多功能應(yīng)急救災(zāi)帳篷設(shè)計

劉 帥 陳 艷 滕翊翔 杜家璇

（湖北大學(xué)知行學(xué)院機械與自動化學(xué)院，湖北 武漢 430011）

0 前言

在應(yīng)急救援中，救災(zāi)帳篷是各國應(yīng)急管理部門的重要戰(zhàn)略物資，常年儲備和更換，具有十分重要的意義。當(dāng)前傳統(tǒng)救災(zāi)設(shè)施設(shè)備功能相對單一，發(fā)展更新較慢，如使用普遍的民政部救災(zāi)帳篷和紅十字會救災(zāi)帳篷，結(jié)構(gòu)功能單一，僅能作為救助居所，內(nèi)部設(shè)施極其簡陋，須外界配套基礎(chǔ)設(shè)施，才能滿足救災(zāi)日常基本需求，無法實現(xiàn)緊急救助需求。

隨著時代的發(fā)展，越來越多的設(shè)計師將人本理念賦予在救災(zāi)產(chǎn)品設(shè)計中，更多考慮人、產(chǎn)品、環(huán)境之間的適應(yīng)性應(yīng)用，盡可能提高實用價值并具有人文關(guān)懷[1-2]。在應(yīng)急救援現(xiàn)場，設(shè)計一種可快速安裝和拆卸且能夠改善臨時安置生活環(huán)境質(zhì)量的應(yīng)急救災(zāi)帳篷，必然能提高帳篷在救災(zāi)過程中的使用效率，滿足救助安置者需求，讓其更加具備實用性和可行性。

1 設(shè)計需求分析

借助知網(wǎng)平臺、中國地質(zhì)災(zāi)害信息網(wǎng)、國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)等平臺和渠道，經(jīng)過充分的調(diào)研，筆者收集了部分常用的救災(zāi)帳篷類型，主要有救災(zāi)帳篷、活動板房、集裝箱房3類。這三者之間的對比，如下表1所示[3]。

表1 救災(zāi)帳篷及活動板房性能對比表

在實際的救援活動中，應(yīng)急救援裝備功能、性能的發(fā)揮和周圍環(huán)境之間存在較大的關(guān)系，同樣用途的裝備會因為工作環(huán)境的不同而表現(xiàn)出功能上的較大差異。整體來看，救災(zāi)帳篷作為應(yīng)急救援的重要裝備，被廣泛用于救災(zāi)指揮、臨時倉儲、救助人員臨時住宿、及災(zāi)后應(yīng)急醫(yī)療救治等場合，但是從現(xiàn)有使用普遍的民政部救災(zāi)帳篷和紅十字會救災(zāi)帳篷來看，其結(jié)構(gòu)功能單一，僅能作為救助居所，內(nèi)部設(shè)施相當(dāng)簡陋，須外界配套基礎(chǔ)設(shè)施，才能滿足救災(zāi)日常基本需求，無法實現(xiàn)緊急救助。

基于此，該文擬設(shè)計完成一款以民政救災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)帳篷為藍本，在符合民政行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，為帳篷結(jié)構(gòu)添加符合災(zāi)情需要的多項實用性功能，以解決災(zāi)后救助日常生活中的實際需求，給災(zāi)后救援工作提供便利，提升保障人民群眾生命安全的服務(wù)水平。

2 功能需求分析

經(jīng)團隊成員廣泛調(diào)研分析，筆者發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生期間，救災(zāi)現(xiàn)場氣象復(fù)雜，多半隨著有暴雨或酷熱等惡劣天氣，救災(zāi)期間受救助者對水和電的需求較大[1]，如圖1所示，救災(zāi)帳篷設(shè)計時應(yīng)該具備雨水收集、凈化功能以及發(fā)電功能，可有效緩解應(yīng)急用水、應(yīng)急用電的需求。

圖1 全國救災(zāi)物資緊缺數(shù)量對比

同時，筆者發(fā)現(xiàn)救災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境往往比較惡劣，衛(wèi)生防疫條件差，易出現(xiàn)災(zāi)后大面積傳染病，為改善救災(zāi)現(xiàn)場衛(wèi)生條件，有必要在救災(zāi)帳篷中配置防蚊蟲及消殺功能，尤由于救助傷員所處的簡陋環(huán)境，因此，該功能可以用于緊急救助以及日常防疫消殺，確保災(zāi)難后有效預(yù)防傳染病的傳播，盡可能避免災(zāi)后二次災(zāi)害的發(fā)生或減輕二次災(zāi)害的受損程度。

