ４０に移行して同様の動作を繰り返し、この判定結果が肯定（“Ｙ”）であれば、前記制御部１４は前記排気ファン８６を作動させて火災体験室５１内部の煙を排煙し（ステップＳ５６）、火災体験の動作を終了する。
【００５１】
第２の実施の形態においては、火災体験室５１内における空気の温度と煙の量を調整することに加えて、湿度を調整できるようにしたので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、ジョイスティックによって体験者が映像によって表現される仮想空間内を移動できるようにしたので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、ジョイスティックによって体験者が仮想空間内を移動した際に、仮想空間内の位置データが熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１４、湿度制御手段１１８のそれぞれにフィードバックされることにより、火災体験室５１内における温度や熱、煙、音声、湿度を前記位置データに応じて変化させることができるので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、窓を開閉することにより、煙が火災体験室５１内に充満されたり、煙が火災体験室５１から外部に排気されるようにしたので、窓を閉めた際の状況および窓を開けた際の状況をリアルに体験する上で有利となる。
【００５２】
また、第２の実施の形態では、予め蓄煙チャンバー６４や加熱加湿チャンバー６８に加熱、加湿され煙が加えられた空気が蓄えられているので、火災体験室５１に対して所望の温湿度の空気や煙を短時間で供給することができ、火災体験をリアルなものとする上で有利となる。
また、蓄煙チャンバー６４と加熱加湿チャンバー６８の双方を設けているので、空気の加熱、加湿をより短時間に行なうことができる。
また、図１４に示すように、ダクトＤ３とダクトＤ４を連通するダクトＤ５を設け、加熱加湿チャンバー６８を通過する空気の一部が火災体験室５１を経由することなく加熱加湿チャンバー６８によって繰り返し加熱および加湿されるように構成すれば、所望の温度、湿度に調整した空気を短時間で得る上で有利となる。
また、天井チャンバー６６と開口５１０２の中間の箇所と、ダクトＤ４とを連通するダクトＤ６を設け、蓄煙チャンバー６４を通過する空気の一部が火災体験室５１を経由することなく蓄煙チャンバー６４によって繰り返し加熱および加湿するように構成しても、所望の温度、湿度に調整した空気を短時間で得る上で有利となる。
また、ジョイスティックで生成される位置データを前記音声制御手段１１４に供給するように構成し、音声制御手段１１４が入力された位置データに基づいて音声の定位を制御するようにすれば、体験者が映像によって表現される仮想空間内を移動すると同時に音声の定位が変化するので、火災をよりリアルに擬似体験する上で有利である。
【００５３】
また、第１、第２の実施の形態において、プロジェクター１８でスクリーン２０に投影する映像を立体視できるように構成すれば、火災をよりリアルに擬似体験する上で有利である。
例えば、プロジェクター１８からスクリーン２０に円偏光方式によって映像を表示する構成とした場合には、体験者が立体視用の偏光めがねを使用して映像を見ることで立体画像を見ることができる。
また、プロジェクター１８からスクリーン２０に時分割方式によって映像を表示する構成とした場合には、体験者が立体視用の液晶シャッタ付きめがねを使用して映像を見ることで立体画像を見ることがでる。
これら２つの方式の双方を任意に選択して利用できるように構成してもよい。
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、火災の映像に加えて、火災体験の重要な要因である輻射熱、温度、湿度、煙、煙の流動、音声を発生することによって火災をよりリアルに擬似体験することができる。
また、温度、湿度、煙の流動などの実際のデータに基づいて火災シナリオを作成することにより、科学的根拠に基づいた擬似体験が可能となるので、消防隊の教育、訓練に用いる上で有利である。
また、火災シナリオにおける輻射熱、温度、湿度、煙、煙の流動、音声などの条件を異ならせて、情報伝達の正確度などを測定する種々の実験を体験者に行なうことがにより、火災発生時などにおける人間行動学上の貴重な知見を得ることができる。
また、このような実験結果を活用することにより、火災体験装置や方法の改善に役立てることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の火災体験装置および方法によれば、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の火災体験装置の第１の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態の火災体験装置の全体構成を示す構成図である。
【図４】火災体験室における映像表示状態を説明する説明図である。
【図５】火災体験室における映像表示状態を説明する斜視図である。
【図６】火災体験室の内部から側壁を見た状態を示す説明図である。
【図７】火災体験室の斜視図である。
【図８】火災体験装置において煙および熱を発生するための構成を示す説明図である。
【図９】制御部の構成を示すブロック図である。
【図１０】火災体験装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図１２】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す平面図である。
【図１３】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す断面図である。
【図１４】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施の形態の火災体験装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 火災体験装置
１２、５１ 火災体験室
１４ 制御部
１６ インターフェース部
１０２ 映像制御手段
１０４ 映像表示手段
１０６ 熱制御手段
１０８ 熱発生手段
１１０ 煙制御手段
１１２ 煙発生手段
１１４ 音声制御手段
１１６ 音声発生手段
１１８ 湿度制御手段
１２０ 湿度調整手段
ｄ１ ３次元データ
ｄ２ 火災シナリオデータ
ｄ３ 燃焼データ
ｄ４ 位置データ
ｄ５ 開閉状態データｄ５
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想的に火災を体験する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、消火用シュミレーション装置や火災体験シュミレーション装置のように仮想的に火災を体験するヴァーチャル・リアリティ装置がある。このようなヴァーチャル・リアリティ装置では火災映像を再現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のヴァーチャル・リアリティ装置では以下のような問題点がある。
１）炎の映像が現実の火災と異なりリアルではない。
２）炎の大きさを可燃物量（実際に燃える物の材質と量により決まる熱量）により変更することが不可能である。
３）煙流動が火災映像として表示されるが、その煙流動は模擬的に作成したものであるため、学術的根拠に基づいて計算した実際の煙流動と異なっている。
４）火災の音が再現されていない。
５）火災による輻射熱が再現されていない。
６）煙のにおいが再現されていない。
すなわち、火災現象をヴァーチャル・リアリティ装置でリアルに体験するためには、より実際の火災に近い映像情報に加え、火災の音、人間が受ける輻射熱などを再現する必要があると考えられる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は仮想的な火災をよりリアルに体験することができる火災体験装置および方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の火災体験装置は、上記目的を達成するために、火災体験室と、映像データに基づいて映像を生成しこの映像を前記火災体験室の内部に表示する映像表示手段と、前記映像データを生成する映像制御手段とを備えた火災体験装置であって、前記映像制御手段による前記映像データの生成は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする。
