基于BIM技術的大型公共建筑應急疏散管理研究★

汪再軍　李露凡

(上海建科工程咨詢有限公司,上?！?00032)

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基于BIM技術的大型公共建筑應急疏散管理研究★

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急疏散技術、應急疏散模擬軟件和BIM技術發展三個方面，分析了BIM技術應用于應急疏散中的可行性及必要性，并制定了應急管理BIM模型建設范圍、深度及參數信息標準，為實現應急疏散三維模擬奠定了基礎。

公共建筑，BIM，應急疏散

隨著國內大型建筑數量在不斷增加，建筑發生火災時的人員安全疏散成為重要問題。同時，BIM技術在建筑行業中的應用勢頭越來越強勁，在設計和施工方面無論是理論還是實踐都有了一定的發展，但至今BIM技術與安全疏散的結合研究少之又少。

目前，虛擬現實技術已無處不在，如醫療、商業、影院等行業隨處可以看到虛擬現實技術的應用。近年來，隨著氣候變暖，多種自然災害頻繁發生，與此同時，隨著技術的發展，人為災害也屢屢出現。因此，在災害災難發生時如何能做到有效救援，減少人員財產損失，通過各項研究及實踐證明，虛擬現實技術的應用可大大降低災害中的損失。因而，基于BIM技術的大型公共建筑應急疏散模擬研究是工程建設人員必須面對且急需解決的課題。

1　公共建筑應急疏散研究現狀

目前，基于多智能體的大規模應急疏散控制系統、基于GIS的應急疏散系統、各種應急疏散仿真模擬以及一些基于定位的應急疏散系統等方面的應用與研究很多，牽涉到的技術也多種多樣，主要包括：多智能體技術、GIS地理信息系統技術、計算機仿真技術、室內外無縫定位技術和虛擬現實技術等。近年來，火災應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模型進行系統性分析，加載逃生路徑和設置疏散人數并研究參數設置，得到疏散時間、疏散軌跡、疏散口人數曲線圖和區域人數變化曲線圖，最終，形成基于BIM的應急疏散具體實施方案。通過對模擬得到的數據及圖表進行分析，有助于工程設計師優化出口位置及疏散寬度，提升人員疏散的效率，降低人員財產損失。但是，此軟件的模擬看似是三維模擬，其實只是視覺上的三維，本質還是二維模擬，在實際應用時可能會帶來不可估量的風險。

2　BIM技術在緊急疏散中應用的必要性分析

BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點，為后期運營的有效管理打下了堅實的基礎。隨著人們對大型公共場所的向往，同時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技術的快速發展及其表現出的優勢，應用BIM技術解決緊急疏散問題是非常有必要的。

2.1BIM技術在安全緊急疏散中的特點

1)BIM技術可提供精確、全面的建筑信息。2)BIM技術可提供建筑物中每個構件的相關數據信息，結合BIM模型的可視化，通過BIM技術的動態模擬，人們可清晰、快速的了解緊急疏散現場環境信息，有利于人們對疏散空間環境的了解，為疏散方案的制定打下堅實的基礎。3)BIM模型不但可以提供精確的建筑物本身構件及建筑物內靜止的設施設備的相關信息，采用一定的技術，還可追蹤與檢測流動人群、流動設施設備及溫度等動態信息。當出現突發事件時，BIM模型能夠實時更新數據信息，根據更新的數據信息可統計各時間段各出口位置的人員流動情況，有利于優化緊急疏散方案。

2.2BIM技術在緊急疏散中的優點

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

3　基于BIM的公共建筑應急疏散技術研究

由上文可知，通過BIM技術可更好地實現公共建筑災害人群應急疏散，下面細述BIM技術在公共建筑應急疏散中的應用。

3.1公共建筑應急疏散管理BIM模型建設范圍、深度及參數信息標準

本研究利用Revit軟件構建某大型公共建筑模型，在整個建模過程中收集并標識火災模擬中所需要的相關信息，如：建筑材料、構件等必須達到一定的防火性能。BIM模型經過處理導入模擬軟件后，模型中的相關性能參數會自動映射為火災參數，這些參數是整個火災模擬的基礎，起著至關重要的作用。

為了滿足疏散管理目標要求，需要進一步對一般BIM模型進行完善及簡化，設置公共建筑應急疏散管理BIM模型構建范圍、深度及參數信息標準，以保證達到公共建筑應急疏散模擬真實性的效果。

1)BIM模型建設范圍。其中，建筑專業建模范圍：墻體、構造柱、門、窗、屋頂、樓梯及欄桿、臺階和坡道；結構專業建模范圍：梁、板、柱、結構墻和鋼結構；MEP專業建模范圍：風管(排風管、進風管)、水管(排水管、給水管、消防管)、信息管、強弱電、報警系統、消防系統、末端設備和大型機電設備。

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

3)BIM模型參數信息。為了保證模擬與現實的更貼切性，BIM模型中包含的每個構件都要有對應的屬性信息，如：尺寸、物理特性等。當簡化的BIM模型導入模擬軟件后，每個構件的屬性參數信息都會自動映射為火災參數，為建筑設計師制定疏散方案提供數據基礎。

3.2基于BIM的公共建筑應急疏散管理

結合BIM模型和應急疏散模擬軟件功能兩者的優勢，按照上述應急疏散管理BIM模型建設范圍、深度及參數信息標準進行模型構建，模型經過一定技術的處理后導入模擬軟件進行大型公共建筑應急疏散模擬，這將會達到很好的效果。

4　結語

公共建筑物人群應急疏散是建筑物后期運營管理中不可忽視的內容，本文結合BIM技術的優點及公共建筑物應急疏散的研究現狀，制定了應急管理BIM模型建設范圍、深度、參數信息標準。希望以后做進一步的探究，解決疏散模擬軟件與BIM模型有效結合的難題，使應急疏散模擬真正實現三維化，更接近現實，最終找到更準確、更有效的大型公共建筑應急疏散管理方案。

[1]何招娟.基于BIM的大型公共場館安全疏散研究[D].武漢：華中科技大學，2012.

[2]李長林.虛擬現實技術在高層建筑防災應急救援中的應用[J].信息安全與技術，2010(11)：69-72.

[3]張月夢縈，李連盼，彭彥平，等.基于Pathfinder的某高層BIM模型人員疏散仿真研究[J].工業控制計算機，2014(12)：110-114.

[4]楊烜峰，閆文凱.基于BIM技術的模擬逃生疏散研究[A].第十五屆中國科協年會第27分會場：現代圖學推動數字設計與制造論壇論文集[C].2013.

[5]王婷，杜慕皓，唐永福，等.基于BIM的火災模擬與安全疏散分析[J].土木建筑工程信息技術，2014(6)：102-108.

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★：上海市科學技術委員會科研計劃課題：房屋建筑工程信息模型運營管理應用技術研究和示范(項目編號：15DZ1203404)；面向低碳智慧園區的工程項目全生命周期管理關鍵技術研究(項目編號：15DZ1204603)

汪再軍(1980- )，男，工程師；李露凡(1990- )，女

TP319

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