為此，該文擬設(shè)計雨水收集及凈化裝置，通過帳篷頂部溝槽收集下流的初期雨水，通過設(shè)置多重物理過濾和凈化方法，去除雨水中的雜質(zhì)，有效攔截細菌微生物，保留對人體有益的礦物質(zhì)，提高截污過濾效果，解決應(yīng)急用水問題。

該文擬在帳篷斜坡頂部安裝多晶硅太陽能板，通過制造電勢差，利用光能使電子定向流動，產(chǎn)生電能，通過儲能裝置（如碳酸鐵鋰電池）進行收集，在帳篷內(nèi)部設(shè)置LED照明燈和開關(guān)插孔座，可供救災(zāi)應(yīng)急用電所需。

考慮帳篷內(nèi)外的因素，在帳篷本體上設(shè)計驅(qū)蚊防蟲藥品播撒區(qū)域裝置，帳篷布內(nèi)嵌應(yīng)急酒精消殺包，可重復(fù)使用，增強實用性，包括內(nèi)嵌式急救包，減輕一線救災(zāi)人員任務(wù)，可以實現(xiàn)災(zāi)民自救功能。

在以往救災(zāi)案例中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)帳篷內(nèi)部雜亂無章，影響救災(zāi)時效，團隊成員借鑒企業(yè)生產(chǎn)車間推行的6S管理模式，即從整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全角度，對帳篷內(nèi)部使用區(qū)域進行合理規(guī)劃，可劃定休息區(qū)域、生活用品擺放區(qū)域、救急物資區(qū)域、信息展示區(qū)域等，保障救助者的生活和救災(zāi)的安全高效，以保證對帳篷空間的最優(yōu)化使用。同時在帳篷內(nèi)部空余地方可設(shè)置一些掛鉤，方便懸掛一些應(yīng)急救援物品，如應(yīng)急燈、應(yīng)急繩索、手錘等，方便實施自救，極大程度提高救災(zāi)效率和質(zhì)量。

3 應(yīng)急救災(zāi)帳篷結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 救災(zāi)帳篷骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計

參照民政部救災(zāi)專用36㎡單帳篷設(shè)計，按民政部頒布的MZ/T011.3-2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，救災(zāi)帳篷設(shè)計為長方形雙坡面直墻建筑樣式，如圖2所示，由以防水阻燃涂層布縫制而成的篷體和與焊接鋼管制作的框架及相應(yīng)連接附件組裝而成，可供單帳篷多人居住使用或作為臨時倉儲。帳篷骨架結(jié)構(gòu)由篷體、框架及附屬配件等構(gòu)成。救災(zāi)帳篷框架由通用桿、柱桿、端面地桿、陽篷桿和連接用端架三通、柱底四通、中架四通和鋼絲拉繩等結(jié)構(gòu)件組成。

圖2 救災(zāi)帳篷樣式

3.2 雨水收集凈化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

雨水通過帳篷坡面部設(shè)置凸凹溝槽進行引流收集，通過導(dǎo)管流經(jīng)過濾裝置進行凈化，輸送至容納裝置，達到一個可以飲用的標(biāo)準(zhǔn)，從而來解決用水急的問題。該設(shè)計參數(shù)擬定為一次性可收集40L水，滿足單帳篷8人2天的緊急用水量。

過濾凈化器采用可清洗式的陶瓷濾芯，由不銹鋼過濾網(wǎng)+陶瓷濾芯+內(nèi)部活性炭組成，構(gòu)成進水-多孔陶瓷管-顆粒活性炭-凈水的過濾模式，實現(xiàn)多重過濾，可以有效攔截大顆粒雜質(zhì)，通過濾芯和活性炭層層濾凈污染物，過濾精度可達5μm，有效減少水質(zhì)的物理污染，增強水質(zhì)純凈口感。雨水容納裝置采用可懸掛折疊式塑料儲水袋，如圖3所示，連接外置水龍頭，實現(xiàn)供水。過濾凈化器和儲水袋可以設(shè)置多個，以滿足設(shè)計參數(shù)要求。

圖3 塑料儲水袋

3.3 太陽能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

太陽能發(fā)電裝置由太陽能板、LED燈、鋰電池、連接器、銅線、遙控器（配電池）等配件組成，將光能轉(zhuǎn)化為電能，供帳篷內(nèi)日常照明及日常用電使用。采用的太陽能板參數(shù)如下：功率100W，充電時長4h～8h，燈體尺寸130mm×110mm，滿電亮燈時長8h～12h，照射面積約30m2，電池容量6000mAh，太陽能板尺寸為125mm×135mm，內(nèi)含LED燈及儲電裝置，可在蓬頂坡面布置，如圖4和圖5所示。同期，可設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換器，布置開關(guān)插孔座（含USB接口），用作外置緊急電源使用，可解決手機充電等需求。