そのため、本発明によれば、火災体験室の内部に表示される映像は、前記３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【０００５】
また、本発明の火災体験方法によれば、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて映像を生成し、前記映像を火災体験室の内部に表示させるようにしたことを特徴とする。
そのため、本発明によれば、火災体験室の内部に表示される映像は、前記３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の火災体験装置および方法について図面を参照して説明する。
図１は本発明の火災体験装置の第１の実施の形態を示す機能ブロック図、図２は第１の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図、図３は第１の実施の形態の火災体験装置の全体構成を示す構成図、図４は火災体験室における映像表示状態を説明する説明図、図５は火災体験室における映像表示状態を説明する斜視図、図６は火災体験室の内部から側壁を見た状態を示す説明図、図７は火災体験室の斜視図、図８は火災体験装置において煙および熱を発生するための構成を示す説明図である。
【０００７】
図２、図３に示すように、本実施の形態の火災体験装置１０は、火災体験室１２、制御部１４、インターフェース部１６、プロジェクタ１８、スクリーン２０、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙機３０、音声発生器３２、スピーカ３４などを備えて構成されている。
前記火災体験室１２は、矩形状の床面１２０２と、床面１２０２から立設された４つの矩形板状の側壁１２０４、１２０６、１２０８、１２１０と、これら側壁の上部を接続する矩形板状の天井壁１２１２とを備えている。そして、互いに隣接する側壁１２０４、１２１０が接続される角部に上下に沿って出入口を構成する開口部１２１４が形成され、この開口部１２１４の上部には、該開口部１２１４を開閉するシャッタ１２１６が設けられている。
なお、火災体験室１２の形状は本実施の形態のような直方体状や立方体状に限定されるものではない。また、開口部１２１４の位置も火災体験室１２の角部に限定されるものではない。
図４、図５に示すように、側壁１２０６、１２０８の大部分は透明材料としての耐熱ガラス１２１８で構成され、耐熱ガラス１２１８の外側には該耐熱ガラス１２１８に面して前記スクリーン２０が設けられている。また、前記透明材料は、火災体験室１２内の温度環境に対して耐久性を有し、火災体験室１２の内部から該透明材料を通して前記スクリーン２０を視認する上で悪影響を与えない材料であればその材質は限定されるものではない。例えば通常のフロートガラスを用いてもよい。
前記スクリーン２０は、前記耐熱ガラス１２１８とほぼ同じ大きさに形成されている。なお、スクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の適正な面積比は、スクリーン２０を視認する際の視野角やスクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の距離に基づいて設定される。
【０００８】
図６、図７に示すように、前記側壁１２０６、１２０８の下部には、該側壁１２０６、１２０８の幅方向にわたって矩形状の温風吹出し口１２２０が上下に間隔をおいて２つ設けられ、前記温風吹出し口１２２０の周囲には前記面発熱体２４が設けられている。
また、前記温風吹出し口１２２０と面発熱体２４の両端の箇所には前記スピーカ３４がそれぞれ設けられている。
また、前記側壁１２０６、１２０８の上部には、該側壁１２０６、１２０８の幅方向にわたって矩形状の煙吹出し口１２２２が設けられている。
【０００９】
前記プロジェクター１８は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される映像データに基づいて画像を生成して出射し、該画像をミラー１８０２を介して、あるいはミラーを介さず直接前記スクリーン２０に投影するように構成されている。前記スクリーン２０に投影された前記画像は、前記耐熱ガラス１２１８を介して前記火災体験室１２の内部から視認できるように構成されている。
【００１０】
図８に示すように、前記温風機２２は、前記火災体験室１２の外側に設けられ、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される温風データに基づいた温度および風量の温風を生成し、前記温風吹出し口１２２０を介して火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。温風器２２は、加熱された空気を吸気するファン、送風機などによって構成することができる。
前記面発熱体２４は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいた輻射熱を発生させて前記火災体験室１２の内部に与えるように構成されている。
【００１１】
前記スモークマシン２６は、前記火災体験室１２の外側に設けられ、管２６０２を介して前記煙吹出し口１２２２に接続され、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される煙データに基づいた量の煙を生成し、この煙を前記管２６０２および煙吹出し口１２２２を介して火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。前記スモークマシン２６によって生成される煙は人体に無害なものであり、若干のにおいが付けられる。このにおいは、例えば塩化水素、二酸化窒素、アンモニア、硫化水素、亜鉛酸ガス、蟻酸などの成分を前記煙に混合することによって生成することができる。
前記火災体験室１２に送り込まれる煙は空気より比重が軽くなるように構成されているため、火災体験室１２の天井壁１２１２の下面から徐々に下方に向かって充満することになる。
【００１２】
前記シャッタ開閉機構２７は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力されるシャッタ位置制御信号に基づいて前記シャッタ１２１６の開閉動作を行なうことにより、シャッタ１２１６の下端部の上下方向の位置を設定するように構成されている。
前記スモークマシン２６によって送り込まれ前記天井壁１２１２の下面から徐々に下方に向かって充満する煙のうち、前記シャッタ１２１６の下端部より下方に位置する部分の煙は、火災体験室１２の内部から外部に流れ出る。したがって、前記シャッタ１２１６の下端部の上下方向の位置によって、前記火災体験室１２の内部に充満する煙の下限位置が制限されることになる。
【００１３】
前記ガス燃焼機２８は、前記管２６０２の中間部に接続され、前記インターフェース部１６を介して入力されるガス燃焼データに基づいてガスを燃焼させることで高温の空気を前記管２６０２に送り込んで前記煙と高温の空気とを混合し、これにより加熱された煙を前記火災体験室１２の内部に送り込むように構成されている。
【００１４】
図３に示すように、前記排煙機３０は、前記天井壁１２１２に設けられ、該天井壁１２１２に設けられている孔部を介して前記火災体験室１２の内部に滞留している煙を前記火災体験室１２の外部に排煙するように構成されている。
【００１５】
図２に示すように、前記音声発生器３２は、前記制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される音声データに基づいた音声信号を生成し、該音声信号を前記スピーカ３４に入力することによってスピーカ３４から音声を出力させるように構成されている。
【００１６】
図９に示すように、前記制御部１４は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成され、ＣＰＵ１４０２、ＲＡＭおよびＲＯＭからなるメモリ１４０４、ハードディスク１４０６、キーボードおよびマウスからなる入力デバイス１４０８、ディスプレイ１４１０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置、ＦＤドライブ装置、ＤＶＤドライブ装置などを備えて構成された外部記憶装置１４１２、通信装置１４１４、インターフェース１４１６などを備えて構成されている。
