基于BIM技術(shù)的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)優(yōu)化與實(shí)踐研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，地下建筑在城市建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如地鐵、地下商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等。這些地下建筑在為人們的生活和工作帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)峻的消防安全問(wèn)題。地下建筑由于其特殊的結(jié)構(gòu)和環(huán)境，一旦發(fā)生火災(zāi)，往往會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如，2003年韓國(guó)大邱地鐵火災(zāi)，造成了198人死亡，147人受傷，298人失蹤的慘重后果，火災(zāi)原因僅僅是因?yàn)橛腥斯室饪v火，但由于地下建筑的通風(fēng)條件差、疏散通道狹窄等因素，導(dǎo)致火勢(shì)迅速蔓延，煙霧彌漫，人員無(wú)法及時(shí)疏散，最終釀成了這場(chǎng)悲劇。再如，2017年英國(guó)倫敦格倫費(fèi)爾塔火災(zāi)，該建筑雖然不是完全意義上的地下建筑，但由于其外墻保溫材料易燃，火勢(shì)迅速蔓延，造成了71人死亡，數(shù)十人受傷的嚴(yán)重后果。這些慘痛的火災(zāi)事故警示著人們，地下建筑的消防安全不容忽視。傳統(tǒng)的地下建筑消防設(shè)計(jì)主要依賴于二維圖紙和設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，這種設(shè)計(jì)方式存在諸多局限性。二維圖紙難以直觀地展示建筑內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)和消防設(shè)施布局，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)疏漏和錯(cuò)誤。例如，在一些復(fù)雜的地下建筑中，由于二維圖紙的局限性，設(shè)計(jì)師可能無(wú)法準(zhǔn)確地判斷消防通道的寬度是否滿足要求，或者消防設(shè)施的位置是否合理。傳統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)方法難以對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行有效的模擬和分析，無(wú)法提前預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙霧擴(kuò)散、人員疏散等情況，從而導(dǎo)致消防設(shè)計(jì)方案的針對(duì)性和有效性不足。例如，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧的擴(kuò)散路徑和速度會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)、通風(fēng)條件等多種因素的影響，如果不能通過(guò)有效的模擬和分析來(lái)確定這些因素，就無(wú)法制定出合理的消防排煙和人員疏散方案。BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)，即建筑信息模型技術(shù)，作為一種數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)和管理工具，近年來(lái)在建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，可以為地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)提供全新的解決方案。通過(guò)BIM技術(shù)，可以建立三維的地下建筑模型，直觀地展示建筑內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施布局等信息，幫助設(shè)計(jì)師更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。利用BIM技術(shù)的模擬性，可以對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行真實(shí)的模擬和分析，預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙霧擴(kuò)散、人員疏散等情況，為消防設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)，不僅可以提高消防設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和疏漏，還可以優(yōu)化消防設(shè)施布局和人員疏散方案，提高地下建筑的消防安全水平，從而有效降低火災(zāi)事故的發(fā)生率和損失程度，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，開展基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀BIM技術(shù)自誕生以來(lái)，在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)作為建筑安全的重要環(huán)節(jié)，也逐漸成為BIM技術(shù)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)圍繞BIM技術(shù)在地下建筑消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開了廣泛而深入的研究，取得了一系列具有重要價(jià)值的成果。在國(guó)外，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用起步較早，發(fā)展相對(duì)成熟。許多發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、英國(guó)、日本等，對(duì)BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究投入了大量資源，取得了顯著的成果。美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA）積極推動(dòng)BIM技術(shù)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用，制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和指南，為BIM技術(shù)在地下建筑消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供了規(guī)范依據(jù)。美國(guó)一些高校和研究機(jī)構(gòu)通過(guò)建立BIM模型，對(duì)地下建筑火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行模擬分析，研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙氣擴(kuò)散、溫度分布和人員疏散等情況，為消防設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。例如，斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用BIM技術(shù)對(duì)一座大型地下停車場(chǎng)進(jìn)行了火災(zāi)模擬，通過(guò)模擬不同火災(zāi)場(chǎng)景下的煙氣流動(dòng)和人員疏散路徑，優(yōu)化了消防設(shè)施布局和疏散方案，提高了地下停車場(chǎng)的消防安全水平。英國(guó)在BIM技術(shù)的應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位，政府出臺(tái)了一系列政策和標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的全面應(yīng)用。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)方面，英國(guó)的研究主要集中在利用BIM技術(shù)進(jìn)行消防設(shè)施的可視化設(shè)計(jì)和管理，以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急預(yù)案的制定。例如，倫敦地鐵在新線路的建設(shè)和舊線路的改造中，廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)地下車站和隧道的消防系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了消防設(shè)施的可靠性和有效性。同時(shí)，通過(guò)建立基于BIM的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)地鐵系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了全面評(píng)估，制定了針對(duì)性的應(yīng)急預(yù)案，提高了應(yīng)對(duì)火災(zāi)事故的能力。日本作為一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，對(duì)建筑安全高度重視。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，日本的研究重點(diǎn)是利用BIM技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)和火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)。通過(guò)建立BIM模型，對(duì)地下建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)防火措施，提高建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的穩(wěn)定性。例如，日本東京的一些地下商業(yè)綜合體，利用BIM技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了防火設(shè)計(jì)，采用了防火性能優(yōu)異的建筑材料和結(jié)構(gòu)形式，有效提高了建筑的防火能力。同時(shí)，日本還研發(fā)了基于BIM技術(shù)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)的溫度、煙霧等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為人員疏散和火災(zāi)撲救爭(zhēng)取時(shí)間。在國(guó)內(nèi)，隨著BIM技術(shù)的逐漸普及，越來(lái)越多的學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)開始關(guān)注BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在這方面的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，研究成果不斷涌現(xiàn)。國(guó)內(nèi)的研究主要集中在BIM技術(shù)在地下建筑消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用案例等方面。在應(yīng)用方法研究方面，學(xué)者們提出了將BIM技術(shù)與消防設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合的方法，通過(guò)建立符合規(guī)范要求的BIM模型，對(duì)消防設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化檢查和驗(yàn)證，提高消防設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和合規(guī)性。例如，有學(xué)者提出了基于BIM的地下建筑消防設(shè)計(jì)流程，將BIM技術(shù)貫穿于消防設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)到施工圖設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)BIM模型的不斷完善和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)計(jì)的可視化、協(xié)同化和智能化。在關(guān)鍵技術(shù)研究方面，主要涉及BIM模型的建立與優(yōu)化、火災(zāi)模擬與分析、人員疏散模擬等技術(shù)。在BIM模型建立方面，研究人員通過(guò)開發(fā)插件和工具，實(shí)現(xiàn)了從二維圖紙到三維BIM模型的快速轉(zhuǎn)換，提高了建模效率和準(zhǔn)確性。在火災(zāi)模擬與分析方面，將專業(yè)的火災(zāi)模擬軟件與BIM模型進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)場(chǎng)景的真實(shí)模擬和分析，為消防設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。