基於BIM技術下高鐵客運站火災人群疏散仿真研究

《基於BIM技術下高鐵客運站火災人群疏散仿真研究》是依託天津大學，由李賀楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於BIM技術下高鐵客運站火災人群疏散仿真研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李賀楠
• 依託單位：天津大學

項目摘要

針對近年來軌道交通網路快速化發展進程中，高鐵客運站設計中對於火災疏散空間設計關注不足，研究理論和方法相對滯後的問題，本課題提出通過計算機仿真模擬的方法，進行高鐵客運站火災人群疏散仿真研究。課題從模型構建技術，軟體運行平台，模擬軟體套用和驗證等方面進行研究。基於離散性微觀仿真技術，構建高鐵客運站人群疏散模型。模型主要包括物理空間，人群行為和火場場景三個主要的子模型，並利用基於BIM(Building Information Model)下的Application programming Interface（API）技術開發人群疏散模擬引擎。採用先進的計算機互動圖形技術開發可視化演示系統，通過虛擬現實實驗來驗證軟體的有效性和精確性。利用人群疏散軟體對典型高鐵工程案例火災狀態下人群疏散狀態進行仿真模擬，計算疏散時間和疏散路徑，並對疏散空間設計進行評價與最佳化。

結題摘要

針對近年來軌道交通網路快速化發展進程中，高鐵客運站設計中對於火災疏散空間設計關注不足，研究理論和方法相對滯後的問題。本課題提出通過計算機仿真模擬的方法，從模型構建技術，軟體運行平台，模擬軟體套用和驗證等方面進行高鐵客運站火災人群疏散仿真研究。基於BIM(Building Information Model)下的Application programming Interface（API）技術，課題組開發BIM和CFAST數據互動的外掛程式。CFAST是一款基於建築二維空間模型的模擬火勢蔓延和煙氣擴散的軟體。CFAST平台在導入BIM建築模型數據時，在數據輸入和轉換之間存在障礙，用戶在構建建築模型時，需要基於CFAST平台手動輸入建模，耗費時間長，而且容易出錯。外掛程式開發將整合不同設計平台數據資源，火災和煙氣模擬的工作流程。研究還基於Smoke view開發數據可視化系統，Smoke view是由NIST（National Institute of Standards and Technology）開發的一款可視化外掛程式，可將CFAST煙氣模擬結果在BIM模型上直觀地表現出來。課題已經通過構建實驗性模型證明研究可行性，整個模擬過程僅僅需要短短的幾分鐘時間。通過煙氣模擬結果的可視化，建築師及時發現疏散空間設計中存在的問題並加以解決，幫助建築師最佳化建築消防安全設計，以及幫助學生學習建築設計中有關建築防火和疏散安全的相關知識。另外，居住建築和非居住建築在火災狀況上，具有很大差異性。針對非居住建築開發的模擬軟體，直接套用於居住建築的火災模擬，其模擬結果存在較大誤差。在課題研究中，我們分析居住建築引起火災的主要因素，提出空間最佳化策略。研究開發居住建築致命火災風險測評系統，系統可以幫助建築師發現居住建築消防安全設計中的潛在風險。