【００１７】
前記メモリ１４０４はワーキングエリアを提供するものであり、前記ハードディスク１４０６は制御プログラムを格納している。
前記入力デバイス１４０８は操作情報を入力するためのものであり、ディスプレイ１４１０は表示情報を表示するためのものである。
前記外部記憶装置１４１２は、記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどを含む）の記録及び再生を行なうものである。
前記通信装置１４１４は、ＬＡＮやインターネットなどのネットワークに接続して通信を行なうためのものである。
【００１８】
前記インターフェース１４１６は、前記ＣＰＵ１４０２と前記インターフェース部１６との間で情報を送受信するためのものである。
前記ＣＰＵ１４０２は、前記ハードディスク１４０６の前記制御プログラムを実行することによって、これらメモリ１４０４、ハードディスク１４０６、入力デバイス１４０８、ディスプレイ１４１０、外部記憶装置１４１２、通信装置１４１４、インターフェース１４１６の制御を司るとともに、前記インターフェース１４１６およびインターフェース部１６を介して前記プロジェクタ１８、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙器３０、音声発生器３２の動作を制御するものである。
【００１９】
前記インターフェース部１６は、前記プロジェクタ１８、温風機２２、面発熱体２４、スモークマシン２６、シャッタ開閉機構２７、ガス燃焼機２８、排煙器３０、音声発生器３２に接続されている。
前記インターフェース部１６は、前記プロジェクタ１８に前記映像データを入力することにより、火災が発生する建築物の映像、火災によって発生する炎や煙の映像を前記スクリーン２０に投影させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記温風機２２に前記温風データを入力することにより、前記温風機２２から任意の風量および温度の温風を発生させるように構成されている。
【００２０】
また、前記インターフェース部１６は、前記面発熱体２４に前記発熱データを入力することにより、任意の輻射熱を発生させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記スモークマシン２６に前記煙データを入力することにより、任意の量の煙を発生させるように構成されている。
また、前記インターフェース部１６は、前記ガス燃焼機２８に前記ガス燃焼データを入力することにより、前記スモークマシン２６で発生された煙を任意の温度に加熱させるように構成されている。
また、前記インタフェース部１６は、前記音声発生器３２に前記音声データを入力することにより、火災時に発生する種々の音、例えば人の話声、雰囲気音、燃焼する音、非常ベルの音、ガラスが割れる音、騒音、機械音など火災時に発生し得る音を前記スピーカ３４から出力させるように構成されている。
【００２１】
図２に示すように、前記制御部１４は、３次元データｄ１と、火災シナリオデータｄ２と、燃焼データｄ３とを前記制御プログラムに基づいて処理することにより、前記映像データ、前記温風データ、前記発熱データ、前記煙データ、前記ガス燃焼データ、前記音声データを生成するように構成されている。
前記３次元データｄ１は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表すものであり、例えばＣＡＤデータなどによって構成することができる。また、前記３次元データｄ１には材質を示すデータも含まれている。
【００２２】
前記火災シナリオデータｄ２は、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示すデータである。火災の状況を示すデータは、例えば、火源の大きさ、火源の高さ、煙層の高さ、煙温度、煙濃度、建築物に設けられている扉の開閉、人の動き、建築物に設けられている開口部の開口条件、排煙装置の動作状態、消火作業の進捗状態などを含み、火災時に想定される種々の状況を示すデータである。
この火災シナリオデータｄ２は、建築物に人為的に火災を起こすことにより、種々の状況を測定することによって得ることもできるし、火災を想定して人為的にあるいはシュミレーションソフトを用いて得ることもできる。
【００２３】
前記燃焼データｄ３は、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示すデータであり、建築物および物体を構成する可燃物の材質、形状、大きさ（量）などから前記燃焼温度を読み出せるデータベースとして構成されている。したがって、前記３次元データｄ１に含まれるデータに基づいて燃焼データｄ３から必要な燃焼温度を読み出すことができる。
前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３は、制御部１４のハードディスク１４０６に予め格納しておく。これらデータｄ１、ｄ２、ｄ３は、前記制御部１４において作成してもよいし、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの記憶媒体から外部記憶装置１４１２によって読み取ってもよい。
また、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３のいずれかまたはすべてをＷＥＢサーバなどのサーバに格納しておき、前記通信装置１４１４を介してネットワークから入力することもできる。
【００２４】
前記制御部１４によって生成される映像データは、火災が発生する建築物や物体の映像データ、および、これら建築物や物体から発生する炎や煙の映像データを含む。前記建築物および物体の映像データは、前記３次元データｄ１に基づいて生成される。
前記炎や煙の映像データは、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３から生成される。
炎の映像データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から算出された炎の温度、炎の高さ、水平投射面積から生成することができる。煙の映像データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から煙流動計算によって煙の高さ、水平投射面積を計算することによって生成することができる。前記煙流動計算の方法としては、周知の２層ゾーンモデルあるいはフィードモデルなどの手法を用いることができる。特に、煙によって形成される煙層の挙動、言い換えれば煙層の映像データは、燃焼データｄ３や開口条件などから科学的根拠に基づいて計算することができる。
【００２５】
前記制御部１４によって生成される前記温風データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算して求められた炎の温度、炎の高さと、前記火災体験室１０内にいる人（体験者）までの距離とに基づいて前記人が受ける輻射熱量を計算することにより生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記発熱データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算して求められた炎の温度、炎の高さと、前記火災体験室１０内にいる人までの距離とに基づいて前記人が受ける輻射熱量を計算することにより生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記煙データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から煙流動計算によって煙の高さ、水平投射面積を計算することによって生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記ガス燃焼データは、前記各データｄ１乃至ｄ３から計算された煙の温度などから生成することができる。
前記制御部１４によって生成される前記音声データは、前記各データｄ１乃至ｄ３に基づいて生成することができる。
【００２６】
前記火災体験装置１０は、機能的には図１に示すような構成となっている。
図１に示すように、前記火災体験装置１０は、映像制御手段１０２、映像表示手段１０４、熱制御手段１０６、熱発生手段１０８、煙制御手段１１０、煙発生手段１１２、音声制御手段１１４、音声発生手段１１６を備えている。