例如，利用FDS（FireDynamicsSimulator）軟件與BIM模型相結(jié)合，對(duì)地下建筑火災(zāi)中的煙氣擴(kuò)散、溫度分布等進(jìn)行模擬分析，研究不同消防設(shè)施布局和通風(fēng)條件對(duì)火災(zāi)發(fā)展的影響。在人員疏散模擬方面，基于BIM模型建立人員疏散模型，考慮人員行為、疏散路徑等因素，對(duì)人員疏散過(guò)程進(jìn)行模擬和分析，優(yōu)化疏散方案，提高人員疏散的安全性和效率。在應(yīng)用案例研究方面，國(guó)內(nèi)許多城市的地下建筑項(xiàng)目都開展了基于BIM技術(shù)的火災(zāi)消防設(shè)計(jì)實(shí)踐。例如，上海中心大廈的地下空間利用BIM技術(shù)進(jìn)行了消防設(shè)計(jì)優(yōu)化，通過(guò)建立三維BIM模型，對(duì)消防設(shè)施布局、疏散通道設(shè)置等進(jìn)行了可視化分析和優(yōu)化，提高了地下空間的消防安全水平。北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的地下交通樞紐在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行了火災(zāi)模擬和人員疏散模擬，根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了消防設(shè)計(jì)方案，確保了在火災(zāi)情況下人員能夠迅速、安全地疏散。盡管國(guó)內(nèi)外在BIM技術(shù)應(yīng)用于地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)方面已取得一定成果，但仍存在一些不足與待完善之處。一方面，不同BIM軟件之間的數(shù)據(jù)兼容性和互操作性較差，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、格式不兼容等問(wèn)題，影響了BIM技術(shù)在地下建筑消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效率和效果。另一方面，目前的火災(zāi)模擬和人員疏散模擬算法還不夠完善，模擬結(jié)果與實(shí)際情況存在一定偏差，無(wú)法完全滿足地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)需求。此外，對(duì)于BIM技術(shù)在地下建筑消防設(shè)計(jì)全生命周期的應(yīng)用研究還不夠深入，缺乏系統(tǒng)性和綜合性的解決方案，如何將BIM技術(shù)與地下建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各個(gè)階段有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和持續(xù)改進(jìn)，仍有待進(jìn)一步探索和研究。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究聚焦于基于BIM技術(shù)改進(jìn)地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)，核心在于運(yùn)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，全方位提升地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的科學(xué)性與有效性，涵蓋從設(shè)計(jì)理念革新到具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)優(yōu)化，以及實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證等多個(gè)關(guān)鍵層面。在研究?jī)?nèi)容上，首先深入剖析地下建筑火災(zāi)特性與傳統(tǒng)消防設(shè)計(jì)局限。針對(duì)地下建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間密閉、通風(fēng)不暢等特點(diǎn)，全面分析火災(zāi)發(fā)生時(shí)火勢(shì)蔓延迅猛、煙霧擴(kuò)散迅速且難以排出、人員疏散困難等問(wèn)題，同時(shí)梳理傳統(tǒng)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)在表達(dá)空間信息、協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)以及模擬火災(zāi)場(chǎng)景等方面的不足，為后續(xù)引入BIM技術(shù)提供明確的問(wèn)題導(dǎo)向。例如，在某地下商場(chǎng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，二維圖紙未能清晰展現(xiàn)疏散通道與防火分區(qū)的空間關(guān)系，導(dǎo)致施工時(shí)發(fā)現(xiàn)通道寬度不足，需重新設(shè)計(jì)調(diào)整，延誤了工期并增加了成本。其次，詳細(xì)闡述BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理與優(yōu)勢(shì)。通過(guò)建立三維信息模型，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、疏散通道等信息的集成化管理，使設(shè)計(jì)人員能夠直觀、全面地了解建筑內(nèi)部情況，有效解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中信息不直觀、溝通協(xié)作困難的問(wèn)題。利用BIM技術(shù)的模擬性，結(jié)合專業(yè)火災(zāi)模擬軟件，對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行真實(shí)模擬，分析火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中的溫度變化、煙霧擴(kuò)散路徑、人員疏散時(shí)間等關(guān)鍵因素，為消防設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。以某大型地下停車場(chǎng)為例，運(yùn)用BIM技術(shù)模擬不同火源位置和火災(zāi)規(guī)模下的煙霧擴(kuò)散情況，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)中部分區(qū)域排煙效果不佳，通過(guò)優(yōu)化排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，顯著提高了火災(zāi)時(shí)的排煙效率。再者，具體研究基于BIM技術(shù)的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)流程與方法。在設(shè)計(jì)流程方面，將BIM技術(shù)貫穿于方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)以及施工階段的深化設(shè)計(jì)等全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)各階段信息的無(wú)縫傳遞和協(xié)同工作。在方案設(shè)計(jì)階段，利用BIM模型進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和空間布局優(yōu)化，快速評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案的可行性；在初步設(shè)計(jì)階段，基于BIM模型進(jìn)行消防系統(tǒng)的初步選型和布局設(shè)計(jì)，通過(guò)碰撞檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突；在施工圖設(shè)計(jì)階段，利用BIM模型生成詳細(xì)的施工圖紙，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)；在施工階段，利用BIM模型進(jìn)行施工進(jìn)度管理、質(zhì)量控制和安全管理，確保消防設(shè)計(jì)的有效實(shí)施。在設(shè)計(jì)方法上，重點(diǎn)研究基于BIM的防火分區(qū)設(shè)計(jì)、疏散通道設(shè)計(jì)、消防設(shè)施布局設(shè)計(jì)以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方法。通過(guò)BIM模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，快速調(diào)整防火分區(qū)的大小和形狀，滿足消防規(guī)范要求；利用BIM模型的空間分析功能，優(yōu)化疏散通道的設(shè)置，確保人員能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)安全疏散；基于BIM模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)消防設(shè)施的類型、數(shù)量、位置等進(jìn)行合理布局，提高消防設(shè)施的有效性；運(yùn)用BIM技術(shù)結(jié)合火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)地下建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化評(píng)估，為消防設(shè)計(jì)提供決策依據(jù)。最后，通過(guò)實(shí)際案例分析驗(yàn)證基于BIM技術(shù)的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果。選取具有代表性的地下建筑項(xiàng)目，如地鐵車站、地下商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等，建立BIM模型并進(jìn)行火災(zāi)消防設(shè)計(jì)優(yōu)化。對(duì)比優(yōu)化前后的設(shè)計(jì)方案，從火災(zāi)防控效果、人員疏散效率、工程成本等方面進(jìn)行評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出改進(jìn)措施和建議。例如，在某地鐵車站的消防設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)優(yōu)化了疏散通道和消防設(shè)施布局，通過(guò)模擬分析發(fā)現(xiàn)人員疏散時(shí)間縮短了20%，火災(zāi)防控能力顯著提高，同時(shí)由于減少了設(shè)計(jì)變更和施工返工，降低了工程成本。在研究方法上，本研究綜合運(yùn)用多種方法，確保研究的全面性和深入性。通過(guò)文獻(xiàn)研究法，廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)已有研究成果和不足，為本研究提供理論基礎(chǔ)和研究思路。運(yùn)用案例分析法，選取多個(gè)典型的地下建筑項(xiàng)目案例，深入分析其在消防設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題以及應(yīng)用BIM技術(shù)后的改進(jìn)效果，通過(guò)實(shí)際案例驗(yàn)證BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和可行性。采用模擬仿真法，利用專業(yè)的BIM軟件和火災(zāi)模擬軟件，如Revit、FDS（FireDynamicsSimulator）、Pathfinder等，對(duì)地下建筑火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行模擬分析，研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)的各種現(xiàn)象和參數(shù)變化，為消防設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。二、BIM技術(shù)與地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)概述2.1BIM技術(shù)原理與特點(diǎn)BIM技術(shù)，即建筑信息模型技術(shù)，其核心在于通過(guò)數(shù)字化手段，構(gòu)建一個(gè)包含建筑物全方位信息的三維模型。在構(gòu)建BIM模型時(shí)，首先由建筑師利用專業(yè)的BIM軟件，如Revit、Archicad等，依據(jù)建筑的平面圖、立面圖、剖面圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，繪制建筑的幾何形狀，確定建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)框架。同時(shí)，設(shè)置建筑材料的屬性，如混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、鋼材的型號(hào)等，以及定義建筑空間布局，劃分不同功能區(qū)域。