基于BIM技术的高校公共建筑消防安全疏散研究

摘要：BIM模型可将建筑以立体形象呈现出来，且BIM技术的应用具数字化与信息存储的特点，在高校公共建筑消防安全疏散方面的应用具有重要意义。BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的应用可与人员疏散软件有机结合起来，优化消防安全疏散工作效果，为人员疏散方案的制度打下坚实基础。基于此，本文主要研究了基于BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中应用，以供参考。

关键词：BIM技术；高校公共建筑；消防安全

引言

2022年5月5日，（北京）中央民族大学一栋学生公寓的一间宿舍发生火灾，当时正值上课时间，部分学生并未回到宿舍，火灾发生时，立即引发楼道内的报警装置自动报警，校方随即报警。数分钟后，双榆树消防队的6辆消防车赶到。消防员强行打开601宿舍房门，6层以上楼层均笼罩在浓烟中，上千名女生被及时疏散。由此可见，高校建筑具有人流量大且人员比较集中的特点，在高校公共建筑区域火灾事故发生的概率较高，且高校建筑内部处于封闭状态，消防安全疏散工作难以顺利开展。同时，在疏散环节中，容易出现学生无秩序随意逃窜的情况，从而出现踩踏安全事件，严重威胁其自身的生命财产安全。学生是家庭与民族的希望，火灾事故的发生对家庭与社会和谐极其不利，BIM技术在高校公共建筑消防安全中的应用可有效提升安全疏散效率，从而实现帮助学生快速逃生的目的。

一、BIM技术概念及特点

（一）BIM技术概念

BIM技术指建筑信息模型技术，其涉及建筑学、工程学与土木工程方面的内容，以三维图形为主，是包含建筑学知识的电脑辅助设计。BIM技术可有效实现建筑信息的汇总，将建筑设计、建筑施工、建筑运行等与建筑有关的一切信息整合于三维模型数据信息库中（如图1）。在此基础上，优化建筑设计、施工、运行等环节的效率，从而实现节约社会资源、和建筑运行成本的目的，促进社会可持续发展。

（二）BIM技术的特点

1.协调化

协调化是建筑施工部门、建筑设计部门与建筑用户关注的重点问题。通过协调建筑施工部门可有效解决施工环节中遇到的问题，并在此基础上，优化与调整施工方案；通过协调建筑设计部门可有效减少设计人员之间的矛盾，完善施工设计方案，提升施工设计方案的可行性。BIM技术可以建造BIM建筑信息模型的方式解决建筑施工前所出现的各种专业性矛盾问题，并为建筑建设环节提供协调性数据。同时，BIM技术可协调建筑内部布局，提升建筑内部布局的合理性[1]。

2.模拟性

BIM技术在模拟建筑物模型的基础上，可模拟非真实操作。在建筑设计环节中，BIM技术可以设计人员的需求为依据进行模拟试验，如模拟建筑节能、模拟紧急疏散、模拟日照等情况；在建筑招投标与建筑施工环节，BIM技术可模拟项目发展时间。在此基础上，施工部门可调整施工方案。同时，BIM技术可在模拟招投标环节的基础上模拟工程造价环节，从而帮助建筑施工部门节约成本，且在后续建筑使用环节中，BIM技术可模拟火灾、地震等紧急情况的处理方式[2]。

二、BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的优势

（一）BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的应用具有创新性特点

BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中应用的创新性特点主要体现在以下几个方面。第一，实时模拟。利用BIM技术，可以在设计阶段进行消防疏散模拟。通过这种方式，可以发现并解决潜在问题，在方案设计阶段就进行优化，减少后期的改动成本和时间。第二，优化疏散路线。通过BIM技术，可以精准确定疏散路线的最优路径，为实际疏散提供指导。同时，BIM模型还可以提供关于疏散路线的详细信息，如距离、时间等，帮助逃生者更好了解情况[3]。第三，提高协同效率。BIM技术可以提供一个集成的工作平台，让消防部门、设计团队、施工单位等在一个平台上协同工作，提高信息傳递效率和准确度。第四，提高高校师生的安全意识。通过BIM技术的实时模拟和疏散路线优化，可以促使高校师生更好理解消防疏散流程和重要性，进而提高他们的安全意识。第五，进行灾后评估。火灾发生后，BIM模型可以提供关于火灾扩散、疏散路线的有效性等方面的信息，帮助进行灾后评估和总结。BIM技术在高校消防疏散中的应用，不仅可以提高消防效率，还可以为日常消防演练提供支持，从而有效提高师生的消防应对能力[4]。同时，对于高校的基础设施建设来说，BIM技术的应用也有助于提高整体的建设和管理水平。

