武文輝 于淑萍

【摘? 要】BIM模型作為一種建筑信息可視化工具，由于其具備數(shù)字化、信息存儲的特征，可以為火災(zāi)等緊急疏散情況提供真實的建筑物信息，與人員疏散軟件結(jié)合使用疏散效果更佳。BIM建筑模型能體現(xiàn)建筑物的結(jié)構(gòu)以及樓梯通道、各種機(jī)電管線、消防設(shè)施、門窗、房間等的位置及分布，還原建筑物的真實場景，為人員精準(zhǔn)疏散方案的制定提供了可靠的依據(jù)。BIM技術(shù)與疏散軟件結(jié)合具備完善的整體性、豐富的信息性、更強(qiáng)的直觀性等優(yōu)勢。

【Abstract】As a building information visualization tool， BIM model has the characteristics of digitization and information storage， which can provide real building information for fire and other emergency evacuation situations. Combined with evacuation software， the evacuation effect is better. BIM building model can reflect the structure of the building and the location and distribution of stairs and passages， various electromechanical pipelines， fire-fighting facilities， doors and windows， rooms and so on， restore the real scene of the building， and provide a reliable basis for the formulation of accurate evacuation plan for personnel. The combination of BIM technology and evacuation software has the advantages of perfect integrity， rich information and more intuitive and so on.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);公共建筑;安全疏散

【Keywords】BIM technology; public buildings; safety evacuation

【中圖分類號】TU17;TU998.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0180-02

1 研究背景與意義

隨著中國高校招生人數(shù)不斷增加，高校儼然成為人群高度密集區(qū)。智研咨詢發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2015-2019年中國高等教育在學(xué)總規(guī)模情況如圖1所示。2019年全國共有普通高等院校2688所，比上年增加25所，增長0.94%。高校擴(kuò)大學(xué)生規(guī)模的同時帶來一系列安全問題，特別是在當(dāng)前的高校公共建筑安全措施及建筑信息現(xiàn)代化設(shè)施建設(shè)落后于快速增長的學(xué)生數(shù)量情況下，產(chǎn)生了一系列安全問題，尤其是學(xué)生不當(dāng)用電導(dǎo)致的校園火災(zāi)事故不斷發(fā)生。

高校學(xué)生流量大且高度密集集中，特別是教學(xué)樓和學(xué)生宿舍，這也是火災(zāi)易發(fā)地。這些高校公共建筑內(nèi)部密閉性強(qiáng)，且每個疏散口人流量大、靈活性強(qiáng)。

若發(fā)生火災(zāi)等需要緊急疏散的情況，學(xué)生在無有序疏導(dǎo)情況下慌亂逃竄，不僅擁擠降低逃生速度更容易造成踩踏等安全事件。其結(jié)果不僅帶來經(jīng)濟(jì)損失，更有可能造成人員傷亡等更為慘痛的損失。大學(xué)生作為國家的棟梁和希望，承載著建設(shè)國家的使命，作為家庭的希望和驕傲，事故的發(fā)生帶來的痛苦是家庭及家長無法承受的。校園火災(zāi)安全事故的發(fā)生對家庭及社會都將造成沉重的打擊和慘重的損失。

目前，建筑物內(nèi)部容量的計算規(guī)范考慮因素粗略，對于影響疏散速度的細(xì)部因素未加考慮，如被疏散人員年齡、性別、身體狀況、心理素質(zhì)、對環(huán)境的熟悉度等，這就意味著傳統(tǒng)的疏散方法思維固化，應(yīng)用靈活性差，在現(xiàn)階段越來越復(fù)雜的建筑容量計算方法需要得以修正以保證結(jié)果精準(zhǔn)。

因此，本文通過實際人員疏散模擬，建立安全疏散機(jī)制，提取BIM模型的精準(zhǔn)建筑信息，實現(xiàn)BIM模型與火災(zāi)模擬軟件及疏散軟件綜合應(yīng)用，分析高校公共建筑的火災(zāi)蔓延規(guī)律及學(xué)生疏散情況，為高校公共建筑提供有效的消防安全措施保障。

2 BIM技術(shù)在安全疏散中的應(yīng)用

2.1 BIM的概念及特點(diǎn)

BIM（Build Information Model），即“建筑信息模型”。其核心是通過建立虛擬的建筑三維模型，利用數(shù)字技術(shù)反映建筑物完備的真實信息。該信息不僅反映了建筑物的幾何信息、專業(yè)屬性和狀態(tài)，而且包括時間、運(yùn)動信息等非構(gòu)建對象的狀態(tài)信息。

BIM是在建筑行業(yè)興起的應(yīng)用于建筑項目生命周期的科學(xué)技術(shù)，其最大的特點(diǎn)是改變了平面制圖復(fù)雜難懂的局限性，實現(xiàn)了多維度的BIM 3D、BIM 4D、BIM 5D的突破，在制圖的精確度、制作成本降低等方面有了很大的改觀，提高了建筑行業(yè)的價值。BIM技術(shù)的信息處理功能強(qiáng)大，不僅反映建筑物全過程、全方位的集成信息，而且不同軟件之間可以進(jìn)行信息調(diào)用，滿足不同階段、不同利益相關(guān)者的信息需求。