在這一過(guò)程中，結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師等其他專業(yè)人員也會(huì)在建筑模型中添加各自專業(yè)的設(shè)計(jì)信息，如結(jié)構(gòu)工程師添加建筑結(jié)構(gòu)的受力體系、構(gòu)件尺寸等信息，機(jī)電工程師添加電氣線路、管道布局等信息，最終形成一個(gè)完整的建筑信息模型。BIM技術(shù)具有諸多顯著特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使其在建筑領(lǐng)域，尤其是地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。可視化是BIM技術(shù)最直觀的特點(diǎn)，它打破了傳統(tǒng)二維圖紙的局限性，將建筑信息以三維立體的形式呈現(xiàn)出來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員主要通過(guò)線條和符號(hào)在二維圖紙上表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，而施工人員和其他相關(guān)人員需要憑借經(jīng)驗(yàn)和想象力去理解這些抽象的信息，這對(duì)于一些復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)和空間布局來(lái)說(shuō)，難度較大，容易產(chǎn)生理解偏差。而BIM技術(shù)通過(guò)創(chuàng)建三維模型，將建筑的各個(gè)構(gòu)件、空間關(guān)系以及裝飾細(xì)節(jié)等直觀地展示出來(lái)，使不同專業(yè)的人員都能夠清晰地了解建筑的全貌。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，可以直觀地展示地下建筑的結(jié)構(gòu)布局，如防火分區(qū)的劃分、疏散通道的走向、消防設(shè)施的位置等。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，從不同角度觀察模型，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，如疏散通道是否暢通、消防設(shè)施是否易于操作等。施工人員也可以根據(jù)可視化的模型，更好地理解設(shè)計(jì)意圖，準(zhǔn)確地進(jìn)行施工，避免因理解錯(cuò)誤而導(dǎo)致的施工錯(cuò)誤。協(xié)同性是BIM技術(shù)的關(guān)鍵特性之一，它改變了傳統(tǒng)工程項(xiàng)目中各專業(yè)之間溝通不暢、協(xié)作困難的局面。在傳統(tǒng)的建筑項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)階段后期的施工圖修改往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，各專業(yè)之間缺乏有效的溝通和協(xié)調(diào)機(jī)制，容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突和信息不一致的問(wèn)題。而BIM技術(shù)允許跨專業(yè)添加、傳遞、修改和保存結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)數(shù)字模型將各方協(xié)同到一個(gè)平臺(tái)上。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、消防工程師、電氣工程師等不同專業(yè)的人員可以在同一個(gè)BIM模型上進(jìn)行工作，實(shí)時(shí)共享和交流設(shè)計(jì)信息。例如，消防工程師在設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)的梁、柱位置存在沖突，可以及時(shí)在模型中進(jìn)行標(biāo)記和溝通，結(jié)構(gòu)工程師可以根據(jù)反饋及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要通過(guò)會(huì)議、郵件等方式反復(fù)溝通協(xié)調(diào)的繁瑣過(guò)程，減少了信息的流失和錯(cuò)漏，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。模擬性是BIM技術(shù)的重要組成部分，它不僅能夠模擬建筑物的幾何形狀和空間布局，還可以模擬在真實(shí)世界中難以進(jìn)行操作的各種事件。在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行模擬的一些事件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如節(jié)能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬和熱能傳導(dǎo)模擬等。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，模擬性特點(diǎn)尤為重要。通過(guò)與專業(yè)的火災(zāi)模擬軟件，如FDS（FireDynamicsSimulator）等進(jìn)行集成，BIM技術(shù)可以根據(jù)地下建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料屬性、消防設(shè)施配置等信息，模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火勢(shì)蔓延、煙霧擴(kuò)散、溫度變化等情況。同時(shí)，還可以進(jìn)行人員疏散模擬，考慮人員的行為特點(diǎn)、疏散路徑的選擇等因素，預(yù)測(cè)人員疏散所需的時(shí)間和可能遇到的危險(xiǎn)，為優(yōu)化消防設(shè)計(jì)方案和制定應(yīng)急預(yù)案提供科學(xué)依據(jù)。例如，通過(guò)模擬不同火災(zāi)場(chǎng)景下的煙霧擴(kuò)散路徑，可以確定最佳的排煙口位置和排煙量，以確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)有效地排出煙霧，為人員疏散和消防救援創(chuàng)造良好的條件。優(yōu)化性是BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的重要體現(xiàn)。整個(gè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過(guò)程，而在BIM技術(shù)的支持下，優(yōu)化工作可以更加高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行。優(yōu)化通常受到信息、復(fù)雜程度和時(shí)間等因素的制約，而BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息以及規(guī)則信息，為優(yōu)化提供了全面的數(shù)據(jù)支持。對(duì)于高度復(fù)雜的地下建筑項(xiàng)目，由于其結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性，參與人員往往難以掌握所有的信息，借助BIM技術(shù)及與其配套的各種優(yōu)化工具，可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面的分析和評(píng)估，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目方案的優(yōu)化。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)不同的消防設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬和分析，比較各種方案在火災(zāi)防控、人員疏散、工程成本等方面的優(yōu)劣，從而選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。還可以根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行局部調(diào)整和優(yōu)化，如調(diào)整防火分區(qū)的大小、疏散通道的寬度、消防設(shè)施的類型和數(shù)量等，以提高地下建筑的消防安全性能和整體效益。2.2地下建筑火災(zāi)特點(diǎn)及消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)地下建筑由于其特殊的結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件，火災(zāi)具有獨(dú)特的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對(duì)消防設(shè)計(jì)提出了特殊的要求。深入了解地下建筑火災(zāi)的特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)，是保障地下建筑消防安全的關(guān)鍵。地下建筑火災(zāi)在火勢(shì)蔓延、煙霧擴(kuò)散、人員疏散等方面呈現(xiàn)出與地上建筑火災(zāi)截然不同的特點(diǎn)。在火勢(shì)蔓延方面，地下建筑內(nèi)部空間相對(duì)封閉，通風(fēng)條件較差，空氣流通不暢。一旦發(fā)生火災(zāi)，燃燒產(chǎn)生的熱量難以散發(fā)，使得火場(chǎng)溫度迅速升高，可達(dá)800-900℃，著火點(diǎn)四周溫度更高。高溫會(huì)加速可燃物質(zhì)的熱解和燃燒，產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w，如一氧化碳、甲烷等，這些可燃?xì)怏w與空氣混合后，遇火源極易發(fā)生爆炸，從而加劇火勢(shì)的蔓延。地下建筑內(nèi)部的可燃物質(zhì)較多，如裝修材料、家具、商品等，這些物質(zhì)在火災(zāi)中成為火勢(shì)蔓延的“燃料”，進(jìn)一步推動(dòng)火勢(shì)迅速擴(kuò)大。煙霧擴(kuò)散是地下建筑火災(zāi)的一個(gè)顯著難題。由于地下建筑通風(fēng)不良，火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的大量煙霧無(wú)法及時(shí)排出，容易在建筑內(nèi)部積聚。煙霧中含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等有毒有害氣體，這些氣體不僅會(huì)對(duì)人體造成直接的毒害作用，還會(huì)降低空氣中的氧氣含量，使人窒息。煙霧的積聚還會(huì)嚴(yán)重影響視線，使人員難以辨別方向，增加疏散難度。煙霧的擴(kuò)散方向不確定，受到地下建筑復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和通風(fēng)條件的影響，煙霧可能會(huì)向各個(gè)方向蔓延，甚至?xí)ㄟ^(guò)通風(fēng)管道、電纜井等通道擴(kuò)散到其他區(qū)域，擴(kuò)大火災(zāi)的影響范圍。人員疏散困難是地下建筑火災(zāi)中面臨的最大挑戰(zhàn)之一。地下建筑通常只有有限的疏散出口，一旦火災(zāi)發(fā)生，這些出口可能會(huì)被煙霧、火勢(shì)封鎖，導(dǎo)致人員無(wú)法及時(shí)逃生。地下建筑內(nèi)的通道和出入口較為狹窄，在人員疏散過(guò)程中容易造成擁堵和混亂，進(jìn)一步延緩疏散速度?；馂?zāi)時(shí)，照明條件可能會(huì)受到影響，電源可能被切斷，導(dǎo)致地下建筑內(nèi)一片漆黑，人員難以看清道路，容易迷失方向，增加疏散的危險(xiǎn)性。地下建筑內(nèi)人員密集，如地下商場(chǎng)、地鐵站等，大量人員同時(shí)疏散，對(duì)疏散通道的承載能力提出了更高的要求，一旦疏散不暢，極易造成人員傷亡?；诘叵陆ㄖ馂?zāi)的特點(diǎn)，消防設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)關(guān)注安全疏散、防火防煙分區(qū)劃分等要點(diǎn)。在安全疏散設(shè)計(jì)方面，應(yīng)確保地下建筑每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置兩個(gè)直通室外的安全出口，以保證在火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員能夠有多個(gè)逃生通道。對(duì)于一些建筑面積較大、具有多個(gè)防火分區(qū)的地下建筑，可利用防火墻上通向相鄰防火分區(qū)的防火門作為第二安全出口，但必須保證每個(gè)防火分區(qū)有一個(gè)直通室外的安全出口。當(dāng)?shù)叵陆ㄖ?guī)模較小，使用面積不超過(guò)50平方米，且人數(shù)不超過(guò)15人時(shí)，可只設(shè)一個(gè)直通室外的安全出口。疏散樓梯的設(shè)計(jì)也至關(guān)重要，應(yīng)便于人員疏散，自下而上直通首層到達(dá)對(duì)外出口。在首層與地下室樓梯之間應(yīng)設(shè)置防火分隔措施，如采用耐火極限不低于2.00h的隔墻與其它部位隔開，并宜直通室外，當(dāng)必須在隔墻上開門時(shí)，應(yīng)采用乙級(jí)防火門。這樣可以有效地防止人員誤闖入地上建筑而不向室外疏散，同時(shí)阻擋煙火在地下室和地上建筑之間相互擴(kuò)散。防火防煙分區(qū)的劃分是控制火災(zāi)蔓延和煙霧擴(kuò)散的重要手段。