（二）优化指示牌作用

传统消防疏散中的指示牌通常是基于二维图纸设计，缺乏对疏散路线的

精确描述和模拟，可能导致疏散效率不高。而通过应用BIM技术在消防疏散中，指示牌的设计和制作得到了优化。指示牌优化主要体现在以下几个方面：首先，BIM技术可以通过三维建模，对疏散指示牌的位置、大小、形状等进行精确设计，确保指示牌的准确性和易读性。其次，BIM技术可以模拟真实的火灾场景，为人员提供更为精准的疏散指引。例如，BIM模型可以计算出火灾发生时不同区域受到的影响，并根据计算结果设置相应的疏散路线。再次，通过BIM技术的数据集成，疏散指示牌可以获得更多的信息支持。例如，指示牌上可以显示当前位置到安全出口的距离、预计疏散时间等信息，帮助逃生者更好了解情况[5]。最后，BIM技术还有助于对指示牌进行优化管理。例如，通过BIM模型可以追踪指示牌的状态，及时发现损坏或缺失的指示牌，并进行相应的维护和更换，确保指示牌的完好性和有效性。

总之，BIM技术在高校消防疏散中的应用，使指示牌的设计和制作更为精确、全面、动态和智能化，从而提高了消防疏散效率和安全性。

三、BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的应用

高校公共建筑消防安全疏散结合行为反应与运动为一体，是学生生理状态与心理状态的集中反映。高校公共建筑消防安全疏散环节所需要的时间由学生身体状态、心理素质、消防事故发生时所处的位置决定，难以得到准确计算。在正常情况下，消防安全疏散环节存在较多不确定性因素，疏散规律也难以被掌握。相关研究表明，在高校公共建筑消防安全疏散环节中，学生常采用最短路径作为逃生通道，在此过程中学生还会出现折返、暂避、从众等行为。

（一）BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散模拟中的应用

BIM高校公共建筑模型涉及与BIM技术相关的应用软件，例如Autodesk公司开发的Revit（建筑结构建模与结构设计软件）可作为高校公共建筑消防安全疏散中应用的三维建筑模型软件（如图2），且打造的高校公共建筑结构与BIM模型的应用要求相符合，将Revit高校建筑模型信息与疏散软件Pathfinder与火灾模拟软件PyroSim相融合，在此过程中，需要关注火灾模拟软件与建筑模型信息、消防安全疏导软件之间不能互相兼容的问题，还需要将Revit高校建筑模型信息转化为DWG形式，再将其传输至疏散软件中，帮助高校消防安全疏散方案设计人员明确高校公共建筑内部构造与疏散通道中存在的障碍物。同时，利用此种方法使疏散软件与火灾模拟软件结合起来，在此基础上根据不同疏散环境的具体情况，设置相应参数，进行消防安全疏散仿真数字模拟[6]。BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散模拟中的应用受到建筑面积与疏散人员数量的影响，建筑面积越大，高校公共建筑消防安全疏散越快；疏散人员越多，高校公共建筑消防安全疏散越快。

