基于BIM技術(shù)的大型公共建筑應(yīng)急疏散管理研究★

汪再軍　李露凡

(上海建科工程咨詢有限公司,上海　200032)

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基于BIM技術(shù)的大型公共建筑應(yīng)急疏散管理研究★

汪再軍李露凡

(上海建科工程咨詢有限公司,上海200032)

從大型公共建筑空間應(yīng)急疏散技術(shù)、應(yīng)急疏散模擬軟件和BIM技術(shù)發(fā)展三個(gè)方面，分析了BIM技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急疏散中的可行性及必要性，并制定了應(yīng)急管理BIM模型建設(shè)范圍、深度及參數(shù)信息標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急疏散三維模擬奠定了基礎(chǔ)。

公共建筑，BIM，應(yīng)急疏散

隨著國內(nèi)大型建筑數(shù)量在不斷增加，建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)的人員安全疏散成為重要問題。同時(shí)，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用勢頭越來越強(qiáng)勁，在設(shè)計(jì)和施工方面無論是理論還是實(shí)踐都有了一定的發(fā)展，但至今BIM技術(shù)與安全疏散的結(jié)合研究少之又少。

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已無處不在，如醫(yī)療、商業(yè)、影院等行業(yè)隨處可以看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。近年來，隨著氣候變暖，多種自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，與此同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展，人為災(zāi)害也屢屢出現(xiàn)。因此，在災(zāi)害災(zāi)難發(fā)生時(shí)如何能做到有效救援，減少人員財(cái)產(chǎn)損失，通過各項(xiàng)研究及實(shí)踐證明，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用可大大降低災(zāi)害中的損失。因而，基于BIM技術(shù)的大型公共建筑應(yīng)急疏散模擬研究是工程建設(shè)人員必須面對且急需解決的課題。

1　公共建筑應(yīng)急疏散研究現(xiàn)狀

目前，基于多智能體的大規(guī)模應(yīng)急疏散控制系統(tǒng)、基于GIS的應(yīng)急疏散系統(tǒng)、各種應(yīng)急疏散仿真模擬以及一些基于定位的應(yīng)急疏散系統(tǒng)等方面的應(yīng)用與研究很多，牽涉到的技術(shù)也多種多樣，主要包括：多智能體技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、室內(nèi)外無縫定位技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。近年來，火災(zāi)應(yīng)急疏散模擬軟件研究最廣泛的為Pathfinder，不但具有一套完善且成熟的基于BIM模型的逃生分析流程，還可以通過對建筑的BIM模型進(jìn)行系統(tǒng)性分析，加載逃生路徑和設(shè)置疏散人數(shù)并研究參數(shù)設(shè)置，得到疏散時(shí)間、疏散軌跡、疏散口人數(shù)曲線圖和區(qū)域人數(shù)變化曲線圖，最終，形成基于BIM的應(yīng)急疏散具體實(shí)施方案。通過對模擬得到的數(shù)據(jù)及圖表進(jìn)行分析，有助于工程設(shè)計(jì)師優(yōu)化出口位置及疏散寬度，提升人員疏散的效率，降低人員財(cái)產(chǎn)損失。但是，此軟件的模擬看似是三維模擬，其實(shí)只是視覺上的三維，本質(zhì)還是二維模擬，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能會(huì)帶來不可估量的風(fēng)險(xiǎn)。

2　BIM技術(shù)在緊急疏散中應(yīng)用的必要性分析

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)，為后期運(yùn)營的有效管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著人們對大型公共場所的向往，同時(shí)對自身安全的要求越來越高，公共場所的緊急疏散問題逐漸突出，鑒于BIM技術(shù)的快速發(fā)展及其表現(xiàn)出的優(yōu)勢，應(yīng)用BIM技術(shù)解決緊急疏散問題是非常有必要的。

2.1BIM技術(shù)在安全緊急疏散中的特點(diǎn)

1)BIM技術(shù)可提供精確、全面的建筑信息。2)BIM技術(shù)可提供建筑物中每個(gè)構(gòu)件的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合BIM模型的可視化，通過BIM技術(shù)的動(dòng)態(tài)模擬，人們可清晰、快速的了解緊急疏散現(xiàn)場環(huán)境信息，有利于人們對疏散空間環(huán)境的了解，為疏散方案的制定打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3)BIM模型不但可以提供精確的建筑物本身構(gòu)件及建筑物內(nèi)靜止的設(shè)施設(shè)備的相關(guān)信息，采用一定的技術(shù)，還可追蹤與檢測流動(dòng)人群、流動(dòng)設(shè)施設(shè)備及溫度等動(dòng)態(tài)信息。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，BIM模型能夠?qū)崟r(shí)更新數(shù)據(jù)信息，根據(jù)更新的數(shù)據(jù)信息可統(tǒng)計(jì)各時(shí)間段各出口位置的人員流動(dòng)情況，有利于優(yōu)化緊急疏散方案。

2.2BIM技術(shù)在緊急疏散中的優(yōu)點(diǎn)

1)BIM模型具有真實(shí)性和精確性，模擬環(huán)境與實(shí)際環(huán)境很相似，基本保持一致，并且采用BIM技術(shù)可分析建筑物已使用年限對緊急疏散效果的影響。2)BIM技術(shù)可提高工作效率并優(yōu)化原有的工作流程。3)BIM技術(shù)可優(yōu)化運(yùn)營管理中繁瑣的組織架構(gòu)，便于處于不同等級人員的溝通交流與協(xié)作。

