基于BIM技術(shù)的高校公共建筑消防安全疏散研究

摘要：BIM模型可將建筑以立體形象呈現(xiàn)出來，且BIM技術(shù)的應(yīng)用具數(shù)字化與信息存儲(chǔ)的特點(diǎn)，在高校公共建筑消防安全疏散方面的應(yīng)用具有重要意義。BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的應(yīng)用可與人員疏散軟件有機(jī)結(jié)合起來，優(yōu)化消防安全疏散工作效果，為人員疏散方案的制度打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?；诖?，本文主要研究了基于BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；高校公共建筑；消防安全

引言

2022年5月5日，（北京）中央民族大學(xué)一棟學(xué)生公寓的一間宿舍發(fā)生火災(zāi)，當(dāng)時(shí)正值上課時(shí)間，部分學(xué)生并未回到宿舍，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，立即引發(fā)樓道內(nèi)的報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警，校方隨即報(bào)警。數(shù)分鐘后，雙榆樹消防隊(duì)的6輛消防車趕到。消防員強(qiáng)行打開601宿舍房門，6層以上樓層均籠罩在濃煙中，上千名女生被及時(shí)疏散。由此可見，高校建筑具有人流量大且人員比較集中的特點(diǎn)，在高校公共建筑區(qū)域火災(zāi)事故發(fā)生的概率較高，且高校建筑內(nèi)部處于封閉狀態(tài)，消防安全疏散工作難以順利開展。同時(shí)，在疏散環(huán)節(jié)中，容易出現(xiàn)學(xué)生無秩序隨意逃竄的情況，從而出現(xiàn)踩踏安全事件，嚴(yán)重威脅其自身的生命財(cái)產(chǎn)安全。學(xué)生是家庭與民族的希望，火災(zāi)事故的發(fā)生對(duì)家庭與社會(huì)和諧極其不利，BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全中的應(yīng)用可有效提升安全疏散效率，從而實(shí)現(xiàn)幫助學(xué)生快速逃生的目的。

一、BIM技術(shù)概念及特點(diǎn)

（一）BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)指建筑信息模型技術(shù)，其涉及建筑學(xué)、工程學(xué)與土木工程方面的內(nèi)容，以三維圖形為主，是包含建筑學(xué)知識(shí)的電腦輔助設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)可有效實(shí)現(xiàn)建筑信息的匯總，將建筑設(shè)計(jì)、建筑施工、建筑運(yùn)行等與建筑有關(guān)的一切信息整合于三維模型數(shù)據(jù)信息庫(kù)中（如圖1）。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等環(huán)節(jié)的效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約社會(huì)資源、和建筑運(yùn)行成本的目的，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

（二）BIM技術(shù)的特點(diǎn)

1.協(xié)調(diào)化

協(xié)調(diào)化是建筑施工部門、建筑設(shè)計(jì)部門與建筑用戶關(guān)注的重點(diǎn)問題。通過協(xié)調(diào)建筑施工部門可有效解決施工環(huán)節(jié)中遇到的問題，并在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化與調(diào)整施工方案；通過協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)部門可有效減少設(shè)計(jì)人員之間的矛盾，完善施工設(shè)計(jì)方案，提升施工設(shè)計(jì)方案的可行性。BIM技術(shù)可以建造BIM建筑信息模型的方式解決建筑施工前所出現(xiàn)的各種專業(yè)性矛盾問題，并為建筑建設(shè)環(huán)節(jié)提供協(xié)調(diào)性數(shù)據(jù)。同時(shí)，BIM技術(shù)可協(xié)調(diào)建筑內(nèi)部布局，提升建筑內(nèi)部布局的合理性[1]。

2.模擬性

BIM技術(shù)在模擬建筑物模型的基礎(chǔ)上，可模擬非真實(shí)操作。在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)可以設(shè)計(jì)人員的需求為依據(jù)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，如模擬建筑節(jié)能、模擬緊急疏散、模擬日照等情況；在建筑招投標(biāo)與建筑施工環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)可模擬項(xiàng)目發(fā)展時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，施工部門可調(diào)整施工方案。同時(shí)，BIM技術(shù)可在模擬招投標(biāo)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上模擬工程造價(jià)環(huán)節(jié)，從而幫助建筑施工部門節(jié)約成本，且在后續(xù)建筑使用環(huán)節(jié)中，BIM技術(shù)可模擬火災(zāi)、地震等緊急情況的處理方式[2]。

二、BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的優(yōu)勢(shì)

（一）BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的應(yīng)用具有創(chuàng)新性特點(diǎn)

BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中應(yīng)用的創(chuàng)新性特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，實(shí)時(shí)模擬。利用BIM技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行消防疏散模擬。通過這種方式，可以發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，在方案設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行優(yōu)化，減少后期的改動(dòng)成本和時(shí)間。第二，優(yōu)化疏散路線。通過BIM技術(shù)，可以精準(zhǔn)確定疏散路線的最優(yōu)路徑，為實(shí)際疏散提供指導(dǎo)。同時(shí)，BIM模型還可以提供關(guān)于疏散路線的詳細(xì)信息，如距離、時(shí)間等，幫助逃生者更好了解情況[3]。第三，提高協(xié)同效率。BIM技術(shù)可以提供一個(gè)集成的工作平臺(tái)，讓消防部門、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位等在一個(gè)平臺(tái)上協(xié)同工作，提高信息傳遞效率和準(zhǔn)確度。第四，提高高校師生的安全意識(shí)。通過BIM技術(shù)的實(shí)時(shí)模擬和疏散路線優(yōu)化，可以促使高校師生更好理解消防疏散流程和重要性，進(jìn)而提高他們的安全意識(shí)。第五，進(jìn)行災(zāi)后評(píng)估?；馂?zāi)發(fā)生后，BIM模型可以提供關(guān)于火災(zāi)擴(kuò)散、疏散路線的有效性等方面的信息，幫助進(jìn)行災(zāi)后評(píng)估和總結(jié)。BIM技術(shù)在高校消防疏散中的應(yīng)用，不僅可以提高消防效率，還可以為日常消防演練提供支持，從而有效提高師生的消防應(yīng)對(duì)能力[4]。同時(shí)，對(duì)于高校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來說，BIM技術(shù)的應(yīng)用也有助于提高整體的建設(shè)和管理水平。

（二）優(yōu)化指示牌作用

傳統(tǒng)消防疏散中的指示牌通常是基于二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，缺乏對(duì)疏散路線的

精確描述和模擬，可能導(dǎo)致疏散效率不高。而通過應(yīng)用BIM技術(shù)在消防疏散中，指示牌的設(shè)計(jì)和制作得到了優(yōu)化。指示牌優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，BIM技術(shù)可以通過三維建模，對(duì)疏散指示牌的位置、大小、形狀等進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，確保指示牌的準(zhǔn)確性和易讀性。其次，BIM技術(shù)可以模擬真實(shí)的火災(zāi)場(chǎng)景，為人員提供更為精準(zhǔn)的疏散指引。例如，BIM模型可以計(jì)算出火災(zāi)發(fā)生時(shí)不同區(qū)域受到的影響，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)置相應(yīng)的疏散路線。再次，通過BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)集成，疏散指示牌可以獲得更多的信息支持。例如，指示牌上可以顯示當(dāng)前位置到安全出口的距離、預(yù)計(jì)疏散時(shí)間等信息，幫助逃生者更好了解情況[5]。最后，BIM技術(shù)還有助于對(duì)指示牌進(jìn)行優(yōu)化管理。例如，通過BIM模型可以追蹤指示牌的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)損壞或缺失的指示牌，并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)和更換，確保指示牌的完好性和有效性。

總之，BIM技術(shù)在高校消防疏散中的應(yīng)用，使指示牌的設(shè)計(jì)和制作更為精確、全面、動(dòng)態(tài)和智能化，從而提高了消防疏散效率和安全性。

三、BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的應(yīng)用

高校公共建筑消防安全疏散結(jié)合行為反應(yīng)與運(yùn)動(dòng)為一體，是學(xué)生生理狀態(tài)與心理狀態(tài)的集中反映。高校公共建筑消防安全疏散環(huán)節(jié)所需要的時(shí)間由學(xué)生身體狀態(tài)、心理素質(zhì)、消防事故發(fā)生時(shí)所處的位置決定，難以得到準(zhǔn)確計(jì)算。在正常情況下，消防安全疏散環(huán)節(jié)存在較多不確定性因素，疏散規(guī)律也難以被掌握。相關(guān)研究表明，在高校公共建筑消防安全疏散環(huán)節(jié)中，學(xué)生常采用最短路徑作為逃生通道，在此過程中學(xué)生還會(huì)出現(xiàn)折返、暫避、從眾等行為。

（一）BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散模擬中的應(yīng)用

BIM高校公共建筑模型涉及與BIM技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用軟件，例如Autodesk公司開發(fā)的Revit（建筑結(jié)構(gòu)建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件）可作為高校公共建筑消防安全疏散中應(yīng)用的三維建筑模型軟件（如圖2），且打造的高校公共建筑結(jié)構(gòu)與BIM模型的應(yīng)用要求相符合，將Revit高校建筑模型信息與疏散軟件Pathfinder與火災(zāi)模擬軟件PyroSim相融合，在此過程中，需要關(guān)注火災(zāi)模擬軟件與建筑模型信息、消防安全疏導(dǎo)軟件之間不能互相兼容的問題，還需要將Revit高校建筑模型信息轉(zhuǎn)化為DWG形式，再將其傳輸至疏散軟件中，幫助高校消防安全疏散方案設(shè)計(jì)人員明確高校公共建筑內(nèi)部構(gòu)造與疏散通道中存在的障礙物。同時(shí)，利用此種方法使疏散軟件與火災(zāi)模擬軟件結(jié)合起來，在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同疏散環(huán)境的具體情況，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，進(jìn)行消防安全疏散仿真數(shù)字模擬[6]。BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散模擬中的應(yīng)用受到建筑面積與疏散人員數(shù)量的影響，建筑面積越大，高校公共建筑消防安全疏散越快；疏散人員越多，高校公共建筑消防安全疏散越快。