前記映像制御手段１０２は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記映像表示手段１０４によって表示される前記映像データを生成するものである。
前記映像表示手段１０４は、前記プロジェクタ１８とスクリーン２０によって構成され、前記映像データに基づいて映像を生成しこの映像を前記火災体験室１２の内部に表示するものである。
【００２７】
前記熱制御手段１０６は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記熱発生手段１０８による熱の発生動作を制御するために前記発熱データを生成するものである。
前記熱発生手段１０８は、前記温風機２２と面発熱体２４によって構成され、前記発熱データに基づいて火災体験室１２の内部に熱を発生させるものである。
【００２８】
前記煙制御手段１１０は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記煙発生手段１１２による煙の発生動作を制御するために前記煙データを生成するものである。
前記煙発生手段１１２は、前記スモークマシン２６とガス燃焼機２８とシャッタ開閉機構２７とシャッタ１２１６によって構成され、前記煙データに基づいて前記火災体験室１２の内部に煙を発生させるとともに、前記ガス燃焼データにより前記煙を加熱し、さらに、前記シャッタ１２１６の下端部の位置を設定することで前記火災体験室１２の内部に充満する煙の下限位置を制御するものである。
【００２９】
前記音声制御手段１１４は、前記制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、前記音声発生手段１１６による音声の発生動作を制御するために前記音声データを生成するものである。
前記音声発生手段１１６は、前記音声発生器３２とスピーカ３４によって構成され、前記音声データに基づいて前記火災体験室１２の内部に音声を発生させるものである。
【００３０】
次に、このように構成された前記火災体験装置１０の動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。
まず、火災体験室１２の内部に仮想の火災を体験する人が入る。
次に、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３を制御部１４によって処理する（ステップＳ１０）。すなわち、各データｄ１乃至ｄ３を、前記映像制御手段１０２、熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１４に与えることにより、これら制御手段によって映像データ、発熱データ、煙データ、音声データの生成を行なう。
これにより、前記映像表示手段１０４を構成するプロジェクタ１８とスクリーン２０によって炎および煙の映像が火災体験室１２内部に表示される（ステップＳ１２）。
【００３１】
また、前記熱発生手段１０８を構成する温風機２２と面発熱体２４によって、温風が前記温風吹出し口１２２０から火災体験室１２内部に導かれるとともに、面発熱体２４からの輻射熱が火災体験室１２内部に輻射される（ステップＳ１４）。
また、前記煙発生手段１１２を構成するスモークマシン２６とガス燃焼機２８によって加熱された煙が前記煙吹出し口１２２２から火災体験室１２内部に導かれるとともに、煙発生手段１１２を構成するシャッタ開閉機構２７とシャッタ１２１６によってシャッタ１２１６の下端位置が煙の下限位置に対応する位置まで移動される（ステップＳ１６）。
また、前記音声発生手段１１６を構成する音声発生器３２とスピーカ３４によって音声が火災体験室１２内部に発生される（ステップＳ１８）。
【００３２】
そして、前記火災シナリオデータｄ２が終了したか否を判定し、この判定結果が否定（“Ｎ”）であればステップＳ１０に移行して同様の動作を繰り返し、この判定結果が肯定（“Ｙ”）であれば、前記制御部１４は前記排煙機３０を作動させて火災体験室１２内部の煙を排煙し（ステップＳ２０）、火災体験の動作を終了する。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、前記火災体験室の内部に表示される映像は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて生成された映像データに基づいて行なわれるので、現実の火災に近い映像を表示することにより仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
また、炎の映像データを建築物や物体を構成する可燃物量に対応して生成したり、煙データを煙流動計算によって生成したりすることにより、火災の映像をより現実的なものとすることができる。
また、前記火災体験室の内部に発生される熱、煙、音声が発生されるので、従来体験できなかった視覚以外の感覚で仮想的な火災を体験することができる。また、これら熱、煙、音声は、３次元データと、火災シナリオデータと、燃焼データとに基づいて発生されるので、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【００３４】
また、火災体験室の内部に発生する熱が、温風機による温風、面発熱体による輻射熱、ガス燃焼装置によって加熱された煙といった複数の方法で生成されるので、火災体験室で感じる熱を実際の火災で感じる熱に近づけることができる。
また、火災体験室の内部に発生する煙ににおいを付けることにより、火災体験室で感じる煙を実際の火災で感じる煙に近づけることができる。
また、映像を表示するスクリーン２０を耐熱ガラス１２１８の外側に設けたので、前記スクリーン２０が火災体験室の内部に充満する煙によって汚損されることを防止することができるので、スクリーン２０に鮮明な映像を表示させることができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、スクリーンに煙の映像を表示させるとともに、火災体験室内部にも煙を発生させたが、前者および後者のいずれか一方とすることは任意である。
また、本実施の形態では、温風機と面発熱体の２つの熱発生手段を設けたが、これらのいずれか一方のみを用いることは任意である。
また、火災体験室の天井壁あるいは床面に透明部材を設け該透明部材に面してスクリーンを設け、これらスクリーンに映像を表示するように構成することもできる。
また、火災体験室内部において人が移動したときにこの移動に応じて、前記音声発生手段１１６で生成される音声の定位を制御するように前記音声制御手段１１４を構成すれば、より臨場感のある音声を生成することができる。
また、排煙機により火災体験室内部の煙を排煙することにより、火災体験室の内部を速やかに煙がない初期状態に戻すことができる。
また、本実施の形態では、前記シャッタ１２１６をシャッタ開閉機構２７によって移動される構成として説明したが、シャッタ１２１６は手動によって任意の位置に移動可能な構成であってもかまわない。この場合には、前記煙発生手段１１２によって発生される煙の下限位置に合わせて前記シャッタ１２１６の位置を設定すればよい。
また、映像制御手段１０２による煙の映像データの生成は次のように行なうこともできる。すなわち、予め、燃焼データｄ３が該燃焼データｄ３および開口条件を含むデータから科学的根拠に基づいて生成される煙層の挙動を示す煙層のデータを有するように構成し、映像制御手段１０２が前記煙層のデータを反映して煙の映像データの生成を行なうように構成してもよい。
【００３６】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図１１は第２の実施の形態を示す機能ブロック図、図１２は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す平面図、図１３は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す断面図、図１４は第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図、図１５は第２の実施の形態の火災体験装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下では第１の実施の形態と同様の部材および部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比較して、湿度の制御と、窓の開放に連動した排煙動作と、体験者の仮想空間内での移動とを行なうようにした点が異なっている。
