吴琼

摘要：经济的发展，时代的进步，商场、车站等大型公共场所与日俱增，各种安全隐患问题也随之而来。大型公共场所的人员众多，其中最突出的问题莫过于突发状况下人员的安全疏散问题。疏散效率低下、人员盲目寻求出口而引发的安全问题不容小觑。将BIM技术应用于安全疏散当中，成为安全疏散领域一个新的发展前景。BIM技术不仅能够为疏散模拟提供最全面，最精准的建筑信息和相关数据，并且能提供最真实的疏散模拟环境。将BIM技术与Pathfinder疏散模拟软件相结合，能更好的展现出公共场所疏散模拟的效果，为大型公共场所疏散模拟研究及方案的提出带来极大的帮助。

Abstract： With the development of the economy and the progress of the times， large-scale public places such as shopping malls and stations are increasing day by day， and various hidden safety problems have also arisen. There are many people in large public places， and the most prominent problem is the safe evacuation of people in emergency situations. Safety issues caused by inefficient evacuation and blindly seeking exit by personnel cannot be underestimated. The application of BIM technology in security evacuation has become a new development prospect in the field of security evacuation. BIM technology can not only provide the most comprehensive and accurate building information and related data for evacuation simulation， but also provide the most realistic evacuation simulation environment. Combining BIM technology with Pathfinder evacuation simulation software can better show the effect of evacuation simulation in public places， and bring great help to the evacuation simulation research and proposal of large public places.

关键词：BIM技术;安全疏散;Pathfinder

Key words： BIM technology;safe evacuation;Pathfinder

中图分类号：TU17;X913                               文獻标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）06-0212-02

0  引言

大型公共场所的人员安全疏散的研究一直都是建筑行业及公共消防安全比较关注的研究课题。当火灾等紧急状况突发时，往往会由于室内人员众多、缺乏经验的从众心理以及和疏散方式不当从而延迟疏散时间，进而导致拥挤、踩踏等危及生命的状况发生。鉴于此状况，在建筑物设计阶段就应采取措施来进行避免，结合相关的疏散模拟软件对其进行模拟，观察室内人员是否能在规定的安全疏散时间内全部安全撤离，由此来判断建筑物是否满足设计要求，杜绝了后期建成后疏散问题的情况发生。BIM技术以其清晰、便捷以及随时可更新各部分构件属性的三维BIM特点应用于此，为建筑物的疏散模拟提供真实的模拟场景，结合Pathfinder模拟软件，为安全疏散创造最切合实际的模拟状况，进而对建筑设计不合理之处进行调整以及可行性安全疏散方案有效的制定。

1  大型公共建筑安全疏散研究现状

针对大型公共建筑的安全疏散问题，国内外学者主要从两方面对其进行了研究探讨：一是围绕人员的疏散行为特点来进行的探讨，二是就疏散过程模拟进行的探讨。

①人员的疏散行为特点。计算机时代的到来为人类着实带来极大的便利，在紧急状况的疏散模拟问题上应用也较为突出。但值得注意的是目前的安全疏散模型很大一部分是由国外的研究专家设计研发的，种族人群的差异、不同地域建筑风格的不同和文化的传承差异等，致使不同地区的人员在疏散过程中的行为相差甚远，因此，我国应当研发出适合本国的疏散行为的方案，具体方式可通过派发调查问卷和进行多次实验等方式来归纳出符合我国人员疏散行为的特点。

②疏散过程模拟。国外针对人员疏散行为的探讨长达四十余年，但针对疏散过程的的仿真模拟却仅仅研究二十余年。公共场所的安全疏散虽是发展不就的领域，但研究的学者并不短缺，目前也吸引着源源不断的新鲜血液加入疏散模拟的研究当中。从建筑项目的设计初期到投入使用，相关的专家学者对疏散过程的模拟从未停歇。专门针对建筑的疏散模拟软件也应运而生，如Pathfinder软件等。相关的论文及其他形式的成果不计其数，国际上也越来越重视，并为此举办了诸多学术探讨会议。由于我国对此研究较晚，与国外还存在一定的差距，但我国并未对此放弃，而是努力追赶并引领疏散领域发展。

2  将BIM技术应用于安全疏散

2.1 BIM技术理论概念及作用原理

BIM技术与其他建筑相关技术最为不同的是其以3D为核心的工程数据库技术，运用CAD所提供的建筑数据构建三维仿真模型，包含的内容也较为丰富：楼层平面图、三维视图、面积平面、各类建筑物的明细表等，均全面展现给使用者。在建筑物二维设计阶段，随着信息的增加，各种数据信息也随之自动更新，省时省力。不同领域的设计人员能够通过BIM技术提供的全面信息搜集对其有用的信息，从项目初期设计到投入使用节省人力物力资源。

CAD技术是BIM技术的设计前提，通过CAD技术提供的建筑信息，从而构建信息完整全面、利于使用者观察的BIM模型。利用BIM技术进行设计的内容由单纯的点、线、面变为建筑物中真实的物体构建。BIM技术最为智能的一点就是仅需在软件上修改一次，便能实现与之相关的信息全部修改完毕，无需手动对每一项再去进行修改。通过数字化的BIM应用技术进行信息的编码，由此来描述建筑的构建信息，建立一个全面、层次分明的信息系统。每一个建筑构建都需要一整套参数构成其属性信息，譬如：一个墙对象就包含此建筑物具有墙所有属性的对象，包含该建筑物墙的相关尺寸信息、墙体使用的材料信息、表面处理工作、墙体规格、保温隔热性能以及费用等。