2.2 BIM技術(shù)在安全疏散中應(yīng)用的可行性

目前應(yīng)用的一些疏散軟件，基本是建立所疏散建筑物的基本輪廓，既不體現(xiàn)建筑物的墻體、梁、柱、板等建筑基本結(jié)構(gòu)的幾何意義，也無建筑體的基本數(shù)據(jù)信息。未考慮墻、柱、板的厚度對人群疏散帶來的較大影響，建筑信息缺失也導(dǎo)致疏散模擬環(huán)境失真。BIM技術(shù)與疏散安全模擬軟件結(jié)合，BIM建模提供了建筑物結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、樓梯通道、門窗及房間內(nèi)的各種陳設(shè)擺放的位置信息，提供了現(xiàn)實疏散存在的各種障礙物，克服了疏散模擬軟件中建模不真實的缺點(diǎn)。BIM技術(shù)的融入，增強(qiáng)了疏散模擬軟件的系統(tǒng)整體性、信息豐富性、更加直觀的優(yōu)點(diǎn)。

BIM技術(shù)與疏散安全模擬軟件結(jié)合，使得BIM數(shù)據(jù)信息共享從只停留在項目策劃、設(shè)計、施工等項目運(yùn)營前期延伸到建筑建成后的安全管理上，更具有現(xiàn)實意義。BIM數(shù)字信息化模型對保障建筑物內(nèi)的財產(chǎn)安全、人員生命安全發(fā)揮了重大作用。

2.3 BIM技術(shù)在安全疏散中應(yīng)用的優(yōu)勢

BIM技術(shù)建立的三維立體可視化的模型與人員疏散模擬軟件結(jié)合，提供了真實詳細(xì)的疏散建筑環(huán)境。BIM模型可隨時調(diào)取建筑體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，并且模型能夠按照需要旋轉(zhuǎn)、縮放、分層及漫游，可以得到精確的疏散模擬方案。

3 基于BIM技術(shù)的疏散模擬試驗與分析

3.1 BIM技術(shù)在疏散模擬試驗中應(yīng)用的方法

BIM模型包括BIM相關(guān)系列軟件，本文采用Autodesk公司開發(fā)的Revit（建筑結(jié)構(gòu)建模和結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件）作為BIM建模疏散需要的三維建筑模型軟件，其構(gòu)建的建筑結(jié)構(gòu)主體適用于BIM模型精度要求。將Revit建筑模型信息導(dǎo)入疏散軟件Pathfinder和火災(zāi)模擬軟件PyroSim時要解決三軟件不相互兼容的問題，由于不能直接導(dǎo)入，則在Revit建模后轉(zhuǎn)換Revit為DWG格式保存，再導(dǎo)入疏散軟件，識別建筑物及內(nèi)部的障礙物。用同樣的方法解決疏散軟件和火災(zāi)模擬軟件不兼容問題，導(dǎo)入識別后再根據(jù)不同環(huán)境設(shè)置相應(yīng)參數(shù)后進(jìn)行仿真數(shù)字模擬。

3.2 基于BIM技術(shù)的疏散模擬分析

通過試驗區(qū)域疏散模擬、一層對比試驗疏散模擬和整棟樓的疏散模擬這三個疏散模型的建立，對模型模擬結(jié)果整理分析，通過疏散模擬試驗得到以下結(jié)論，即建筑面積越大，疏散人數(shù)越多，第一個疏散成功的個體所需要的疏散時間逐漸減少，且在同一開放區(qū)域相同的建筑內(nèi)，人數(shù)越多但疏散速率越快。

4 結(jié)論與展望

本文以BIM技術(shù)為改進(jìn)的元素，通過BIM模型信息提取，分別將信息導(dǎo)入疏散軟件Pathfinder及火災(zāi)模擬軟件PyroSim中，成功地完成了疏散模擬和火災(zāi)模擬，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，不斷優(yōu)化改進(jìn)疏散模擬試驗，達(dá)到提高疏散模擬數(shù)值準(zhǔn)確性的目的，提高疏散軟件在高?；馂?zāi)等應(yīng)急疏散事件中應(yīng)用的實用性、精準(zhǔn)性。

通過國內(nèi)外對BIM技術(shù)的應(yīng)用研究，將BIM技術(shù)應(yīng)用于疏散研究中心，既擴(kuò)充了BIM技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度，也彌補(bǔ)了疏散軟件中數(shù)據(jù)不全面、不能精準(zhǔn)定位障礙物等缺點(diǎn)，提取精確的仿真建筑模型數(shù)據(jù)應(yīng)用于疏散研究且取得了較好的效果，所以研究基于BIM技術(shù)的疏散模型對現(xiàn)實建筑體的安全疏散有重大意義。

然而BIM技術(shù)在疏散方面的應(yīng)用還不夠成熟，當(dāng)前的研究都是盡量模擬當(dāng)時的環(huán)境進(jìn)行的試驗分析，缺少真實的火災(zāi)現(xiàn)場或其他緊急疏散現(xiàn)場的數(shù)據(jù)資料，在下一步研究中需要檢驗BIM技術(shù)與火災(zāi)疏散軟件在真正火災(zāi)現(xiàn)場的應(yīng)用效果。

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