【００３７】
図１２、図１３に示すように、火災体験装置１０Ａは箱状の躯体５０を備え、躯体５０は、長方形状の床面５００２と、床面５００２の四辺から立設された４つの矩形板状の側壁５００４、５００６、５００８、５０１０と、これら側壁の上部を接続する矩形板状の上壁５０１２と、上壁５０１２の下方に間隔をおいて設けられた天井壁５０１４とを備えている。上壁５０１２と天井壁５０１４の間に形成された空間によって水平方向に延在するダクト収容室６０が構成されている。
躯体５０の長手方向の中央部に火災体験室５１が設けられ、５２は、躯体５０の長手方向の一方の端部に設けられ、準備室５４は、躯体５０の長手方向の他方の端部に設けられている。
【００３８】
プロジェクター室５２と火災体験室５１とは隔壁５０１６および耐熱ガラス５２０２により仕切られている。前記隔壁５０１６は側壁５００６、５０１０から所定の長さ突出され、それら側壁５０１６の間に透明性を有する透明材料としての耐熱ガラス５２０２が設置されている。また、前記透明材料は、火災体験室５１内の温度環境に対して耐久性を有し、火災体験室５１の内部から該透明材料を通して前記スクリーン２０を視認する上で悪影響を与えない材料であればその材質は限定されるものではなく、通常のフロートガラスを用いてもよい。
プロジェクター室５２にはプロジェクター１８が設置され、耐熱ガラス５２０２に面してスクリーン２０が設けられている。スクリーン２０は、耐熱ガラス１２１８とほぼ同じ大きさに形成され、プロジェクター１８から投影される映像が形成されるように構成されている。なお、スクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の適正な面積比は、スクリーン２０を視認する際の視野角やスクリーン２０と耐熱ガラス１２１８の距離に基づいて設定される。また、耐熱ガラス５２０２の上縁と天井壁５０１４との間には垂れ壁が設けられている。
また、プロジェクター室５２に臨む側壁５００６箇所には出入口５２０４が設けられている。
さらに、プロジェクター室５２には、床面５００２の上に蓄煙チャンバー６４が設けられ、天井壁５０１４寄りに天井チャンバー６６が設けられ、プロジェクター室５２上方のダクト収容室６０箇所には、加熱加湿チャンバー６８が設けられている。蓄煙チャンバー６４、天井チャンバー６６、加熱加湿チャンバー６８は、所定量の空気や煙を蓄える槽を構成するものである。なお、これら蓄煙チャンバー６４、天井チャンバー６６、加熱加湿チャンバー６８のレイアウトや設置位置は任意である。
図１３に示すように、蓄煙チャンバー６４と天井チャンバー６６はダクトＤ１を介して連通され、天井チャンバー６６と加熱加湿チャンバー６８はダクトＤ４を介して連通されている。
なお、以上のプロジェクター室５２は、床面５００２上において、前記側壁５００４、５００６、５０１０、隔壁５０１６、天井壁５０１４によって区画されている。
【００３９】
火災体験室５１と準備室５４とは隔壁５０１８により仕切られ、隔壁５０１８には、火災体験室５１と準備室５４とを連通する出入口５４０２が設けられている。
躯体５０の長手方向と直交する方向における火災体験室５１の両側には、自然排気用チャンバー５８とダクト収容室６５が設けられ、火災体験室５１と自然排気用チャンバー５８とは隔壁５０２２により仕切られ、火災体験室５１とダクト収容室６２とは隔壁５０２０により仕切られ、ダクト収容室６２にはダクトＤ２、Ｄ３が収容されている。
火災体験室５１の床面５００２の４隅箇所にはスピーカ３４がそれぞれ設けられている。
火災体験室５１に臨む天井壁５０１４箇所には、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいた輻射熱を発生させて火災体験室５１の内部に与える面発熱体２４と、火災体験室５１の温度と湿度を検出し、これら温度と湿度の検出信号をインターフェース部１６経由で制御部１４に供給する温湿度センサ８２とが設置されている。本実施の形態では、面発熱体２４として例えばハロゲンヒーターを用いている。
【００４０】
また、図１３に示すように、火災体験室５１に臨ませて垂れ壁には、加熱、加湿された空気や煙が供給される開口５１０２が設けられ、ダクト収容室６２を構成する隔壁５０２０の床面５００２近傍箇所と、ダクト収容室６２を構成する天井壁５０１４箇所には、火災体験室５１の空気や煙が排出される開口５１０４、５１０５がそれぞれ設けられている。
自然排気用チャンバー５８を構成する隔壁５０２２箇所には、火災体験室５１と自然排気用チャンバー５８と連通する開口５０２４（特許請求の開口部に相当）が設けられ、開口５０２４には開閉窓５０２５が設けられている。そして、開口５０２４箇所には、開閉窓５０２５の開閉状態を検知し、開閉窓５０２５の開閉状態を示す開閉状態データｄ５をインターフェース部１４経由で制御部１４に供給する窓開閉センサ８３（図１４）が設けられている。開閉状態データｄ５は開閉窓５０２５の開度を示すデータであってもよいし、開放および閉塞の２つの状態の何れかを示すデータであってもよい。また、前記開口部は開閉窓５０２５によって開閉されるものに限定されるものではなく、排煙が可能な開口部であればよく例えば排煙ダクトなどを含むものである。
また、火災体験室５１には、エアコン８４が設置され火災体験室５１内の温度および湿度を調整できるように構成されている。
さらに、火災体験室５１内部では、スクリーン２０に表示される映像で表現される仮想空間内における体験者の位置データｄ４（図１４）を生成する位置データ生成手段としてのジョイスティック８５（図１３）が体験者によって保持されている。ジョイスティック８５によって生成された位置データｄ４はインターフェース部１４を介して制御部１４に供給されるように構成されている。したがって、ジョイスティック８５の操作に応じて体験者が前記仮想空間内を所望の方向に所望の移動量だけ移動したことが前記位置データによってデータを制御部１４に伝達されるように構成されている。
なお、以上の火災体験室５１は、床面５００２上において、前記隔壁５０１６、５０１８、５０２０、５０２２、天井壁５０１４によって区画されている。
また、本例では、躯体５０内部において火災体験室５１、プロジェクター室５２、準備室５４が直線状に配置されているが、これら火災体験室５１、プロジェクター室５２、準備室５４の配置は任意である。また、火災体験室５１の形状や出入口５４０２の位置も任意である。
【００４１】
躯体５０の長手方向と直交する方向における準備室箇所には、隔壁５０２４を介して機器収容室６４が設けられ、隔壁５０２４と対向する側壁５００６箇所に出入口５４０４が設けられている。６４には制御部１４およびインターフェース部１６（図１４）が収容され、隔壁５０２４には開口５０２５が設けられ、この開口５０２５を介して制御部１４およびインターフェース部１６などの出し入れを行なわれる。
準備室５４を構成する側壁５００６箇所には外部と連通する出入口５４０４が設けられている。
なお、以上の準備室５４は、床面５００２上において、前記側壁５００６、５００８、隔壁５０１８、５０２４、天井壁５０１４によって区画されている。
【００４２】
次に、図１４を参照して制御系の構成について説明する。
蓄煙チャンバー６４には、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいて空気を加熱するヒーター７０と、インターフェース部１６を介して入力される煙データに基づいて煙を発生するスモークマシン７２と、インターフェース部１６を介して入力される加湿データに基づいて空気を加湿する加湿器７４とが設けられている。したがって、蓄煙チャンバー６４には、これらヒーター７０および加湿器７４によって温湿度が調整された空気と、スモークマシン７２によって量が調整された煙が蓄えられるように構成されている。
また、蓄煙チャンバー６４は、ダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８からの空気や煙が供給されるとともに、躯体５０の外部と連通する不図示の外気供給用ダクトから外気が供給されるように構成されている。外気供給用ダクトには制御部１４の制御により開閉するダンパが設けられている。
また、蓄煙チャンバー６４には、蓄煙チャンバー６４内部に蓄えられている空気の温湿度を検出する温湿度センサ７６が設けられており、温湿度センサ７６の検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
