BIM技术在高校公共建筑安全疏散的应用研究

武文辉 于淑萍

【摘  要】BIM模型作为一种建筑信息可视化工具，由于其具备数字化、信息存储的特征，可以为火灾等紧急疏散情况提供真实的建筑物信息，与人员疏散软件结合使用疏散效果更佳。BIM建筑模型能体现建筑物的结构以及楼梯通道、各种机电管线、消防设施、门窗、房间等的位置及分布，还原建筑物的真实场景，为人员精准疏散方案的制定提供了可靠的依据。BIM技术与疏散软件结合具备完善的整体性、丰富的信息性、更强的直观性等优势。

【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.

【关键词】BIM技术;公共建筑;安全疏散

【Keywords】BIM technology; public buildings; safety evacuation

【中图分类号】TU17;TU998.1                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）02-0180-02

1 研究背景與意义

随着中国高校招生人数不断增加，高校俨然成为人群高度密集区。智研咨询发布的调查数据显示，2015-2019年中国高等教育在学总规模情况如图1所示。2019年全国共有普通高等院校2688所，比上年增加25所，增长0.94%。高校扩大学生规模的同时带来一系列安全问题，特别是在当前的高校公共建筑安全措施及建筑信息现代化设施建设落后于快速增长的学生数量情况下，产生了一系列安全问题，尤其是学生不当用电导致的校园火灾事故不断发生。

高校学生流量大且高度密集集中，特别是教学楼和学生宿舍，这也是火灾易发地。这些高校公共建筑内部密闭性强，且每个疏散口人流量大、灵活性强。

若发生火灾等需要紧急疏散的情况，学生在无有序疏导情况下慌乱逃窜，不仅拥挤降低逃生速度更容易造成踩踏等安全事件。其结果不仅带来经济损失，更有可能造成人员伤亡等更为惨痛的损失。大学生作为国家的栋梁和希望，承载着建设国家的使命，作为家庭的希望和骄傲，事故的发生带来的痛苦是家庭及家长无法承受的。校园火灾安全事故的发生对家庭及社会都将造成沉重的打击和惨重的损失。

目前，建筑物内部容量的计算规范考虑因素粗略，对于影响疏散速度的细部因素未加考虑，如被疏散人员年龄、性别、身体状况、心理素质、对环境的熟悉度等，这就意味着传统的疏散方法思维固化，应用灵活性差，在现阶段越来越复杂的建筑容量计算方法需要得以修正以保证结果精准。

因此，本文通过实际人员疏散模拟，建立安全疏散机制，提取BIM模型的精准建筑信息，实现BIM模型与火灾模拟软件及疏散软件综合应用，分析高校公共建筑的火灾蔓延规律及学生疏散情况，为高校公共建筑提供有效的消防安全措施保障。

2 BIM技术在安全疏散中的应用

2.1 BIM的概念及特点

BIM（Build Information Model），即“建筑信息模型”。其核心是通过建立虚拟的建筑三维模型，利用数字技术反映建筑物完备的真实信息。该信息不仅反映了建筑物的几何信息、专业属性和状态，而且包括时间、运动信息等非构建对象的状态信息。

BIM是在建筑行业兴起的应用于建筑项目生命周期的科学技术，其最大的特点是改变了平面制图复杂难懂的局限性，实现了多维度的BIM 3D、BIM 4D、BIM 5D的突破，在制图的精确度、制作成本降低等方面有了很大的改观，提高了建筑行业的价值。BIM技术的信息处理功能强大，不仅反映建筑物全过程、全方位的集成信息，而且不同软件之间可以进行信息调用，满足不同阶段、不同利益相关者的信息需求。

2.2 BIM技术在安全疏散中应用的可行性

目前应用的一些疏散软件，基本是建立所疏散建筑物的基本轮廓，既不体现建筑物的墙体、梁、柱、板等建筑基本结构的几何意义，也无建筑体的基本数据信息。未考虑墙、柱、板的厚度对人群疏散带来的较大影响，建筑信息缺失也导致疏散模拟环境失真。BIM技术与疏散安全模拟软件结合，BIM建模提供了建筑物结构、消防设施、楼梯通道、门窗及房间内的各种陈设摆放的位置信息，提供了现实疏散存在的各种障碍物，克服了疏散模拟软件中建模不真实的缺点。BIM技术的融入，增强了疏散模拟软件的系统整体性、信息丰富性、更加直观的优点。

BIM技术与疏散安全模拟软件结合，使得BIM数据信息共享从只停留在项目策划、设计、施工等项目运营前期延伸到建筑建成后的安全管理上，更具有现实意义。BIM数字信息化模型对保障建筑物内的财产安全、人员生命安全发挥了重大作用。

2.3 BIM技术在安全疏散中应用的优势

BIM技术建立的三维立体可视化的模型与人员疏散模拟软件结合，提供了真实详细的疏散建筑环境。BIM模型可随时调取建筑体结构的详细信息，并且模型能够按照需要旋转、缩放、分层及漫游，可以得到精确的疏散模拟方案。

3 基于BIM技术的疏散模拟试验与分析

3.1 BIM技术在疏散模拟试验中应用的方法

BIM模型包括BIM相关系列软件，本文采用Autodesk公司开发的Revit（建筑结构建模和结构设计软件）作为BIM建模疏散需要的三维建筑模型软件，其构建的建筑结构主体适用于BIM模型精度要求。将Revit建筑模型信息导入疏散软件Pathfinder和火灾模拟软件PyroSim时要解决三软件不相互兼容的问题，由于不能直接导入，则在Revit建模后转换Revit为DWG格式保存，再導入疏散软件，识别建筑物及内部的障碍物。用同样的方法解决疏散软件和火灾模拟软件不兼容问题，导入识别后再根据不同环境设置相应参数后进行仿真数字模拟。

3.2 基于BIM技术的疏散模拟分析

通过试验区域疏散模拟、一层对比试验疏散模拟和整栋楼的疏散模拟这三个疏散模型的建立，对模型模拟结果整理分析，通过疏散模拟试验得到以下结论，即建筑面积越大，疏散人数越多，第一个疏散成功的个体所需要的疏散时间逐渐减少，且在同一开放区域相同的建筑内，人数越多但疏散速率越快。

4 结论与展望

本文以BIM技术为改进的元素，通过BIM模型信息提取，分别将信息导入疏散软件Pathfinder及火灾模拟软件PyroSim中，成功地完成了疏散模拟和火灾模拟，对试验数据进行整理分析，不断优化改进疏散模拟试验，达到提高疏散模拟数值准确性的目的，提高疏散软件在高校火灾等应急疏散事件中应用的实用性、精准性。

通过国内外对BIM技术的应用研究，将BIM技术应用于疏散研究中心，既扩充了BIM技术应用的广度和深度，也弥补了疏散软件中数据不全面、不能精准定位障碍物等缺点，提取精确的仿真建筑模型数据应用于疏散研究且取得了较好的效果，所以研究基于BIM技术的疏散模型对现实建筑体的安全疏散有重大意义。

然而BIM技术在疏散方面的应用还不够成熟，当前的研究都是尽量模拟当时的环境进行的试验分析，缺少真实的火灾现场或其他紧急疏散现场的数据资料，在下一步研究中需要检验BIM技术与火灾疏散软件在真正火灾现场的应用效果。

【参考文献】

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