圖4 雨水收集實物演示圖

3.4 蚊蟲消殺裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

該設(shè)計主要用于救災(zāi)現(xiàn)場帳篷周邊驅(qū)蛇防蚊蟲以及消毒消殺，滿足救災(zāi)受傷緊急救助需求和衛(wèi)生防疫需求，有效提升以保障人民群眾生命安全為中心的救災(zāi)服務(wù)水平。該部分由帳篷篷體紗窗設(shè)計、帳篷骨架底部溝溜槽設(shè)計、蓬體驅(qū)蟲藥包存放設(shè)計和應(yīng)急酒精消殺包設(shè)計組成，如圖5相應(yīng)圓圈處所示。

圖5 實物樣機模型局部展示圖

整個設(shè)計采用紗窗防蚊，底部溝溜槽加入驅(qū)蟲丸/粉，蓬布體內(nèi)嵌袋裝應(yīng)急酒精消殺包，可實現(xiàn)驅(qū)蚊防蟲及應(yīng)急救援消毒。常見防蟲驅(qū)蚊藥品主要有菊酯殺蟲類、沙蠶毒素類、硫磺粉等。酒精消殺包可通過不斷注入液體酒精的方式，實現(xiàn)重復(fù)使用。

3.5 帳篷內(nèi)部區(qū)域布局優(yōu)化設(shè)計

借鑒企業(yè)生產(chǎn)車間推行的6S管理模式，對帳篷內(nèi)部使用區(qū)域進行合理規(guī)劃，保障救助者的生活和救災(zāi)的安全高效，保障帳篷空間的使用最優(yōu)化。擬定根據(jù)帳篷實際面積，劃定休息區(qū)域、生活用品擺放區(qū)域、救急物資區(qū)域、信息展示區(qū)域等，可參考圖6規(guī)劃。

圖6 實體區(qū)域展示圖

4 結(jié)論

該團隊設(shè)計完成的基于網(wǎng)格化管理的多功能新型應(yīng)急救災(zāi)帳篷，是以民政救災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)帳篷為藍本，在符合民政行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，考慮救災(zāi)環(huán)境復(fù)雜多變以及救災(zāi)實際需求，對帳篷結(jié)構(gòu)添加符合災(zāi)情需要的實用性功能，以解決災(zāi)后救助日常生活實際需求。該帳篷設(shè)計實現(xiàn)了以下主要技術(shù)目標(biāo)：1）新增雨水收集、凈化裝置，滿足單帳篷內(nèi)救助者緊急飲用水需求；2）新增太陽能光伏發(fā)電功能，以解決在外界斷電情形下，單帳篷內(nèi)的應(yīng)急用電需求；3）新增救災(zāi)現(xiàn)場帳篷周邊防蚊蟲以及消毒消殺功能，滿足救災(zāi)受傷緊急救助需求和衛(wèi)生防疫需求；4）基于6S管理思路，對帳篷內(nèi)部區(qū)域進行合理優(yōu)化布局，實現(xiàn)救災(zāi)現(xiàn)場優(yōu)化管理，方便民生生活。

相對現(xiàn)有常用救災(zāi)帳篷而言，該產(chǎn)品設(shè)計從人本理念出發(fā)，新增部分實用功能，并做了充分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使本作品設(shè)計的帳篷可以用在救災(zāi)現(xiàn)場前期階段去解決部分困難生活問題，如借助雨水的收集與凈化滿足基本的生活用水，借助光伏發(fā)電或應(yīng)急燈裝置解決基本用電照明，利用自帶的防疫消殺設(shè)施實現(xiàn)蚊蟲病毒的消殺等，滿足救災(zāi)群眾的自救需求。該產(chǎn)品可以極大程度地減少救災(zāi)人員的工作量，提升救災(zāi)效率和質(zhì)量，保證受災(zāi)群眾的切身利益，實現(xiàn)以人為本的目標(biāo)。

總體來說，該產(chǎn)品設(shè)計解決了救災(zāi)現(xiàn)場受災(zāi)群眾的部分基礎(chǔ)生活問題，具有較好的實用性，在救災(zāi)領(lǐng)域有很好的運用市場，具有極高的市場推廣價值，同時為救災(zāi)產(chǎn)品的設(shè)計提供新的指導(dǎo)方向。