本文的目的是借助WebGL给学生创建一个三维虚拟的实验环境，学生可以在网页上为建筑进行防火设计，设计完成后模拟火灾发生情况，以查看防火设计是否合理。

随着现代科学技术的进步和我国经济社会的发展，特别是城市化的不断扩展，建筑行业也呈现出突飞猛进的发展态势，多层和高层建筑不断涌现，但同时建筑工程中火灾的事件也频频出现，给人民的安居乐业和生命财产安全造成了极大的威胁。在建筑工程设计之初，就必须对这一问题高度重视，在设计方案中必须做好防火的措施，以减少施工过程中和竣工后的使用和养护中因火灾而造成重大危害。

为了使学习建筑防火的学生能够更加直观地看到高层建筑火灾带来的严重影响，同时能够真实体验自己的防火设计，在教授《建筑防火》这门课程的知识时，应与实践操作相结合。有实验教学条件的学校，可以利用现有试验设备和仪器进行火灾全尺寸标准试验的火灾模拟实验教学，从而弥补课堂教学中无法实现的、直观的火灾场景及火灾烟气蔓延过程分析、标准时间--温度曲线的全尺寸测试等环节。但是，由于标准测试方法需要花费大量的时间和经费用于模型的建立和测试样品的制作，而且火灾实验对测试样品和模型具有很大的破坏性，既不环保也不节能，且存在一定的局限性，因此就需要借助虚拟仿真技术的模拟，以3D动画的形式展示建筑室内火灾的发展和烟气蔓延过程。

与国外的情况相比，这种基于WebGL的建筑防火虚拟实验教学平台的设计与实现方案在国内还是比较新颖的尝试。该方案避免了以往 Web3D 应用中插件/专有客户端软件安装所带来的安全及用户体验差的问题，可直接通过浏览器访问，具有较强沉浸体验的实验场景，进行相关实验操作的体验和学习。

通过借助WebGL的three.js框架，本次课题为学生搭建了一个可直观感受火灾蔓延情况，交互操作设计防火分区及相关设施，判断防火分区设计是否符合规范的虚拟仿真实验教学平台。使得学生对建筑防火的学习更加透彻深入，将信息技术很好的应用在教育和建筑防火中。

2. 研究的基本内容与方案

1、研究内容和目标

研究的基本内容。本设计将学习使用WebGL的第三方图形库three.js来获得高层建筑的3D模型，同时需要学习具有轻量化、可读性强等特性的JSON (JavaScript Object Notation)，以便模拟火灾蔓延情况，烟雾扩散效果，人员撤离情况、伤亡情况等。为了实现与用户的交互，让学生能够自行设计防火分区或其他防火措施，需要学习使用web页面中内置的DOM Events的基本功能。

研究目标。计划完成与用户的交互操作设计，火灾蔓延的3D动画演示，各防火分区内人员的撤离情况显示。测试虚拟仿真平台设计效果，完成资料整理和论文编写。

2、拟采用的技术方案

1）WebGL的第三方图形库three.js