【００４３】
図１３に示すように、蓄煙チャンバー６４に蓄えられた空気や煙は、ダクトＤ１を介して天井チャンバー６６に供給されるように構成されている。ダクトＤ１には制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により開閉されるダンパー７８が設けられている。
天井チャンバー６６には、蓄煙チャンバー６４から供給された空気や煙を開口５１０２から火災体験室５１内に送り込む給気ファン（送風機）８０が設けられており、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される風量データにより給気量が制御されるように構成されている。
火災体験室５１に設けられたヒーター２４は、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される発熱データにより加熱温度が制御されるように構成され、スピーカ３４は音声発生器３２（図２）から供給される音声信号に基づいて音声を出力するように構成されている。
また、エアコン８４は、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により温湿度が制御されるように構成されている。
また、温湿度センサ８２は、火災体験室５１の温度および湿度を検出するものであり、温湿度センサ８２で検出された検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
【００４４】
図１２に示すように、開口５１０４、５１０５はダクトＤ２を介して排気ファン８６（排煙手段）に連通するとともに、ダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８に連通している。
排気ファン８４は、ダクトＤ２介して火災体験室５１内の空気を外部に排気するものであり、制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により排気量が制御されるように構成されている。
図１２、図１４に示すように、ダクトＤ３には制御部１４からインターフェース部１６を介して供給される制御信号により開閉されるダンパー８８が設けられている。
【００４５】
図１４に示すように、加熱加湿チャンバー６８には、制御部１４からインタフェース部１６を介して入力される風量データに基づいてダクトＤ３から空気を供給する給気ファン９０と、制御部１４からインターフェース部１６を介して入力される発熱データに基づいて加熱加湿チャンバー６８内の空気を加熱するヒーター９２と、インターフェース部１６を介して入力される加湿データに基づいて加熱加湿チャンバー６８内の空気を加湿する加湿する加湿器９４とが設けられている。なお、加熱加湿チャンバー６８は、ダクトＤ３の内部にヒーター９２および加湿器９４を設けることで構成してもよい。
加熱加湿チャンバー６８には、これらヒーター９２および加湿器９４によって温湿度が調整された空気や煙が蓄えられるように構成されている。
また、加熱加湿チャンバー６８には、加熱加湿チャンバー６８内部に蓄えられている空気の温湿度を検出する温湿度センサ９６が設けられており、温湿度センサ９６の検出信号はインターフェース部１６を介して制御部１４に供給されるように構成されている。
加熱加湿チャンバー６８によって加熱、加湿された空気や煙は、ダクトＤ４を介して蓄煙チャンバー６４に供給されるように構成されている。
したがって、図１４に示すように、蓄煙チャンバー６４に蓄えらた空気や煙は、ダクトＤ１、天井チャンバー６、開口５１０２を介して火災体験室５１に供給される。
火災体験室５１の空気は、排気ファン８６が作動すると開口５１０４、５１０５からダクトＤ２を介して外部に排気され、また、給気ファン９０が作動するとダクトＤ３を介して加熱加湿チャンバー６８に供給されここで加熱、加湿された後、ダクトＤ４を介して蓄煙チャンバー６４に供給される。
【００４６】
図２に示すように、前記制御部１４は、３次元データｄ１と、火災シナリオデータｄ２と、燃焼データｄ３とを前記制御プログラムに基づいて処理することにより、前記映像データ、前記発熱データ、前記風量データ、前記煙データ、前記音声データを生成するように構成されている。
第２の実施の形態では、蓄煙チャンバー６４および加熱加湿チャンバー６８において空気の加熱と加湿を行なう点が第１の実施の形態と異なっている。したがって、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３には、火災に伴って発生する温度と湿度の変化を再現するために必要なデータが含まれている。
また、第２の実施の形態では、体験者の仮想空間内における位置データの変化を、映像データ、風量データ、煙データ、発熱データ、音声データに反映、すなわちフィードバックする点が第１の実施の形態と異なっている。
したがって、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３には、体験者の仮想空間内における位置データの移動に応じて変化する映像データ、風量データ、煙データ、発熱データ、音声データを再現するために必要なデータが含まれている。
【００４７】
前記火災体験装置１０Ａは、機能的には図１１に示すような構成となっており、以下では第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
火災体験装置１０Ａが第１の実施の形態と異なるのは、湿度制御手段１１８と湿度調整手段１２０をさらに備え、位置データｄ４が映像制御信号１０２、熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１２、湿度制御手段１１８のそれぞれに供給されている点と、開閉状態データｄ５が煙制御手段１１０に供給されている点である。
映像制御手段１０２は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置から見た映像データを生成するように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された映像データを生成して映像表示手段１０４に表示する。
熱制御手段１０６は、制御部１４およびインターフェース１６によって構成され、温湿度センサー７６、８２、９６によって検出された温度に基づいて、ヒーター２４、７０、９２、エアコン８４、給気ファン８０、９０の動作を制御するように構成されている。また、熱発生手段１０８は、ヒーター２４、７０、９２、エアコン８４、給気ファン８０、９０によって構成されている。
また、熱制御手段１０６は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて熱発生手段１０８の温度制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された温度変化を火災体験室５１内で生じさせる。
煙制御手段１１０は、開閉状態データｄ５で示される窓の開閉に応じた煙の動き、すなわち、窓を開けると煙が排煙されて火災体験室５１内の煙が減少し、窓を閉めると火災体験室５１内に煙が充満するといった煙の挙動や量を制御するように煙発生手段１１２を制御する。煙発生手段１１２は、煙発生器７２、排気ファン８６によって構成されている。
また、煙制御手段１１０は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて煙発生手段１１０の制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された煙の変化を火災体験室５１内で生じさせる。
音声制御手段１１２は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて音声制御手段１１２の制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された音声の変化を火災体験室５１内で生じさせる。
湿度制御手段１１８は、制御部１４とインターフェース部１６によって構成され、温湿度センサー７６、８２、９６によって検出された湿度に基づいて、湿度調整手段１２０を制御するように構成されている。湿度調整手段１２０は、加湿器７４、９４およびエアコン８４、給気ファン８０、９０によって構成されている。