地下室建筑應(yīng)用防火墻劃分防火分區(qū)，其建筑面積應(yīng)比地上建筑更嚴(yán)格，以將火災(zāi)有效地控制在較小的范圍內(nèi)，減少疏散撲救工作量，降低火災(zāi)損失。例如，規(guī)范中規(guī)定地下民用建筑防火分區(qū)的最大面積為500平方米，而地上非高層民用建筑防火分區(qū)的最大面積可達(dá)2500平方米。地下室建筑防煙分區(qū)的劃分基本原則與防火分區(qū)的劃分原則一致，設(shè)置防煙分區(qū)時(shí)，每個(gè)防煙分區(qū)的面積，對(duì)于地下建筑，其使用面積不應(yīng)大于400平方米（當(dāng)頂棚高度在6米以上時(shí)，可不受此限），以避免煙氣波及面積過(guò)大，不利于安全疏散和撲救。地下室建筑應(yīng)單獨(dú)劃分防煙分區(qū)，不能同其地上建筑部分劃分在同一防煙分區(qū)內(nèi)，防止煙霧相互影響。對(duì)于凈高不超過(guò)6米的房間，應(yīng)采用擋煙垂壁、隔墻或從頂棚突出不小于0.5米的梁劃分防煙分區(qū)，梁或垂壁底至室內(nèi)地面的高度不應(yīng)小于1.8米，以確保防煙分區(qū)的有效性。2.3BIM技術(shù)應(yīng)用于地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)將BIM技術(shù)應(yīng)用于地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)，能夠有效克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足，在提升設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率、優(yōu)化消防設(shè)施布局、保障人員安全疏散等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。在信息整合與可視化表達(dá)方面，BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的能力。傳統(tǒng)的地下建筑消防設(shè)計(jì)依賴二維圖紙，信息分散且不直觀，各專業(yè)之間的信息難以有效整合，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)沖突和疏漏。而BIM技術(shù)通過(guò)建立三維的建筑信息模型，能夠?qū)⒌叵陆ㄖ慕Y(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、疏散通道等信息進(jìn)行集成化管理。在一個(gè)大型地下商場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)中，通過(guò)BIM模型，設(shè)計(jì)人員可以將建筑的墻體、柱子、樓板等結(jié)構(gòu)信息，以及消火栓、噴淋系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防設(shè)施信息，還有疏散樓梯、通道等疏散信息整合在一個(gè)模型中，實(shí)現(xiàn)全專業(yè)信息的實(shí)時(shí)共享。這種可視化的表達(dá)方式，使設(shè)計(jì)人員能夠從不同角度直觀地查看和分析建筑內(nèi)部的空間關(guān)系和消防設(shè)施布局，提前發(fā)現(xiàn)諸如消防管道與結(jié)構(gòu)梁沖突、疏散通道被設(shè)備阻擋等問(wèn)題，避免了在施工階段才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)變更和工程延誤，有效提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化方面發(fā)揮著重要作用。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于缺乏有效的模擬分析工具，設(shè)計(jì)人員往往難以對(duì)不同的消防設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面、深入的比較和評(píng)估，只能憑借經(jīng)驗(yàn)做出判斷，這使得設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化受到很大限制。而BIM技術(shù)結(jié)合專業(yè)的火災(zāi)模擬軟件，如FDS（FireDynamicsSimulator）等，可以對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行真實(shí)模擬。通過(guò)輸入地下建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)、裝修材料的燃燒性能、消防設(shè)施的性能參數(shù)等信息，模擬軟件可以計(jì)算出火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火勢(shì)蔓延、煙霧擴(kuò)散、溫度變化等情況。同時(shí)，利用人員疏散模擬軟件，如Pathfinder等，考慮人員的行為特點(diǎn)、疏散路徑的選擇等因素，預(yù)測(cè)人員疏散所需的時(shí)間和可能遇到的危險(xiǎn)。在某地下停車場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)中，通過(guò)BIM技術(shù)模擬不同的排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)原方案中部分區(qū)域排煙效果不佳，煙霧積聚嚴(yán)重，影響人員疏散。根據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)人員對(duì)排煙系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，增加了排煙口的數(shù)量和位置，調(diào)整了排煙風(fēng)機(jī)的功率，使排煙效果得到顯著改善，人員疏散時(shí)間縮短，提高了地下停車場(chǎng)在火災(zāi)情況下的安全性。在設(shè)計(jì)審核與協(xié)同合作方面，BIM技術(shù)也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)審核主要依靠人工審查圖紙，這種方式效率低下，容易出現(xiàn)疏漏，而且對(duì)于一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題，審核人員難以準(zhǔn)確判斷其合理性。而基于BIM模型的設(shè)計(jì)審核，審核人員可以利用模型的可視化和信息集成特點(diǎn)，快速、全面地檢查設(shè)計(jì)方案是否符合消防規(guī)范要求。BIM模型可以自動(dòng)檢查防火分區(qū)的劃分是否合理、疏散通道的寬度和長(zhǎng)度是否滿足要求、消防設(shè)施的配置是否齊全等，大大提高了審核的效率和準(zhǔn)確性。在某地下地鐵站的消防設(shè)計(jì)審核中，利用BIM模型的自動(dòng)檢查功能，快速發(fā)現(xiàn)了部分防火分區(qū)面積超過(guò)規(guī)范要求、疏散樓梯的凈寬度不足等問(wèn)題，及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員進(jìn)行整改，避免了潛在的安全隱患。同時(shí)，BIM技術(shù)打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中各專業(yè)之間的信息壁壘，促進(jìn)了各專業(yè)之間的協(xié)同合作。在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，涉及建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等多個(gè)專業(yè)，各專業(yè)之間需要密切配合，才能確保消防設(shè)計(jì)的合理性和有效性。通過(guò)BIM技術(shù)，各專業(yè)人員可以在同一個(gè)模型上進(jìn)行工作，實(shí)時(shí)共享和交流設(shè)計(jì)信息，及時(shí)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的沖突和問(wèn)題。例如，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)消防設(shè)備的電源線路與給排水管道的位置存在沖突，通過(guò)BIM模型的實(shí)時(shí)溝通功能，及時(shí)與給排水專業(yè)人員協(xié)商，調(diào)整了管道和線路的位置，保證了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，提高了整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。三、基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)與流程3.1BIM模型建立BIM模型建立是基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量和準(zhǔn)確性直接影響后續(xù)的分析和設(shè)計(jì)工作。在建立BIM模型時(shí)，需運(yùn)用專業(yè)的建模軟件，嚴(yán)格遵循一定的流程和標(biāo)準(zhǔn)，全面整合地下建筑的各類信息，以構(gòu)建出真實(shí)、完整且實(shí)用的三維模型。建立BIM模型需借助專業(yè)軟件，目前市場(chǎng)上主流的BIM建模軟件如AutodeskRevit、BentleyArchitecture等，均具備強(qiáng)大的建模功能和豐富的插件資源，能滿足地下建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建模需求。以AutodeskRevit為例，其操作界面簡(jiǎn)潔直觀，具有參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，可通過(guò)定義參數(shù)來(lái)控制建筑構(gòu)件的尺寸、形狀和位置，大大提高建模效率和準(zhǔn)確性。在對(duì)某大型地下商場(chǎng)進(jìn)行建模時(shí)，利用Revit的族庫(kù)功能，快速創(chuàng)建各類建筑構(gòu)件，如墻體、柱子、樓板等，并通過(guò)參數(shù)化設(shè)置，準(zhǔn)確調(diào)整構(gòu)件的尺寸和位置，使其符合設(shè)計(jì)要求。還可利用Revit的協(xié)同工作功能，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)人員同時(shí)在同一模型上進(jìn)行工作，實(shí)時(shí)共享和交流設(shè)計(jì)信息，確保模型的一致性和完整性。在構(gòu)建BIM模型時(shí)，需嚴(yán)格遵循特定流程。首先是項(xiàng)目初始化，確定項(xiàng)目的基本信息，包括項(xiàng)目名稱、位置、規(guī)模等，設(shè)置模型的單位、坐標(biāo)系等參數(shù)，為后續(xù)建模工作奠定基礎(chǔ)。接著進(jìn)行場(chǎng)地建模，通過(guò)導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)，創(chuàng)建地下建筑所在場(chǎng)地的三維地形模型，精確反映場(chǎng)地的地形起伏、地貌特征等信息，為地下建筑的定位和布局提供依據(jù)。在某地下停車場(chǎng)項(xiàng)目中，通過(guò)導(dǎo)入高精度的地形數(shù)據(jù)，利用建模軟件的地形編輯工具，準(zhǔn)確創(chuàng)建出場(chǎng)地的地形模型，清晰展示了停車場(chǎng)與周邊道路、建筑物的相對(duì)位置關(guān)系。隨后進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)建模，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖紙，在軟件中創(chuàng)建地下建筑的主體結(jié)構(gòu)模型，包括墻體、柱子、梁、樓板等構(gòu)件，并準(zhǔn)確設(shè)置構(gòu)件的材質(zhì)、尺寸、連接方式等屬性，確保結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性和合理性。在某地下地鐵站的結(jié)構(gòu)建模中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙，創(chuàng)建了復(fù)雜的車站主體結(jié)構(gòu)模型，包括站臺(tái)層、站廳層、通道等部分，對(duì)每個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的屬性進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)置，為后續(xù)的消防設(shè)計(jì)和分析提供了堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。消防設(shè)施建模是BIM模型建立的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，需依據(jù)消防設(shè)計(jì)方案，在模型中添加各類消防設(shè)施，如消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等，并準(zhǔn)確設(shè)置其參數(shù)和位置，確保消防設(shè)施在模型中的完整性和準(zhǔn)確性。