2.2 BIM技术在安全疏散的应用

BIM技术应用于项目的整个周期，从初期的设计阶段、施工阶段、竣工阶段，一直到建筑物投入使用。从目前状况来看，研究最频繁的时期就是建筑物的设计及施工阶段，后期投入使用后的研究相对较少。安全疏散管理在使用阶段研究最多，也至关重要，特别是大型公共场所的安全疏散管理问题。

大型公共场所的安全疏散模拟离不开BIM技术的使用，而第一个应用的模型就是竣工模型，这个模型能够依据现实状况来更新。第一点毋庸置疑，就是建筑安全疏散的重要性，人员进行一切活动的前提保障就是生命安全。第二点就是BIM技术的全面性，BIM模型能包含建筑物所有的相关信息，将其应用于安全疏散模拟的研究是明智的抉择，能帮人们解决诸多疏散过程中出现的问题，如：疏散环境失真，疏散模拟结果不够精准等。相对于使用二维图纸和文字叙述的传统疏散形式来说，BIM技术所提供的模拟环境更为真实全面，建筑物的内部构造，消防栓所在位置，安全疏散通道等均体现其中，这是传统的疏散模拟方式所无法匹及的。

2.3 安全疏散中应用BIM技术的必要性

①BIM技术能够精准、完整的展现建筑物的所有信息。这项技术最核心的部分就是信息的管理，从信息的采集、建立、管理、使用到最终的共享。BIM技术能为使用者提供完备的建筑信息，一方面，在疏散模拟需要一系列该建筑物的信息，如果从各个地方搜罗最后拼凑在一起，既浪费人力物力，又降低模拟效率，BIM技术则能很好地解决这一难题，在BIM当中就能找到其所有信息，对于使用者来说无疑是一个好帮手。另一方面，BIM技术创建的物理环境更加贴近真实的环境，疏散模拟的结果也会更加真实可信。与此同时，BIM技术还能够显示此建筑物的使用状况、设备性能、使用时间和居住者的数量等等，对于疏散模拟涞水都是关键因素。

②BIM技术能够展现建筑物的所有信息，可视化是它与众不同的优点之一，加之其能进行动态模拟，便于使用者清晰便捷地掌握疏散的状况。

③BIM技术所构建的建筑模型也是一个实时动态的模型。它能够结合先进额信息捕捉装备实时地获取周围信息，其中不仅可以捕捉建筑物内的静态信息，如室内设备等等，还可以对行走的人群、室外设备、温度等动态信息进行追踪。在发生紧急状况时，通过BIM技术以及周围状况实时更新信息，便能何时何地的场景处人流量较大，对于安全出口的位置和数量安排与设置也是极有帮助的。

3  BIM与Pathfinder共同作用于安全疏散模拟

3.1 Pathfinder疏散模拟软件

Pathfinder是由美国Thunderhead Engineering公司开发的一款用于安全疏散模拟的软件。此疏散软件的人员运动模式分为SFPE模式和Steering模式。SFPE模式主要是基于人员流量致使室内人员自动趋于离其最近的安全出口，各个人员在疏散过程中互不干扰，与SFPE假设相一致。Steering模式则是通过路径规划、疏散指导与碰撞机制共同作用于人员疏散。倘若疏散过程中人与人间发生碰撞或超过规定距离，便能重生一条新的疏散路径，更加符合疏散实际。Pathfinder疏散模拟软件的工作流程主要包括三部分：建立建筑物模型、设置疏散人员参数、选择逃生路径。

3.2 BIM与Pathfinder应用于疏散模拟

在国内运用BIM模型，主要让其提供疏散环境模型，把模型输入到疏散模拟软件中，就可以模拟疏散过程。而国内应用的疏散模拟软件，多一半应用Pathfinder软件，其原因有二，一是因为Pathfinder的三维效果展示出的紧急情景能够接近实际，二是各个时间地点的人员分布情况展现的比较直观。

鉴于BIM与Pathfinder疏散模拟软件不兼容的状况，接口同样互不相通，因此需要建立二者互通的桥梁，也就是将BIM建模软件中的文件转为DWG模式，然后将其导入Pathfinder疏散软件当中。为达到更好的观看模拟效果，让使用者更清楚地对疏散过程了如指掌，需要对BIM模型进行适当的删减，如墙体此类对疏散无作用，又影响观看效果的构建進行删除。之后把删减后的BIM模型的DWG模式导入至Pathfinder软件当中，通过添加人员参数以及疏散路径和疏散方式等信息，得出人员疏散的运行轨迹，最终得到该状态下人员疏散所用的时间。根据疏散结果整理出相应的图表，以便后续的优化改进。对BIM模型进行删减优化后再导入至Pathfinder，既利于使用者的直观了解，也能提高疏散模拟的整体效率。

4  结论

BIM技术以其真实的模拟环境和可视化的模拟效果被广泛应用于大型公共场所的安全疏散模拟，提升了模拟效果的精准度的同时还方便用户的观察理解。将BIM模型转换为DWG模式导入至Pathfinder疏散软件中的模拟场景相比于在疏散软件中建立的模拟场景更加真实、准确。BIM与Pathfinder的完美结合不仅为安全疏散模拟研究拓宽了研究视野，也为安全疏散领域的创新和发展奠定了坚实的基石。

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