また、湿度制御手段１１８は、３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３に基づき、位置データｄ４で示される体験者の仮想空間における位置に応じて湿度調整手段１２０の湿度制御を行なうように構成されている。すなわち、体験者の仮想空間内における視点の移動が反映された湿度変化を火災体験室５１内で生じさせる。
【００４８】
次に、このように構成された前記火災体験装置１０Ａの動作について図１５のフローチャートを参照して説明する。
仮想の火災を体験する体験者は、火災体験装置１０Ａの出入口５４０４から準備室５４に入り、温度や湿度に体をなじませる。そして、出入口５４０２から火災体験室５１の内部に入り、出入口５４０２のドアを閉める。
次に、前記３次元データｄ１、火災シナリオデータｄ２、燃焼データｄ３、位置データｄ４、開閉状態データｄ５を制御部１４によって処理することにより、これら制御手段によって映像データ、発熱データ、煙データ、音声データの生成を行なう（ステップＳ４０）。
これにより、前記映像表示手段１０４を構成するプロジェクタ１８とスクリーン２０によって炎および煙の映像が火災体験室５１内部に表示される（ステップＳ４２）。
また、体験者がジョイスティック８５を操作することにより、位置データｄ４に基づいた映像データがスクリーン２０に表示される（ステップＳ４４）。
【００４９】
熱制御手段１０６による熱発生手段１０８の制御と、煙制御手段１１０による煙発生手段１１２の制御により、蓄煙チャンバー６４に蓄えられた加熱、加湿された空気と煙が、吸気ファン８０により天井チャンバー６６を介して温風吹出し口５１０２から火災体験室５１内部に導かれるとともに、面発熱体２４からの輻射熱が火災体験室５１内部に輻射される（ステップＳ４６、Ｓ４８）。
また、窓開閉センサ８３によって検出された開閉状態データｄ５に基づいて、煙制御手段１１０が煙発生手段１１２を制御することにより、火災体験室５１内に煙が充満され、あるいは、煙が排出される（ステップＳ５０）。
また、前記音声発生手段１１６を構成する音声発生器３２とスピーカ３４によって音声が火災体験室５１内部に発生される（ステップＳ５２）。
【００５０】
そして、前記火災シナリオデータｄ２が終了したか否を判定し（ステップＳ５４）、この判定結果が否定（“Ｎ”）であればステップＳ４０に移行して同様の動作を繰り返し、この判定結果が肯定（“Ｙ”）であれば、前記制御部１４は前記排気ファン８６を作動させて火災体験室５１内部の煙を排煙し（ステップＳ５６）、火災体験の動作を終了する。
【００５１】
第２の実施の形態においては、火災体験室５１内における空気の温度と煙の量を調整することに加えて、湿度を調整できるようにしたので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、ジョイスティックによって体験者が映像によって表現される仮想空間内を移動できるようにしたので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、ジョイスティックによって体験者が仮想空間内を移動した際に、仮想空間内の位置データが熱制御手段１０６、煙制御手段１１０、音声制御手段１１４、湿度制御手段１１８のそれぞれにフィードバックされることにより、火災体験室５１内における温度や熱、煙、音声、湿度を前記位置データに応じて変化させることができるので、仮想的な火災をリアルに体験する上で有利となる。
また、窓を開閉することにより、煙が火災体験室５１内に充満されたり、煙が火災体験室５１から外部に排気されるようにしたので、窓を閉めた際の状況および窓を開けた際の状況をリアルに体験する上で有利となる。
【００５２】
また、第２の実施の形態では、予め蓄煙チャンバー６４や加熱加湿チャンバー６８に加熱、加湿され煙が加えられた空気が蓄えられているので、火災体験室５１に対して所望の温湿度の空気や煙を短時間で供給することができ、火災体験をリアルなものとする上で有利となる。
また、蓄煙チャンバー６４と加熱加湿チャンバー６８の双方を設けているので、空気の加熱、加湿をより短時間に行なうことができる。
また、図１４に示すように、ダクトＤ３とダクトＤ４を連通するダクトＤ５を設け、加熱加湿チャンバー６８を通過する空気の一部が火災体験室５１を経由することなく加熱加湿チャンバー６８によって繰り返し加熱および加湿されるように構成すれば、所望の温度、湿度に調整した空気を短時間で得る上で有利となる。
また、天井チャンバー６６と開口５１０２の中間の箇所と、ダクトＤ４とを連通するダクトＤ６を設け、蓄煙チャンバー６４を通過する空気の一部が火災体験室５１を経由することなく蓄煙チャンバー６４によって繰り返し加熱および加湿するように構成しても、所望の温度、湿度に調整した空気を短時間で得る上で有利となる。
また、ジョイスティックで生成される位置データを前記音声制御手段１１４に供給するように構成し、音声制御手段１１４が入力された位置データに基づいて音声の定位を制御するようにすれば、体験者が映像によって表現される仮想空間内を移動すると同時に音声の定位が変化するので、火災をよりリアルに擬似体験する上で有利である。
【００５３】
また、第１、第２の実施の形態において、プロジェクター１８でスクリーン２０に投影する映像を立体視できるように構成すれば、火災をよりリアルに擬似体験する上で有利である。
例えば、プロジェクター１８からスクリーン２０に円偏光方式によって映像を表示する構成とした場合には、体験者が立体視用の偏光めがねを使用して映像を見ることで立体画像を見ることができる。
また、プロジェクター１８からスクリーン２０に時分割方式によって映像を表示する構成とした場合には、体験者が立体視用の液晶シャッタ付きめがねを使用して映像を見ることで立体画像を見ることがでる。
これら２つの方式の双方を任意に選択して利用できるように構成してもよい。
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、火災の映像に加えて、火災体験の重要な要因である輻射熱、温度、湿度、煙、煙の流動、音声を発生することによって火災をよりリアルに擬似体験することができる。
また、温度、湿度、煙の流動などの実際のデータに基づいて火災シナリオを作成することにより、科学的根拠に基づいた擬似体験が可能となるので、消防隊の教育、訓練に用いる上で有利である。
また、火災シナリオにおける輻射熱、温度、湿度、煙、煙の流動、音声などの条件を異ならせて、情報伝達の正確度などを測定する種々の実験を体験者に行なうことがにより、火災発生時などにおける人間行動学上の貴重な知見を得ることができる。
また、このような実験結果を活用することにより、火災体験装置や方法の改善に役立てることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の火災体験装置および方法によれば、仮想的な火災をよりリアルに体験することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の火災体験装置の第１の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態の火災体験装置の全体構成を示す構成図である。
【図４】火災体験室における映像表示状態を説明する説明図である。
【図５】火災体験室における映像表示状態を説明する斜視図である。
【図６】火災体験室の内部から側壁を見た状態を示す説明図である。
【図７】火災体験室の斜視図である。
【図８】火災体験装置において煙および熱を発生するための構成を示す説明図である。
【図９】制御部の構成を示すブロック図である。
【図１０】火災体験装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図１２】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す平面図である。
【図１３】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示す断面図である。
【図１４】第２の実施の形態の火災体験装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施の形態の火災体験装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０、１０Ａ 火災体験装置
１２、５１ 火災体験室
１４ 制御部
１６ インターフェース部
１０２ 映像制御手段
１０４ 映像表示手段
１０６ 熱制御手段
１０８ 熱発生手段
１１０ 煙制御手段
１１２ 煙発生手段
１１４ 音声制御手段
１１６ 音声発生手段