以某地下商場(chǎng)的消防設(shè)施建模為例，在模型中詳細(xì)添加了消火栓、噴淋頭、排煙風(fēng)機(jī)、火災(zāi)探測(cè)器等消防設(shè)施，通過(guò)參數(shù)設(shè)置，準(zhǔn)確確定了每個(gè)設(shè)施的型號(hào)、規(guī)格、保護(hù)范圍等參數(shù)，為后續(xù)的火災(zāi)模擬和消防設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了重要依據(jù)。在模型建立過(guò)程中，還需進(jìn)行碰撞檢查，利用建模軟件的碰撞檢查功能，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、機(jī)電管線等模型元素進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決不同專業(yè)之間的設(shè)計(jì)沖突和碰撞問(wèn)題。在某地下建筑項(xiàng)目中，通過(guò)碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)了消防管道與結(jié)構(gòu)梁、通風(fēng)管道存在多處碰撞，及時(shí)調(diào)整了設(shè)計(jì)方案，避免了施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更和工程延誤，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率。最后進(jìn)行模型整合與優(yōu)化，將各個(gè)專業(yè)的模型進(jìn)行整合，形成完整的地下建筑BIM模型，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，如簡(jiǎn)化模型結(jié)構(gòu)、優(yōu)化模型顯示效果等，提高模型的運(yùn)行效率和可視化效果。在某地下商業(yè)綜合體的模型整合與優(yōu)化中，將建筑、結(jié)構(gòu)、消防、機(jī)電等多個(gè)專業(yè)的模型進(jìn)行了整合，通過(guò)簡(jiǎn)化不必要的模型細(xì)節(jié)、優(yōu)化模型材質(zhì)和光照效果等措施，使模型的運(yùn)行更加流暢，可視化效果更加逼真，方便了設(shè)計(jì)人員和其他相關(guān)人員對(duì)模型的查看和分析。3.2碰撞檢測(cè)與管線綜合優(yōu)化在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中，消防設(shè)施與建筑結(jié)構(gòu)、其他管線的碰撞問(wèn)題是影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工進(jìn)度的關(guān)鍵因素。借助BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)與管線綜合優(yōu)化，能夠提前發(fā)現(xiàn)并解決這些潛在問(wèn)題，確保消防系統(tǒng)的有效運(yùn)行和建筑整體的安全性。BIM技術(shù)通過(guò)整合地下建筑的建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施以及其他各類管線的信息，構(gòu)建出一個(gè)包含豐富細(xì)節(jié)和精確數(shù)據(jù)的三維模型。以某地下商場(chǎng)項(xiàng)目為例，在構(gòu)建BIM模型時(shí)，將建筑的梁、板、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，消火栓、噴淋管道、防排煙風(fēng)管等消防設(shè)施，以及給排水管道、電氣橋架等其他管線的信息全部納入模型中。利用專業(yè)BIM軟件的碰撞檢測(cè)功能，如AutodeskNavisworks、BentleyNavigator等，對(duì)不同專業(yè)模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行全面、細(xì)致的檢查。這些軟件能夠自動(dòng)識(shí)別模型中相互沖突的部分，并以直觀的方式呈現(xiàn)出來(lái)，幫助設(shè)計(jì)人員快速定位和分析問(wèn)題。在碰撞檢測(cè)過(guò)程中，通常會(huì)檢測(cè)到多種類型的碰撞問(wèn)題。消防管道與結(jié)構(gòu)梁、柱的碰撞是較為常見的問(wèn)題之一。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于各專業(yè)設(shè)計(jì)人員之間溝通不暢，或者對(duì)空間關(guān)系的把握不夠準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)消防管道穿越結(jié)構(gòu)梁、柱的情況，這不僅會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的承載能力，還會(huì)影響消防管道的安裝和使用。消防管道與其他管線，如給排水管道、電氣橋架等，也可能發(fā)生碰撞。在某地下停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，通過(guò)BIM技術(shù)的碰撞檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，噴淋管道與電氣橋架在多個(gè)位置相互交叉，導(dǎo)致空間布置不合理，影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)。針對(duì)檢測(cè)出的碰撞問(wèn)題，需要運(yùn)用有效的方法進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于消防管道與結(jié)構(gòu)梁、柱的碰撞，可以通過(guò)調(diào)整消防管道的走向或位置來(lái)解決。在保證消防功能不受影響的前提下，將消防管道避開結(jié)構(gòu)梁、柱，采用繞行或局部抬高、降低的方式進(jìn)行布置。對(duì)于消防管道與其他管線的碰撞，可以根據(jù)各管線的功能和優(yōu)先級(jí)，合理調(diào)整它們的位置和高度。在某地下建筑項(xiàng)目中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴淋管道與電氣橋架碰撞時(shí)，考慮到電氣橋架的安裝高度要求較高，且不宜輕易改動(dòng)，于是將噴淋管道適當(dāng)降低，并調(diào)整了部分噴頭的位置，使兩者之間保持了安全距離，同時(shí)滿足了消防和電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。在優(yōu)化過(guò)程中，還可以利用BIM模型的可視化和參數(shù)化功能，對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行模擬和分析，評(píng)估其對(duì)消防系統(tǒng)性能和建筑空間的影響。通過(guò)三維模型的直觀展示，設(shè)計(jì)人員可以清晰地看到優(yōu)化后的管線布局是否合理，是否便于施工和維護(hù)。利用參數(shù)化功能，可以快速調(diào)整模型中的參數(shù)，如管道直徑、橋架尺寸等，以適應(yīng)不同的設(shè)計(jì)需求，實(shí)現(xiàn)管線綜合的最優(yōu)解。此外，在進(jìn)行碰撞檢測(cè)與管線綜合優(yōu)化時(shí)，需要加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)同合作。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)建立有效的溝通機(jī)制，定期召開協(xié)調(diào)會(huì)議，共同討論和解決碰撞問(wèn)題。在某大型地下綜合體項(xiàng)目中，建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、消防等多個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過(guò)BIM協(xié)同平臺(tái)，實(shí)時(shí)共享和交流設(shè)計(jì)信息，共同參與碰撞檢測(cè)和優(yōu)化工作。在發(fā)現(xiàn)消防管道與結(jié)構(gòu)梁碰撞后，結(jié)構(gòu)工程師及時(shí)調(diào)整了梁的位置和尺寸，消防工程師相應(yīng)地修改了管道的走向，其他專業(yè)人員也根據(jù)調(diào)整后的方案對(duì)各自的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，確保了整個(gè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。3.3火災(zāi)模擬分析火災(zāi)模擬分析是基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)運(yùn)用FDS（FireDynamicsSimulator）等專業(yè)軟件結(jié)合BIM模型，能夠深入研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)的各種現(xiàn)象和參數(shù)變化，為消防設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行火災(zāi)模擬分析時(shí)，首先需將構(gòu)建好的BIM模型導(dǎo)入到FDS軟件中。由于BIM模型包含了地下建筑豐富的幾何信息、物理信息以及材料屬性等，這些信息為火災(zāi)模擬提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而，BIM模型與FDS軟件的數(shù)據(jù)格式和要求存在差異，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，以確保模型能夠在FDS軟件中正確運(yùn)行。例如，利用專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換插件，將Revit創(chuàng)建的BIM模型轉(zhuǎn)換為FDS軟件能夠識(shí)別的格式，同時(shí)對(duì)模型中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)化和調(diào)整，去除不必要的信息，以提高模擬計(jì)算的效率。在FDS軟件中，需要對(duì)模擬參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)置。這些參數(shù)包括火災(zāi)增長(zhǎng)速率、火源功率、環(huán)境溫度、通風(fēng)條件等，它們直接影響著模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性?；馂?zāi)增長(zhǎng)速率通常根據(jù)地下建筑內(nèi)的可燃物類型和分布情況進(jìn)行確定，常見的火災(zāi)增長(zhǎng)類型有慢速、中速、快速和超快速四種。對(duì)于地下商場(chǎng)，由于存在大量的可燃商品，火災(zāi)增長(zhǎng)可能較為迅速，可選擇快速或超快速增長(zhǎng)類型?；鹪垂β蕜t根據(jù)火源的性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行設(shè)定，如電氣火災(zāi)、油類火災(zāi)等的火源功率不同。環(huán)境溫度一般設(shè)置為當(dāng)?shù)氐钠骄h(huán)境溫度，通風(fēng)條件則需要考慮地下建筑的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置，包括通風(fēng)口的位置、大小和通風(fēng)量等。在某地下停車場(chǎng)的火災(zāi)模擬中，根據(jù)停車場(chǎng)內(nèi)的車輛類型和數(shù)量，確定火災(zāi)增長(zhǎng)速率為快速增長(zhǎng)，火源功率設(shè)定為5MW，環(huán)境溫度設(shè)置為25℃，通風(fēng)系統(tǒng)按照實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以模擬火災(zāi)在該環(huán)境下的發(fā)展情況。完成參數(shù)設(shè)置后，即可在FDS軟件中運(yùn)行模擬程序。在模擬過(guò)程中，軟件會(huì)根據(jù)輸入的模型和參數(shù)，計(jì)算火災(zāi)發(fā)生時(shí)的熱傳遞、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程，從而得到火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中的各種參數(shù)變化，如溫度分布、煙霧擴(kuò)散、熱輻射等。通過(guò)對(duì)這些模擬結(jié)果的分析，可以深入了解火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)。在溫度分布方面，能夠清晰地看到火災(zāi)發(fā)生后，不同區(qū)域的溫度隨時(shí)間的變化情況，確定高溫區(qū)域的范圍和發(fā)展趨勢(shì)，為防火分隔和消防設(shè)施的設(shè)置提供依據(jù)。在煙霧擴(kuò)散方面，可以觀察到煙霧的擴(kuò)散路徑和速度，分析煙霧在地下建筑內(nèi)的積聚情況，為排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考。