3　基于BIM的公共建筑應(yīng)急疏散技術(shù)研究

由上文可知，通過BIM技術(shù)可更好地實(shí)現(xiàn)公共建筑災(zāi)害人群應(yīng)急疏散，下面細(xì)述BIM技術(shù)在公共建筑應(yīng)急疏散中的應(yīng)用。

3.1公共建筑應(yīng)急疏散管理BIM模型建設(shè)范圍、深度及參數(shù)信息標(biāo)準(zhǔn)

本研究利用Revit軟件構(gòu)建某大型公共建筑模型，在整個(gè)建模過程中收集并標(biāo)識(shí)火災(zāi)模擬中所需要的相關(guān)信息，如：建筑材料、構(gòu)件等必須達(dá)到一定的防火性能。BIM模型經(jīng)過處理導(dǎo)入模擬軟件后，模型中的相關(guān)性能參數(shù)會(huì)自動(dòng)映射為火災(zāi)參數(shù)，這些參數(shù)是整個(gè)火災(zāi)模擬的基礎(chǔ)，起著至關(guān)重要的作用。

為了滿足疏散管理目標(biāo)要求，需要進(jìn)一步對一般BIM模型進(jìn)行完善及簡化，設(shè)置公共建筑應(yīng)急疏散管理BIM模型構(gòu)建范圍、深度及參數(shù)信息標(biāo)準(zhǔn)，以保證達(dá)到公共建筑應(yīng)急疏散模擬真實(shí)性的效果。

1)BIM模型建設(shè)范圍。其中，建筑專業(yè)建模范圍：墻體、構(gòu)造柱、門、窗、屋頂、樓梯及欄桿、臺(tái)階和坡道；結(jié)構(gòu)專業(yè)建模范圍：梁、板、柱、結(jié)構(gòu)墻和鋼結(jié)構(gòu)；MEP專業(yè)建模范圍：風(fēng)管(排風(fēng)管、進(jìn)風(fēng)管)、水管(排水管、給水管、消防管)、信息管、強(qiáng)弱電、報(bào)警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、末端設(shè)備和大型機(jī)電設(shè)備。

2)BIM模型建設(shè)深度。BIM模型的細(xì)致程度(Level of Details，簡稱LOD)，被定義為5個(gè)等級，每個(gè)等級對應(yīng)不同的建模深度，等級越高，建模越精細(xì)。為了滿足疏散模擬，將進(jìn)行災(zāi)害安全疏散BIM模型建設(shè)深度定位為等級LOD500。

3)BIM模型參數(shù)信息。為了保證模擬與現(xiàn)實(shí)的更貼切性，BIM模型中包含的每個(gè)構(gòu)件都要有對應(yīng)的屬性信息，如：尺寸、物理特性等。當(dāng)簡化的BIM模型導(dǎo)入模擬軟件后，每個(gè)構(gòu)件的屬性參數(shù)信息都會(huì)自動(dòng)映射為火災(zāi)參數(shù)，為建筑設(shè)計(jì)師制定疏散方案提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2基于BIM的公共建筑應(yīng)急疏散管理

結(jié)合BIM模型和應(yīng)急疏散模擬軟件功能兩者的優(yōu)勢，按照上述應(yīng)急疏散管理BIM模型建設(shè)范圍、深度及參數(shù)信息標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模型構(gòu)建，模型經(jīng)過一定技術(shù)的處理后導(dǎo)入模擬軟件進(jìn)行大型公共建筑應(yīng)急疏散模擬，這將會(huì)達(dá)到很好的效果。

4　結(jié)語

公共建筑物人群應(yīng)急疏散是建筑物后期運(yùn)營管理中不可忽視的內(nèi)容，本文結(jié)合BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及公共建筑物應(yīng)急疏散的研究現(xiàn)狀，制定了應(yīng)急管理BIM模型建設(shè)范圍、深度、參數(shù)信息標(biāo)準(zhǔn)。希望以后做進(jìn)一步的探究，解決疏散模擬軟件與BIM模型有效結(jié)合的難題，使應(yīng)急疏散模擬真正實(shí)現(xiàn)三維化，更接近現(xiàn)實(shí)，最終找到更準(zhǔn)確、更有效的大型公共建筑應(yīng)急疏散管理方案。

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The research of public space emergency evacuation management based on BIM★

Wang ZaijunLi Lufan

(Shanghai Construction Engineering Consulting Co., Ltd, Shanghai 200032, China)

Discussed from the three aspects of large public buildings space emergency evacuation, emergency evacuation simulation software and BIM technology development, and analyzed the feasibility and necessity of the application of the BIM technology in emergency, developped the range, depth, and emergency management BIM model construction parameter information standards, to laid the foundation for the realization of the three-dimensional simulation of emergency evacuation.

public buildings, BIM, emergency evacuation

1009-6825(2016)25-0220-02

2016-06-24★：上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科研計(jì)劃課題：房屋建筑工程信息模型運(yùn)營管理應(yīng)用技術(shù)研究和示范(項(xiàng)目編號(hào)：15DZ1203404)；面向低碳智慧園區(qū)的工程項(xiàng)目全生命周期管理關(guān)鍵技術(shù)研究(項(xiàng)目編號(hào)：15DZ1204603)

汪再軍(1980- )，男，工程師；李露凡(1990- )，女

TP319

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