１１８ 湿度制御手段
１２０ 湿度調整手段
ｄ１ ３次元データ
ｄ２ 火災シナリオデータ
ｄ３ 燃焼データ
ｄ４ 位置データ
ｄ５ 開閉状態データｄ５
Claims (20)
- 火災体験室と、
映像データに基づいて映像を生成しこの映像を前記火災体験室の内部に表示する映像表示手段と、
前記映像データを生成する映像制御手段とを備えた火災体験装置であって、
前記映像制御手段による前記映像データの生成は、仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれる、
ことを特徴とする火災体験装置。 - 前記火災体験室の内部に熱を発生させる熱発生手段と、前記熱発生手段による熱の発生動作を制御する熱制御手段とを備え、前記熱制御手段による前記熱の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に音声を発生させる音声発生手段と、前記音声発生手段による音声の発生動作を制御する音声制御手段とを備え、前記音声制御手段による前記音声の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１または２記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に煙を発生させる煙発生手段と、前記煙発生手段による煙の発生動作を制御する煙制御手段とを備え、前記煙制御手段による前記煙の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１、２または３記載の火災体験装置。
- 前記煙発生手段は該煙発生手段で発生する煙を加熱するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の火災体験装置。
- 前記煙発生手段によって発生される煙にはにおいがつけられていることを特徴とする請求項４または５記載の火災体験装置。
- 前記煙発生手段によって発生された煙を前記火災体験室の内部から外部に排煙する排煙手段を設けたことを特徴とする請求項４、５または６記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室に開閉可能な開口部を設け、前記開口部の開閉状態を検出する開口部開閉検出手段を設け、前記煙制御手段は、前記開口部開閉検出手段で検出された前記開口部の開閉状態に基づいて前記煙発生手段および排煙手段の双方または一方を動作させ前記火災体験室内の煙の挙動および量を制御するように構成されていることを特徴とする請求項４乃至７に何れか１項記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に供給する空気の湿度を調整する湿度調整手段と、前記湿度調整手段による湿度の調整動作を制御する湿度制御手段とを備え、前記湿度制御手段による前記湿度の調整動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室は、床面から立設された側壁と、該側壁の上部を接続する天井壁とを備え、前記側壁および天井壁の一部または全部は透明な材料から構成され、前記映像表示手段は、前記側壁の外側で該側壁に面して配設されたスクリーンと、該スクリーンに映像を投影する投影装置とを備えて構成され、前記映像表示手段による前記映像の表示は前記投影装置によって前記スクリーンに前記映像が投影されることによってなされることを特徴とする請求項１乃至９にいずれか１項記載の火災体験装置。
- 前記映像表示手段によって表示される映像データは、炎および煙のいずれか一方または双方の映像を含むことを特徴とする請求項１乃至１０にいずれか１項記載の火災体験装置。
- 前記スクリーンに投影された映像によって前記火災体験室内に存在する体験者によって視認される仮想空間が表現され、前記仮想空間内における前記体験者の位置データを生成する位置データ生成手段を前記火災体験室内に設け、前記映像制御手段による前記映像データの生成は、前記位置データ生成手段で生成された位置データに基づいて行なわれることを特徴とする請求項１乃至１１に何れか１項記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に熱を発生させる熱発生手段と、前記熱発生手段による熱の発生動作を制御する熱制御手段とを備え、前記熱制御手段による前記熱の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれ、前記スクリーンに投影された映像によって前記火災体験室内に存在する体験者によって視認される仮想空間が表現され、前記仮想空間内における前記体験者の位置データを生成する位置データ生成手段を前記火災体験室内に設け、前記熱制御手段による前記熱の発生動作の制御は、前記位置データ生成手段で生成された位置データを反映して行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に音声を発生させる音声発生手段と、前記音声発生手段による音声の発生動作を制御する音声制御手段とを備え、前記音声制御手段による前記音声の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれ、前記スクリーンに投影された映像によって前記火災体験室内に存在する体験者によって視認される仮想空間が表現され、前記仮想空間内における前記体験者の位置データを生成する位置データ生成手段を前記火災体験室内に設け、前記音声制御手段による前記音声の発生動作の制御は、前記位置データ生成手段で生成された位置データを反映して行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に煙を発生させる煙発生手段と、前記煙発生手段による煙の発生動作を制御する煙制御手段とを備え、前記煙制御手段による前記煙の発生動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれ、前記スクリーンに投影された映像によって前記火災体験室内に存在する体験者によって視認される仮想空間が表現され、前記仮想空間内における前記体験者の位置データを生成する位置データ生成手段を前記火災体験室内に設け、前記煙制御手段による前記煙の発生動作の制御は、前記位置データ生成手段で生成された位置データを反映して行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記火災体験室の内部に供給する空気の湿度を調整する湿度調整手段と、前記湿度調整手段による湿度の調整動作を制御する湿度制御手段とを備え、前記湿度制御手段による前記湿度の調整動作の制御は、仮想的な火災が発生する建築物および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて行なわれ、前記スクリーンに投影された映像によって前記火災体験室内に存在する体験者によって視認される仮想空間が表現され、前記仮想空間内における前記体験者の位置データを生成する位置データ生成手段を前記火災体験室内に設け、前記湿度制御手段による前記湿度の調整動作の制御は、前記位置データ生成手段で生成された位置データを反映して行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記燃焼データは、該燃焼データおよび開口条件を含むデータから科学的根拠に基づいて生成される煙層の挙動を示す煙層のデータを有し、前記映像制御手段による前記映像データの生成は、前記煙層のデータを反映して行なわれることを特徴とする請求項１記載の火災体験装置。
- 前記音声発生手段により発生される音声は、人の声、燃焼音、騒音、機械音の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３記載の火災体験装置。
- 仮想的な火災が発生する建築物の形状および該建築物の内部または外部に存在する物体の形状を表す３次元データと、時間経過に応じて前記建築物および物体で進行する火災の状況を示す火災シナリオデータと、時間経過に応じて前記建築物および物体が燃焼する際の燃焼温度を示す燃焼データとに基づいて映像を生成し、
前記映像を火災体験室の内部に表示させるようにした、
ことを特徴とする火災体験方法。 - 前記映像は炎および煙のいずれか一方または双方の映像を含むことを特徴とする請求項１９記載の火災体験方法。
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