在熱輻射方面，了解熱輻射對(duì)周圍物體和人員的影響，以便采取相應(yīng)的防護(hù)措施。通過(guò)對(duì)某地下建筑火災(zāi)模擬結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)發(fā)生后10分鐘內(nèi)，火源附近區(qū)域的溫度迅速升高至800℃以上，高溫區(qū)域以火源為中心向四周擴(kuò)散；煙霧在通風(fēng)系統(tǒng)的作用下，主要向疏散通道和人員密集區(qū)域擴(kuò)散，對(duì)人員疏散造成嚴(yán)重威脅；熱輻射使得周圍一定范圍內(nèi)的物體溫度升高，存在被引燃的風(fēng)險(xiǎn)。為了更直觀地展示火災(zāi)模擬結(jié)果，可利用FDS軟件自帶的可視化工具或其他專業(yè)的后處理軟件，如Smokeview等，將模擬數(shù)據(jù)以圖形、圖表和動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)三維可視化的方式，可以從不同角度觀察火災(zāi)場(chǎng)景，如溫度場(chǎng)分布、煙霧濃度分布等，使設(shè)計(jì)人員和相關(guān)人員能夠更清晰地了解火災(zāi)發(fā)生時(shí)的情況。還可以生成溫度-時(shí)間曲線、煙霧濃度-時(shí)間曲線等圖表，對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行定量分析，準(zhǔn)確掌握火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)變化。利用Smokeview軟件對(duì)某地下建筑火災(zāi)模擬結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成了火災(zāi)發(fā)生后不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)和煙霧濃度場(chǎng)的三維圖像，以及溫度、煙霧濃度隨時(shí)間變化的曲線。從圖像中可以直觀地看到火災(zāi)發(fā)生15分鐘時(shí)，煙霧已經(jīng)彌漫了大部分地下空間，溫度較高的區(qū)域集中在火源附近和通風(fēng)不暢的角落；從曲線中可以準(zhǔn)確地獲取不同位置在不同時(shí)間的溫度和煙霧濃度值，為消防設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了有力的數(shù)據(jù)支持。3.4疏散模擬與方案優(yōu)化疏散模擬是基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中保障人員安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)運(yùn)用Pathfinder等專業(yè)疏散模擬軟件結(jié)合BIM模型，能夠真實(shí)地模擬人員在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的疏散過(guò)程，為優(yōu)化疏散方案提供科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行疏散模擬時(shí)，首先需將BIM模型導(dǎo)入到Pathfinder軟件中。由于BIM模型包含了地下建筑豐富的幾何信息、空間布局信息以及消防設(shè)施信息等，這些信息為疏散模擬提供了準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而，BIM模型與Pathfinder軟件的數(shù)據(jù)格式和要求存在差異，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，以確保模型能夠在Pathfinder軟件中正確運(yùn)行。例如，利用專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換插件，將Revit創(chuàng)建的BIM模型轉(zhuǎn)換為Pathfinder軟件能夠識(shí)別的格式，同時(shí)對(duì)模型中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)化和調(diào)整，去除不必要的信息，以提高模擬計(jì)算的效率。在Pathfinder軟件中，需要對(duì)模擬參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)置。這些參數(shù)包括人員屬性、疏散行為規(guī)則、疏散時(shí)間等，它們直接影響著模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。人員屬性方面，需要設(shè)置人員的年齡、性別、身體狀況、行走速度等參數(shù)。不同年齡和身體狀況的人員行走速度不同，例如，年輕人的行走速度一般較快，而老年人和兒童的行走速度相對(duì)較慢；男性的行走速度通常比女性稍快。疏散行為規(guī)則方面，需要考慮人員在疏散過(guò)程中的決策行為，如人員會(huì)選擇最短的疏散路徑、跟隨疏散指示標(biāo)志、避免擁擠區(qū)域等。疏散時(shí)間則根據(jù)火災(zāi)發(fā)展的情況和人員疏散的難度進(jìn)行設(shè)定，一般會(huì)設(shè)定一個(gè)合理的疏散時(shí)間上限，以確保人員能夠在火災(zāi)危險(xiǎn)來(lái)臨之前安全疏散。在某地下商場(chǎng)的疏散模擬中，根據(jù)商場(chǎng)的人員構(gòu)成情況，設(shè)置年輕人的行走速度為1.2m/s，老年人和兒童的行走速度為0.8m/s；疏散行為規(guī)則設(shè)定為人員優(yōu)先選擇距離最近的疏散出口，并遵循疏散指示標(biāo)志的引導(dǎo)；疏散時(shí)間設(shè)定為10分鐘，以模擬在火災(zāi)發(fā)生后人員在10分鐘內(nèi)的疏散情況。完成參數(shù)設(shè)置后，即可在Pathfinder軟件中運(yùn)行模擬程序。在模擬過(guò)程中，軟件會(huì)根據(jù)輸入的模型和參數(shù)，計(jì)算人員在地下建筑內(nèi)的疏散路徑、疏散時(shí)間以及人員在疏散過(guò)程中的分布情況等。通過(guò)對(duì)這些模擬結(jié)果的分析，可以深入了解人員疏散的規(guī)律和特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)疏散過(guò)程中存在的問(wèn)題，如疏散通道堵塞、疏散出口設(shè)置不合理等。在某地下建筑的疏散模擬中，通過(guò)分析模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在火災(zāi)發(fā)生后的3-5分鐘內(nèi)，部分疏散通道出現(xiàn)了人員擁堵的情況，導(dǎo)致疏散速度明顯減慢；一些疏散出口附近的人員密度過(guò)大，存在安全隱患。這可能是由于疏散通道的寬度不足，無(wú)法滿足大量人員同時(shí)疏散的需求，或者疏散出口的標(biāo)識(shí)不夠明顯，導(dǎo)致人員在疏散時(shí)無(wú)法快速找到出口。為了優(yōu)化疏散方案，根據(jù)疏散模擬結(jié)果，可以采取一系列針對(duì)性的措施。對(duì)于疏散通道堵塞的問(wèn)題，可以通過(guò)拓寬疏散通道、增加疏散通道的數(shù)量或設(shè)置分流設(shè)施等方式來(lái)緩解擁堵。在某地下商場(chǎng)的疏散方案優(yōu)化中，將部分狹窄的疏散通道寬度增加了0.5米，同時(shí)在一些人員容易聚集的區(qū)域設(shè)置了分流欄桿，引導(dǎo)人員有序疏散，有效提高了疏散通道的通行能力。對(duì)于疏散出口設(shè)置不合理的問(wèn)題，可以調(diào)整疏散出口的位置、增加疏散出口的數(shù)量或改善疏散出口的標(biāo)識(shí)等。在某地下停車場(chǎng)的疏散方案優(yōu)化中，在停車場(chǎng)的另一側(cè)增設(shè)了一個(gè)疏散出口，并在每個(gè)疏散出口處設(shè)置了明顯的標(biāo)識(shí)和照明設(shè)施，使人員能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)快速找到出口，縮短了人員疏散的時(shí)間。還可以通過(guò)模擬不同的疏散方案，比較各種方案的優(yōu)劣，從而選擇最佳的疏散方案。在某地下建筑項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)了三種不同的疏散方案，方案一為保持原有的疏散通道和出口設(shè)置；方案二為拓寬部分疏散通道并增加一些疏散指示標(biāo)志；方案三為在方案二的基礎(chǔ)上，再增設(shè)一個(gè)疏散出口。通過(guò)疏散模擬，對(duì)比三種方案下人員疏散的時(shí)間、疏散過(guò)程中的擁堵情況以及人員的傷亡情況等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)方案三的疏散效果最佳，人員疏散時(shí)間最短，擁堵情況得到了明顯改善，人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)也最低。因此，最終選擇方案三作為該地下建筑的疏散方案。四、BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用案例分析4.1案例項(xiàng)目概況本案例選取了某大型地下商場(chǎng)作為研究對(duì)象，該地下商場(chǎng)位于城市核心商業(yè)區(qū)，地理位置極為重要。商場(chǎng)占地面積達(dá)30000平方米，總建筑面積50000平方米，共分為地下兩層，地下一層主要經(jīng)營(yíng)各類時(shí)尚品牌服飾、化妝品、珠寶首飾等，地下二層為大型超市，商品種類豐富，涵蓋了日常生活的各個(gè)方面。商場(chǎng)內(nèi)部布局復(fù)雜，設(shè)有多個(gè)中庭、通道和出入口，連接著不同的商業(yè)區(qū)域，日均客流量高達(dá)5萬(wàn)人次，節(jié)假日期間客流量更是大幅增加。該地下商場(chǎng)的建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)間距為8米×8米，層高分別為地下一層5米，地下二層4.5米。商場(chǎng)內(nèi)部空間開闊，但也因此增加了火災(zāi)防控和人員疏散的難度。在功能布局上，各商業(yè)區(qū)域之間通過(guò)防火卷簾進(jìn)行分隔，形成相對(duì)獨(dú)立的防火分區(qū)。中庭作為商場(chǎng)的公共空間，起到了連接各個(gè)區(qū)域的作用，但同時(shí)也增加了火災(zāi)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。在消防設(shè)施方面，該商場(chǎng)按照國(guó)家相關(guān)消防規(guī)范要求，配備了較為完善的消防系統(tǒng)。設(shè)置了消火栓系統(tǒng)，在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)均布置了足夠數(shù)量的消火栓，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行滅火。安裝了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，覆蓋商場(chǎng)的各個(gè)區(qū)域，能夠在火災(zāi)初期迅速控制火勢(shì)。還配備了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)分布在商場(chǎng)各個(gè)角落的火災(zāi)探測(cè)器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火災(zāi)情況，一旦發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)。防排煙系統(tǒng)也是必不可少的，通過(guò)合理設(shè)置排煙口和送風(fēng)口，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)排出煙霧，為人員疏散和消防救援創(chuàng)造良好的條件。然而，盡管該商場(chǎng)配備了較為完善的消防設(shè)施，但由于其規(guī)模龐大、功能復(fù)雜、人員密集等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)方法仍難以全面應(yīng)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。在以往的設(shè)計(jì)中，主要依賴二維圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和溝通，各專業(yè)之間的信息共享和協(xié)同設(shè)計(jì)存在困難，導(dǎo)致消防設(shè)施布局和疏散通道設(shè)計(jì)存在一些不合理之處。例如，在二維圖紙上，一些消防管道與結(jié)構(gòu)梁的位置沖突難以直觀發(fā)現(xiàn)，直到施工階段才被察覺，這不僅影響了施工進(jìn)度，還可能導(dǎo)致消防設(shè)施的安裝不符合規(guī)范要求。疏散通道的寬度和標(biāo)識(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)也可能存在考慮不周的情況，一旦發(fā)生火災(zāi)，可能會(huì)影響人員的快速疏散。因此，引入BIM技術(shù)對(duì)該地下商場(chǎng)的火災(zāi)消防設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。