近年来,公共建筑火灾引发的人员伤亡及财产损失持续增加,给人们的生命及财产安全造成了巨大威胁。防火设计是建筑设计的一个重要方面,对预防建筑火灾并降低火灾危害、保护人的生命财产安全具有重要意义。加之公共建筑往往具有内部结构复杂、人员构成多样、人员密度高且出口固定等特点,一旦发生火灾等紧急情况,人员疏散将面临严峻的挑战。因此,有必要研究公共建筑的防火设计优化以提升其疏散性能。在设计阶段开展火灾数值模拟和人员疏散仿真能够在虚拟环境中展示火灾发展过程及人员紧急疏散过程,从而以更低的成本和更高的效率优化建筑物防火设计。尽管已有研究尝试应用建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)开展火灾仿真,但BIM平台与火灾仿真应用的互操作性还有待提高。BIM语义丰富有助于提升BIM平台与其他应用平台之间的互操作性。因此,本文集成BIM语义丰富、火灾动力学模拟器(FireDynamicsSimulator,FDS)和Agent(智能体)构建了基于BIM的公共建筑火灾疏散仿真及设计优化框架,包括基于FDS的火灾动态仿真、基于智能体的疏散仿真、设计优化三个模块。该框架有助于提高火灾模型的构建效率及所收集的火灾状况数据的真实性,从而更加准确、细致地定义疏散场景。此外,设计人员能够根据该框架下的火灾仿真结果和人员疏散结果,有针对性地对原设计方案的不足之处进行设计优化以提高建筑物的疏散性能。在证明了BIM语义丰富会对火灾仿真结果产生影响的基础上,本文利用某档案馆工程实例验证了所提出框架的有效性。将BIM语义丰富融入到火灾动态仿真中,并在火灾仿真结果的基础上构建了疏散仿真环境,通过疏散仿真实验研究了火源位置、人员分布、疏散策略及疏散人数对疏散运动时间的影响,评价了原设计方案的疏散性能,从抑制火势蔓延和缩短疏散运动时间两个角度提出了一系列设计优化措施,并对优化后方案的疏散性能进行再评价以验证优化的有效性。本文所提出的方法为面向火灾仿真需求的BIM语义丰富相关研究提供了思路,为设计阶段的公共建筑疏散性能评估提供了高效的解决方案,同时也为建筑内部布局改造提供了依据。