（二）BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散设计中的应用

BIM技术可深入分析高校公共建筑中的各类元素，并生成真实的渲染效果图。同时，参数化的族编辑可为高校公共建筑消防安全疏散方案设计提供开放式平台。在此基础上，高校公共建筑消防安全疏散方案设计人员可结合建筑的实际情况，设置消防台、消防管道与消防泵等设备的数量，保障高校公共建筑内部干式系统与湿式系统正常运行，且BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散设计中的应用可建造钢建筑模型、现浇混凝土建筑模型、砖建筑模型及木材建筑模型等多种材质的建筑模型，便于安全疏散设计人员在火灾模拟软件中区分防火材料，从而优化建筑模型的使用效果，全面检查消防安全疏散设计方案的可行性，保障高校公共建筑中消防分区规划的合理性[7]。除此之外，在高校公共建筑消防安全疏散设计环节中，相关人员可借助BIM技术模拟高校公共建筑疏散系统，并在此基础上，仿真分析人员疏散、建筑内部结构等，进一步提升高校公共建筑消防安全疏散系统的运行效率，打造具有可视化特点的消防安全疏散演练环节，增强高校学生的逃生效率和水平。

（三）BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散管理中的应用

首先，对消防疏散设备的管理。借助BIM技术，可从高校公共建筑建设项目成立初期对消防设备进行实时管理，从而减少消防设备出现故障问题的概率，且可对各个消防设备型号、功能特征、安装位置及技术指标等信息进行编码分类，并在此基础上，建立针对消防设備的信息方案，提高消防设备管理工作效率[8]。其次，对建筑信息的管理。BIM技术可将建筑设计几何信息、建筑构件属性信息等进行信息化存储与管理，为后续高校公共建筑设计方案优化与施工环节开展提供依据，从而进一步实现改进高校公共建筑消防安全疏散设计方案的目的。最后，资料管理。高校公共建筑建造会设计大量的施工图纸、招投标问价、合同等资料，此类资料具有数据庞大的特点。因此，资料管理环节的效率直接影响消防安全疏散方案设计环节所消耗的时间成本，BIM技术的应用可对相关资料进行分类、存储与管理，从而方便疏散演练活动与疏散方案设计环节的开展。

（四）BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散信息共享环节中的应用

BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散信息共享环节中的应用可以建造有效信息共享机制的方式，促使高校公共建筑消防安全疏散相关部门进行高效的信息交流。高校公共建筑消防安全疏散方案规划必须以建筑用户、消防部门、高校建筑监管部门的信息为基础。在BIM技术的应用中，相关人员通过共同参与高校公共建筑消防安全疏散系统设计，从而实现信息共享的目的，进一步提升疏散方案的科学性。

结语

综上所述，BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的应用可以建造高校公共建筑模型的方式，模拟消防安全疏散环节，为学生选择最佳疏散路径，从而有效提升人员疏散整体效率。基于此，高校管理人员需要了解BIM技术概念与特点，重视BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散环节的应用意义，研究BIM技术在高校公共建筑消防安全疏散中的具体应用，充分发挥BIM技术的应用优势，减少火灾事故对学生的影响，保障人员疏散环节的有效性，维护学生的生命财产安全，促进社会更加和谐稳定。

参考文献

[1]曹桐瑀.BIM技术在建筑施工中的应用[J].住宅与房地产，2021（31）.

[2]李彭.大型公共建筑防火安全疏散设计探究[J].今日消防，2022，7（10）：92-94.

[3]李嘉斌，陈静茹，周东明.BIM技术在青岛市公共卫生应急备用医院应用[J].低温建筑技术，2021，43（11）：164-167.

[4]曾媛.大型公共建筑的防火安全疏散设计[J].消防界（电子版），2021，7（21）：81+83.

[5]徐伟，时圣强.基于BIM技术的公共建筑应急疏散预案的研究[J].绿色科技，2021，23（06）：221-224.

[6]艾斯卡尔·模拉克，岳麟宣.基于BIM的火灾仿真模拟研究[J].新型工业化，2021，11（03）：55-58.

[7]武文辉，于淑萍.BIM技术在高校公共建筑安全疏散的应用研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2021（02）：180-181.

[8]吴琼.大型公共场所安全疏散模拟研究[J].价值工程，2020，39（06）：212-213.

作者简介：万鹏（1986- ），男，汉族，江西南昌人，在读研究生，研究方向：工程管理。