4.2BIM模型搭建與應(yīng)用在該地下商場(chǎng)項(xiàng)目中，運(yùn)用AutodeskRevit軟件進(jìn)行BIM模型搭建。首先進(jìn)行項(xiàng)目初始化，明確項(xiàng)目名稱為“某大型地下商場(chǎng)火災(zāi)消防設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目”，項(xiàng)目位置位于城市核心商業(yè)區(qū)，規(guī)模為地下兩層，總建筑面積50000平方米。設(shè)置模型單位為毫米，坐標(biāo)系采用當(dāng)?shù)爻鞘凶鴺?biāo)系，確保模型的準(zhǔn)確性和通用性。接著開展場(chǎng)地建模，通過(guò)導(dǎo)入高精度的地形測(cè)繪數(shù)據(jù)，利用Revit的地形創(chuàng)建工具，精確構(gòu)建出地下商場(chǎng)所在場(chǎng)地的三維地形模型。模型清晰展示了場(chǎng)地的地形起伏、周邊道路以及與相鄰建筑物的位置關(guān)系，為地下商場(chǎng)的定位和布局提供了準(zhǔn)確的地理信息基礎(chǔ)。在建筑結(jié)構(gòu)建模環(huán)節(jié)，依據(jù)建筑設(shè)計(jì)圖紙，逐一創(chuàng)建地下商場(chǎng)的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件。使用Revit的墻體工具創(chuàng)建不同厚度和材質(zhì)的墻體，如防火墻采用耐火極限為3.00h的鋼筋混凝土墻體，普通分隔墻采用200mm厚的加氣混凝土砌塊墻體；利用柱、梁工具精確繪制不同規(guī)格的柱子和梁，柱子采用截面尺寸為600mm×600mm的鋼筋混凝土柱，梁的尺寸根據(jù)不同的跨度和承載要求進(jìn)行合理設(shè)置。在創(chuàng)建樓板時(shí)，設(shè)置樓板的厚度為200mm，材質(zhì)為鋼筋混凝土，并準(zhǔn)確設(shè)定其與墻體、柱子和梁的連接關(guān)系，確保結(jié)構(gòu)模型的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在消防設(shè)施建模方面，依據(jù)消防設(shè)計(jì)方案，在模型中全面添加各類消防設(shè)施。使用Revit的族庫(kù)功能，選取合適的消火栓族，在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)按照規(guī)范要求的間距和位置布置消火栓，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)提供滅火水源。添加自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴頭時(shí)，根據(jù)不同區(qū)域的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)和噴頭的保護(hù)半徑，合理設(shè)置噴頭的類型和位置，如在商場(chǎng)營(yíng)業(yè)區(qū)域采用快速響應(yīng)噴頭，在倉(cāng)庫(kù)區(qū)域采用標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)噴頭。對(duì)于防排煙系統(tǒng)，利用Revit的風(fēng)管和設(shè)備建模工具，準(zhǔn)確繪制排煙風(fēng)管、送風(fēng)管以及排煙風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備的位置和連接關(guān)系，確保排煙系統(tǒng)能夠有效排出火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧，送風(fēng)系統(tǒng)能夠?yàn)槿藛T疏散和消防救援提供新鮮空氣。在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)建模中，布置火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕和警報(bào)裝置等，確?；馂?zāi)能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和報(bào)警。完成各部分建模后，利用Revit的碰撞檢查功能，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施和其他機(jī)電管線進(jìn)行全面的碰撞檢查。檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了多處碰撞問(wèn)題。消防管道與結(jié)構(gòu)梁發(fā)生碰撞，在地下一層的某個(gè)防火分區(qū)，噴淋管道與一根結(jié)構(gòu)梁的位置沖突，導(dǎo)致管道無(wú)法按照原設(shè)計(jì)路線安裝。消防管道與通風(fēng)管道也存在碰撞情況，在地下二層的通道區(qū)域，消火栓管道與通風(fēng)管道交叉，影響了兩者的正常安裝和使用。針對(duì)這些碰撞問(wèn)題，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)BIM協(xié)同平臺(tái)，組織建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、通風(fēng)等專業(yè)人員進(jìn)行討論和協(xié)商。對(duì)于消防管道與結(jié)構(gòu)梁的碰撞，結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)結(jié)構(gòu)梁的位置進(jìn)行了微調(diào)，同時(shí)給排水工程師相應(yīng)地調(diào)整了消防管道的走向，確保管道能夠順利安裝，且不影響結(jié)構(gòu)的承載能力。對(duì)于消防管道與通風(fēng)管道的碰撞，經(jīng)過(guò)協(xié)商，通風(fēng)工程師將通風(fēng)管道適當(dāng)抬高，給排水工程師調(diào)整了消火栓管道的局部位置，使兩者之間保持了安全距離，避免了施工過(guò)程中的沖突和返工。在完成碰撞檢查和問(wèn)題解決后，對(duì)模型進(jìn)行整合與優(yōu)化。將建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、機(jī)電管線等各個(gè)專業(yè)的模型進(jìn)行整合，形成完整的地下商場(chǎng)BIM模型。對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，簡(jiǎn)化模型中一些不必要的細(xì)節(jié)，如刪除一些對(duì)消防設(shè)計(jì)和分析影響較小的裝飾構(gòu)件，提高模型的運(yùn)行效率。優(yōu)化模型的顯示效果，調(diào)整模型的材質(zhì)、光照和渲染參數(shù)，使模型更加逼真，便于設(shè)計(jì)人員和其他相關(guān)人員查看和分析。通過(guò)BIM模型的搭建和應(yīng)用，為后續(xù)的火災(zāi)模擬分析和疏散模擬提供了準(zhǔn)確、完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為地下商場(chǎng)的火災(zāi)消防設(shè)計(jì)優(yōu)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.3消防設(shè)計(jì)優(yōu)化前后對(duì)比在防火分區(qū)方面，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中該地下商場(chǎng)的防火分區(qū)劃分雖滿足基本規(guī)范要求，但通過(guò)BIM模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)與分析后發(fā)現(xiàn)，部分防火分區(qū)的分隔存在不合理之處。例如，在地下一層的某一區(qū)域，由于原設(shè)計(jì)中防火卷簾的位置設(shè)置不夠合理，導(dǎo)致該防火分區(qū)與相鄰防火分區(qū)之間的分隔不夠清晰，存在火災(zāi)蔓延的隱患。在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，借助BIM模型的可視化和分析功能，重新調(diào)整了防火卷簾的位置，使其能夠更有效地分隔防火分區(qū)，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)火勢(shì)能夠被控制在本防火分區(qū)內(nèi)，減少對(duì)其他區(qū)域的影響。優(yōu)化后，各防火分區(qū)的獨(dú)立性和完整性得到了更好的保障，火災(zāi)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。疏散路徑方面，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)主要依據(jù)規(guī)范要求確定疏散通道的寬度和長(zhǎng)度，但對(duì)于人員在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的疏散行為和實(shí)際疏散效率考慮不足。通過(guò)Pathfinder軟件進(jìn)行疏散模擬發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計(jì)的疏散通道在某些區(qū)域存在人員擁堵的問(wèn)題，尤其是在疏散通道的交匯處和出口附近。例如，地下二層超市的一個(gè)疏散通道與樓梯間的連接處，在火災(zāi)模擬疏散過(guò)程中，人員在此處聚集，疏散速度明顯減慢，導(dǎo)致整個(gè)疏散時(shí)間延長(zhǎng)。針對(duì)這一問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)利用BIM模型對(duì)疏散通道進(jìn)行了優(yōu)化，拓寬了部分狹窄的疏散通道，在人員容易聚集的區(qū)域設(shè)置了分流設(shè)施，如增設(shè)疏散指示標(biāo)識(shí)和引導(dǎo)欄桿，引導(dǎo)人員有序疏散。還對(duì)疏散樓梯的位置和形式進(jìn)行了調(diào)整，使其更便于人員疏散。優(yōu)化后，人員疏散過(guò)程更加順暢，疏散時(shí)間明顯縮短。根據(jù)疏散模擬結(jié)果，優(yōu)化前該地下商場(chǎng)在火災(zāi)情況下的人員疏散時(shí)間約為12分鐘，優(yōu)化后縮短至8分鐘，大大提高了人員在火災(zāi)中的逃生幾率。消防設(shè)施布局方面，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中部分消防設(shè)施的布局不夠合理，影響了其滅火和救援效果。通過(guò)BIM模型的碰撞檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，一些消火栓和噴淋頭的位置被其他設(shè)備或障礙物遮擋，無(wú)法在火災(zāi)發(fā)生時(shí)正常使用。例如，在地下一層的一個(gè)店鋪內(nèi)，消火栓被貨架遮擋，難以快速取用。優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，利用BIM模型對(duì)消防設(shè)施的布局進(jìn)行了全面調(diào)整。根據(jù)火災(zāi)模擬分析結(jié)果，重新確定了消火栓、噴淋頭、排煙口等消防設(shè)施的位置，確保其能夠覆蓋到所有火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域，且便于操作和維護(hù)。對(duì)于消火栓，將其設(shè)置在明顯、易于取用的位置，并保證周圍沒有障礙物阻擋；對(duì)于噴淋頭，根據(jù)不同區(qū)域的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)和空間布局，合理調(diào)整其間距和安裝高度，以提高滅火效果。優(yōu)化后，消防設(shè)施的布局更加科學(xué)合理，其在火災(zāi)防控中的作用得到了充分發(fā)揮。在火災(zāi)模擬中，優(yōu)化后的消防設(shè)施能夠更快速地響應(yīng)火災(zāi)，有效控制火勢(shì)蔓延，為人員疏散和消防救援提供了更有力的支持。4.4應(yīng)用效果評(píng)估通過(guò)在某大型地下商場(chǎng)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行火災(zāi)消防設(shè)計(jì)優(yōu)化，從多個(gè)維度對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示BIM技術(shù)在提升安全性、控制成本、縮短工期等方面成效顯著。在安全性提升方面，借助BIM技術(shù)的火災(zāi)模擬分析，精準(zhǔn)地了解了火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火勢(shì)蔓延、煙霧擴(kuò)散和溫度變化情況。模擬結(jié)果顯示，優(yōu)化前，火災(zāi)發(fā)生10分鐘后，煙霧將迅速?gòu)浡蟛糠譅I(yíng)業(yè)區(qū)域，人員疏散路徑將被嚴(yán)重遮擋，且部分區(qū)域溫度將超過(guò)600℃，對(duì)人員生命安全構(gòu)成極大威脅。優(yōu)化后，通過(guò)調(diào)整防火分區(qū)和優(yōu)化防排煙系統(tǒng)，煙霧在15分鐘內(nèi)得到有效控制，僅在火源附近小范圍區(qū)域擴(kuò)散，人員疏散路徑清晰，且高溫區(qū)域得到有效限制，大部分區(qū)域溫度保持在300℃以下，為人員疏散和消防救援爭(zhēng)取了更多時(shí)間，大大提高了地下商場(chǎng)在火災(zāi)情況下的安全性。