基于BIM技术的火灾模拟方法及防火门信息管理系统的研究

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BIM技术引入国内已历时十余载,作为一门应用研究技术,如何摆脱其单纯软件应用的狭窄格局,如何去避免为BIM而BIM所产生急功近利的理念,如何使宽大空泛的概念设计落于实地,如何让理论真正指导实践去实现社会及经济价值,是本文在研究过程中始终遵循并致力于去解决的问题。传统火灾仿真模拟和疏散模拟往往单独进行而没有考虑其之间的相互影响,如何实现两种模拟结果的交互,如何使传统模拟技术与新技术相结合,去提高效率的同时得到更为精确地模拟结果,仍是一片新的研究领域。防火门作为上个世纪的伟大发明,在火灾中可以有效阻隔火势蔓延和烟气扩散。但是,在实际应用中,常开式防火门由于被长期固定,在火灾发生、人员疏散完成后无法及时自行关闭,导致楼梯间烟气涌入,严重影响其他楼层疏散。常闭式防火门由于设置阻挡物或者闭门器拆除,导致常闭式防火门常年打开,无法实现防火门的使用功能。针对于以上问题的提出,本文开展了以下的研究工作:(1)以火灾仿真模拟理论研究为基础,通过psm兼容格式,建立BIM技术和Pyrosim模拟体系之间的桥梁,实现基于BIM技术的火灾仿真模拟。采用Smokeview后处理器,展开对于毒性烟气浓度、烟气高度、温度参数、能见度等模拟结果的全面分析,并通过数据整合分析得到各防火门处的无法通行时间,即可用疏散时间(TASET)。通过技术的结合在实现信息传递、增加效率的同时,也使BIM技术突破了留于理论应用和软件应用的局限。(2)在疏散行为及模拟理论研究的基础上,集成Door、Stairs等命令流,打通了rvt和pth格式之间的关节,实现了基于BIM技术的Pathfinder火灾疏散模拟体系。根据相关规范要求确定人员参数,并选取最趋于真实的Steering模式,完成模型修正。通过Pathfinder-Office后处理器和数据分析完成对于疏散模拟结果的综合分析。同时,引入群集流动理论公式进行理论计算,并将其结果与模拟结果进行综合对比,最终得到各防火门处疏散完成时间,即所需疏散时间(TRSET)。基于BIM技术的Pathfinder模拟在实现一模多用的同时,也为BIM技术的应用提供了一些新的思路。(3)通过数据库、API信息交互、功能层级的实现搭建防火门信息管理系统的理论框架。同时利用前文模拟数据信息和ODBC实现IFC数据体系与防火门信息数据库的交互,完成BIM模型信息的整合和传递。通过前端火灾报警器、中端BIM模型数据库平台以及远端设备控制系统,设计了全新的常开式防火门信息管理系统。同时针对机械控制灵活性不够的问题,补充设计了手动装置以满足突发情况。基于SOA理论,通过前端DDC探测控制器,中端BIM模型数据库平台以及远端设备控制系统,设计了全新的常闭式防火门管理系统,同时以信息传递运维部门加以功能补充。(4)通过对于Revit的可扩展性分析,采用外部应用(IExternal Application)方式,利用API接口的兼容格式,并基于Visual Studio 2015平台,使用C#语言及OnStartup和OnShutsown类型函数完成对于防火门系统概念设计的平台研发。同时利用Addins文件和Revit SDK工具包辅助完成了其功能的实现。通过对防火门信息管理系统Robbin界面、信息管理模块、数据库管理模块、常开式防火门管理模块、常闭式防火门管理模块、工具管理模块等主要模块的研发,实现了防火门信息管理系统在框架设计基础上,对于传统的Revit界面中增加防火门系统平台的功能研发,并完成其使用性功能测试。最后通过考虑两种模拟结果交互的二次模拟对系统进行示证评估分析,通过二次模拟结果进而验证本文系统的功能效应及存在意义。
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