（二）BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可深入分析高校公共建筑中的各類元素，并生成真實(shí)的渲染效果圖。同時(shí)，參數(shù)化的族編輯可為高校公共建筑消防安全疏散方案設(shè)計(jì)提供開放式平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，高校公共建筑消防安全疏散方案設(shè)計(jì)人員可結(jié)合建筑的實(shí)際情況，設(shè)置消防臺(tái)、消防管道與消防泵等設(shè)備的數(shù)量，保障高校公共建筑內(nèi)部干式系統(tǒng)與濕式系統(tǒng)正常運(yùn)行，且BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可建造鋼建筑模型、現(xiàn)澆混凝土建筑模型、磚建筑模型及木材建筑模型等多種材質(zhì)的建筑模型，便于安全疏散設(shè)計(jì)人員在火災(zāi)模擬軟件中區(qū)分防火材料，從而優(yōu)化建筑模型的使用效果，全面檢查消防安全疏散設(shè)計(jì)方案的可行性，保障高校公共建筑中消防分區(qū)規(guī)劃的合理性[7]。除此之外，在高校公共建筑消防安全疏散設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)人員可借助BIM技術(shù)模擬高校公共建筑疏散系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，仿真分析人員疏散、建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，進(jìn)一步提升高校公共建筑消防安全疏散系統(tǒng)的運(yùn)行效率，打造具有可視化特點(diǎn)的消防安全疏散演練環(huán)節(jié)，增強(qiáng)高校學(xué)生的逃生效率和水平。

（三）BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散管理中的應(yīng)用

首先，對(duì)消防疏散設(shè)備的管理。借助BIM技術(shù)，可從高校公共建筑建設(shè)項(xiàng)目成立初期對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，從而減少消防設(shè)備出現(xiàn)故障問題的概率，且可對(duì)各個(gè)消防設(shè)備型號(hào)、功能特征、安裝位置及技術(shù)指標(biāo)等信息進(jìn)行編碼分類，并在此基礎(chǔ)上，建立針對(duì)消防設(shè)備的信息方案，提高消防設(shè)備管理工作效率[8]。其次，對(duì)建筑信息的管理。BIM技術(shù)可將建筑設(shè)計(jì)幾何信息、建筑構(gòu)件屬性信息等進(jìn)行信息化存儲(chǔ)與管理，為后續(xù)高校公共建筑設(shè)計(jì)方案優(yōu)化與施工環(huán)節(jié)開展提供依據(jù)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)改進(jìn)高校公共建筑消防安全疏散設(shè)計(jì)方案的目的。最后，資料管理。高校公共建筑建造會(huì)設(shè)計(jì)大量的施工圖紙、招投標(biāo)問價(jià)、合同等資料，此類資料具有數(shù)據(jù)龐大的特點(diǎn)。因此，資料管理環(huán)節(jié)的效率直接影響消防安全疏散方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所消耗的時(shí)間成本，BIM技術(shù)的應(yīng)用可對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行分類、存儲(chǔ)與管理，從而方便疏散演練活動(dòng)與疏散方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的開展。

（四）BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散信息共享環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散信息共享環(huán)節(jié)中的應(yīng)用可以建造有效信息共享機(jī)制的方式，促使高校公共建筑消防安全疏散相關(guān)部門進(jìn)行高效的信息交流。高校公共建筑消防安全疏散方案規(guī)劃必須以建筑用戶、消防部門、高校建筑監(jiān)管部門的信息為基礎(chǔ)。在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，相關(guān)人員通過共同參與高校公共建筑消防安全疏散系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)信息共享的目的，進(jìn)一步提升疏散方案的科學(xué)性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的應(yīng)用可以建造高校公共建筑模型的方式，模擬消防安全疏散環(huán)節(jié)，為學(xué)生選擇最佳疏散路徑，從而有效提升人員疏散整體效率?；诖耍咝９芾砣藛T需要了解BIM技術(shù)概念與特點(diǎn)，重視BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散環(huán)節(jié)的應(yīng)用意義，研究BIM技術(shù)在高校公共建筑消防安全疏散中的具體應(yīng)用，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，減少火災(zāi)事故對(duì)學(xué)生的影響，保障人員疏散環(huán)節(jié)的有效性，維護(hù)學(xué)生的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)社會(huì)更加和諧穩(wěn)定。

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作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)鵬（1986- ），男，漢族，江西南昌人，在讀研究生，研究方向：工程管理。