疏散模擬分析也表明，優(yōu)化后的疏散方案使人員疏散時(shí)間縮短了30%以上，從原來(lái)的12分鐘縮短至8分鐘以內(nèi)，人員疏散效率顯著提高，有效降低了人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。成本控制是項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的重要考量因素，BIM技術(shù)在這方面也發(fā)揮了積極作用。在設(shè)計(jì)階段，利用BIM技術(shù)的碰撞檢測(cè)功能，提前發(fā)現(xiàn)并解決了消防設(shè)施與建筑結(jié)構(gòu)、其他管線之間的碰撞問(wèn)題，避免了施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更和返工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，該地下商場(chǎng)項(xiàng)目共發(fā)現(xiàn)并解決了50余處碰撞問(wèn)題，減少了因設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致的材料浪費(fèi)和人工成本增加，直接節(jié)約成本約50萬(wàn)元。在消防設(shè)施選型和布局優(yōu)化方面，BIM技術(shù)通過(guò)模擬不同方案的消防效果，幫助設(shè)計(jì)人員選擇了最經(jīng)濟(jì)合理的消防設(shè)施配置方案，避免了過(guò)度配置造成的成本浪費(fèi)。通過(guò)優(yōu)化消防設(shè)施布局，減少了不必要的消防設(shè)備數(shù)量，同時(shí)提高了消防設(shè)施的使用效率，間接節(jié)約成本約30萬(wàn)元。在工期縮短方面，BIM技術(shù)同樣展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，各專業(yè)之間的溝通協(xié)作主要依賴二維圖紙和會(huì)議，信息傳遞不及時(shí)、不準(zhǔn)確，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)沖突和誤解，從而延誤工期。而BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員可以在同一個(gè)三維模型上實(shí)時(shí)共享和交流設(shè)計(jì)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，避免了因溝通不暢導(dǎo)致的設(shè)計(jì)延誤。在該地下商場(chǎng)項(xiàng)目中，通過(guò)BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，各專業(yè)之間的溝通效率提高了50%以上，設(shè)計(jì)周期縮短了約20天。在施工階段，利用BIM模型進(jìn)行施工模擬，提前規(guī)劃施工順序和施工方法，合理安排施工資源，有效避免了施工過(guò)程中的混亂和延誤。通過(guò)施工模擬，發(fā)現(xiàn)并解決了施工過(guò)程中的10余個(gè)潛在問(wèn)題，如施工場(chǎng)地狹窄導(dǎo)致材料堆放困難、施工工序不合理導(dǎo)致施工效率低下等，確保了施工的順利進(jìn)行，施工工期縮短了約30天，為項(xiàng)目的早日投入使用奠定了基礎(chǔ)。五、基于BIM的地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題與對(duì)策5.1存在的問(wèn)題盡管BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，仍面臨著諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題在一定程度上制約了BIM技術(shù)的推廣和應(yīng)用效果。數(shù)據(jù)共享與協(xié)同障礙是當(dāng)前面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一。不同參與方在項(xiàng)目中使用的BIM軟件種類繁多，如AutodeskRevit、BentleyArchitecture、ArchiCAD等，這些軟件的數(shù)據(jù)格式和存儲(chǔ)方式各異，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這導(dǎo)致在數(shù)據(jù)傳遞和共享時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、格式不兼容等情況。在某地下建筑項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)單位使用AutodeskRevit軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而施工單位使用BentleyArchitecture軟件進(jìn)行施工管理，當(dāng)設(shè)計(jì)單位將BIM模型交付給施工單位時(shí)，由于軟件不兼容，部分構(gòu)件的信息丟失，如消防設(shè)施的型號(hào)、參數(shù)等，施工單位需要重新核對(duì)和補(bǔ)充這些信息，這不僅增加了工作量，還容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響了項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量。不同參與方在項(xiàng)目中的職責(zé)和利益訴求不同，導(dǎo)致在協(xié)同工作過(guò)程中溝通不暢、協(xié)作效率低下。設(shè)計(jì)單位更關(guān)注設(shè)計(jì)方案的合理性和創(chuàng)新性，而施工單位則更注重施工的可行性和成本控制，雙方在BIM模型的使用和維護(hù)過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)閷?duì)模型的理解和操作不同而產(chǎn)生分歧，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行協(xié)調(diào)。專業(yè)人才短缺是限制BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中深入應(yīng)用的重要因素。BIM技術(shù)的應(yīng)用需要具備多方面知識(shí)和技能的復(fù)合型人才，他們不僅要掌握建筑設(shè)計(jì)、消防工程等專業(yè)知識(shí)，還要熟練掌握BIM軟件的操作，具備一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析能力。然而，目前市場(chǎng)上這類復(fù)合型人才相對(duì)匱乏。在高校教育中，雖然一些院校已經(jīng)開設(shè)了BIM相關(guān)課程，但教學(xué)內(nèi)容往往側(cè)重于理論知識(shí)，實(shí)踐操作環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后難以快速適應(yīng)實(shí)際工作的需求。例如，某高校建筑專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)BIM課程后，雖然對(duì)BIM技術(shù)的原理和基本操作有了一定了解，但在實(shí)際參與地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，面對(duì)復(fù)雜的模型構(gòu)建和火災(zāi)模擬分析任務(wù)，仍然感到力不從心，無(wú)法獨(dú)立完成工作。企業(yè)對(duì)BIM人才的培養(yǎng)和引進(jìn)重視程度不夠，缺乏完善的人才培養(yǎng)體系和激勵(lì)機(jī)制，難以吸引和留住優(yōu)秀的BIM人才。許多企業(yè)在項(xiàng)目中只是簡(jiǎn)單地使用BIM技術(shù)進(jìn)行建模，沒有充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也沒有為員工提供足夠的培訓(xùn)和發(fā)展機(jī)會(huì)，導(dǎo)致員工對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用水平難以提升。軟件功能與兼容性問(wèn)題也給BIM技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了困擾。雖然目前市場(chǎng)上的BIM軟件功能日益強(qiáng)大，但在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)的一些特定需求方面，仍存在不足。在火災(zāi)模擬分析方面，現(xiàn)有的BIM軟件與專業(yè)的火災(zāi)模擬軟件之間的集成度不夠高，數(shù)據(jù)交互不夠順暢。例如，在將BIM模型導(dǎo)入火災(zāi)模擬軟件進(jìn)行分析時(shí)，需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，而且轉(zhuǎn)換后的模型可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如模型精度降低、部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失等，影響了模擬分析的準(zhǔn)確性和可靠性。不同軟件之間的兼容性差，也給BIM技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了不便。除了前面提到的BIM軟件之間的數(shù)據(jù)格式不兼容問(wèn)題外，BIM軟件與其他相關(guān)軟件，如CAD、項(xiàng)目管理軟件等，也存在兼容性問(wèn)題。在某地下建筑項(xiàng)目中，需要將BIM模型與CAD圖紙進(jìn)行對(duì)比和整合，但由于軟件兼容性問(wèn)題，無(wú)法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，需要通過(guò)第三方軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了工作的復(fù)雜性和難度。5.2解決對(duì)策針對(duì)上述問(wèn)題，需從數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)體系構(gòu)建、軟件研發(fā)與優(yōu)化等多方面著手，全面推動(dòng)BIM技術(shù)在地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)中的高效應(yīng)用。制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)同機(jī)制是解決數(shù)據(jù)共享與協(xié)同障礙的關(guān)鍵。行業(yè)協(xié)會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)化組織應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，制定統(tǒng)一的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，明確不同軟件之間的數(shù)據(jù)交換格式和接口規(guī)范，確保數(shù)據(jù)在不同軟件和參與方之間能夠準(zhǔn)確、完整地傳遞。建立基于云平臺(tái)的BIM協(xié)同工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各參與方在同一平臺(tái)上實(shí)時(shí)共享和交流BIM模型及相關(guān)信息，提高協(xié)同工作效率。通過(guò)該平臺(tái)，設(shè)計(jì)單位、施工單位、消防部門等可以共同參與地下建筑火災(zāi)消防設(shè)計(jì)，及時(shí)溝通和解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)單位在平臺(tái)上上傳BIM模型后，施工單位可以實(shí)時(shí)查看模型信息，提出施工可行性建議；消防部門可以依據(jù)模型進(jìn)行消防審核，及時(shí)反饋審核意見，設(shè)計(jì)單位根據(jù)意見進(jìn)行修改，形成一個(gè)高效的協(xié)同工作流程。構(gòu)建完善的人才培養(yǎng)體系是解決專業(yè)人才短缺問(wèn)題的根本途徑。高校應(yīng)加強(qiáng)BIM相關(guān)專業(yè)課程的建設(shè)，優(yōu)化課程設(shè)置，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠接觸到實(shí)際項(xiàng)目案例，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和解決問(wèn)題的能力。與企業(yè)建立合作關(guān)系，開展實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等活動(dòng)，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，使學(xué)生畢業(yè)后能夠快速適應(yīng)工作崗位的需求。例如，某高校與當(dāng)?shù)氐慕ㄖO(shè)計(jì)公司和施工企業(yè)合作，