許迅

摘 要：大型商業(yè)綜合體建筑的功能復(fù)雜，人流量較大，占地空間也大，一旦發(fā)生火災(zāi)勢(shì)必會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。建立最優(yōu)的人員疏散系統(tǒng)是商場(chǎng)消防安全措施的核心內(nèi)容，但是目前一些大型商場(chǎng)因建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題或者是方案不到位導(dǎo)致疏散存在問(wèn)題，為了進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案，可以借助于完備的應(yīng)急管理系統(tǒng)和高效的疏散策略?；诖耍灾猩绞欣蜕虡I(yè)中心作為研究對(duì)象，對(duì)商業(yè)綜合體建筑的消防疏散設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與研究，為提高中山市利和商業(yè)中心的疏散能力提供科學(xué)合理的建議，給顧客創(chuàng)造一個(gè)安全的消費(fèi)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：Revit；Pathfinder；疏散能力；最優(yōu)路徑；建筑防火

中圖分類(lèi)號(hào)：TU998.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2023）01-0127-02

0 引言

大型的商業(yè)綜合體建筑的構(gòu)造比較的復(fù)雜，尤其是在節(jié)假日、周末，或者是工作日17：00或18：00之后人員會(huì)比較密集，如果管理者對(duì)于樓層的結(jié)構(gòu)不熟悉，發(fā)生火災(zāi)時(shí)的疏散能力就會(huì)更差，因此就會(huì)對(duì)商場(chǎng)中工作人員和顧客的疏散逃生效率產(chǎn)生影響。

因此，制訂合理的應(yīng)急預(yù)案來(lái)提高疏散的秩序及能力很有必要?；诖?，本文以中山市利和商業(yè)中心為例，基于Revit和Pathfinder技術(shù)入手，以實(shí)際案例入手，對(duì)建筑疏散能力進(jìn)行模擬，希望可以對(duì)相關(guān)商業(yè)體人員疏散提供參考。

1 相關(guān)概述

1.1 中山市利和商業(yè)中心介紹

利和商業(yè)中心位于中山市古鎮(zhèn)鎮(zhèn)同興路與沙古公路交匯處，總建筑面積為189 893.51 m2，規(guī)劃為地下3層，地上60層，高295 m，地下車(chē)庫(kù)總設(shè)計(jì)停車(chē)輛為691輛，為一類(lèi)高層公共建筑。

1.2 Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)介紹

Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)可以對(duì)根據(jù)建筑信息進(jìn)行墨制作，利用該軟件所帶的API接口，加上.NET開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言就可以應(yīng)用在很多的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)中[1]。

1.3 Pathfinder軟件介紹

Pathfinder是一款人員疏散模擬軟件，提供火災(zāi)疏散功能，可以在軟件構(gòu)建火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，可以構(gòu)建煙霧以及火，通過(guò)動(dòng)態(tài)的模擬動(dòng)畫(huà)設(shè)置疏散流程[2]。

2 基于Revit和Pathfinder的中山市利和商業(yè)中心人員防火疏散

2.1 獲取建筑模型的建筑信息

對(duì)商業(yè)體進(jìn)行疏散能力評(píng)估要做的第一步就是獲取相關(guān)的建筑信息。首先需要通過(guò)Revit API函數(shù)的調(diào)用方式獲取該建筑的模型信息。之后利用Revit中的BuiltInCategory.OST_Doors對(duì)建筑體中的門(mén)、窗個(gè)數(shù)進(jìn)行掌握，從而明晰影響疏散的指標(biāo)及制定螞蟻算法的參數(shù)設(shè)定問(wèn)題。

2.2 模型的建立

本節(jié)使用 Revit 建立三維模型，將建筑體的信息全部導(dǎo)入進(jìn)Pathfinder ，從而進(jìn)行應(yīng)急的路線(xiàn)規(guī)劃制作，結(jié)合綜合體建筑日常的人員信息情況進(jìn)行設(shè)定，之后進(jìn)行模擬，利用模型對(duì)疏散方案進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整。

2.2.1 防火疏散研究Revit模型構(gòu)建

中山利和商業(yè)中心為地下3層，地上60層，高295 m，相關(guān)圖紙可以利用 CAD 進(jìn)行繪制。結(jié)合途中信息，可以采用Revit進(jìn)行三維建模。

2.2.2 Revit模型導(dǎo)入Pathfinder

將 Revit 通過(guò)建立合理路徑導(dǎo)入疏散軟件 Pathfinder 中，在 Pathfinder 軟件中調(diào)整模型[3]。

2.2.3 人員模型參數(shù)定義及放置

疏散模型構(gòu)建完成后，需要對(duì)參與模擬的人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。第一是人員信息描述，包括身高、肩寬、速度等。依據(jù)人體工學(xué)原理和GB/T 10000-1988，對(duì)人員的身高、肩寬定義為男性（167.8 cm和37.5cm ），女性（157.0 cm，35.1 cm）。人員速度有水平面的疏散速度及樓梯下行速度，結(jié)合學(xué)者謝瑋在《考慮能見(jiàn)度狀況的個(gè)體及小群體疏散實(shí)驗(yàn)研究》里的結(jié)果，此次模擬中，將男女在水平位置的疏散及下樓梯的疏散速度定為男性水平速度3.3 m/s 和女性疏散速度2.4 m/s[4]。下行疏散速度數(shù)值設(shè)定為男性樓梯下行速度2.0 m/s 和女性樓梯下行速度1.5 m/s。

第二是人員的行為定義，主要是指人員逃生時(shí)出口及路線(xiàn)選擇。根據(jù)實(shí)際情況，同時(shí)考慮到波動(dòng)范圍，將總疏散人數(shù)設(shè)定為10 000人。對(duì)高商業(yè)體進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中山利和商業(yè)中心顧客及工作人員，主要分布在1～7層、39～60層，主要在酒店、餐廳、商場(chǎng)營(yíng)業(yè)廳等地方。中山市利和商業(yè)中心的商業(yè)領(lǐng)域比較廣，在不同時(shí)間段，人員分布也有區(qū)別。因此，為了更加貼近實(shí)際，本文選擇的是幾個(gè)比較典型的時(shí)間段分別是9：30（人員上班時(shí)間）、17：00（顧客購(gòu)物娛樂(lè)時(shí)間）、12：30（吃飯時(shí)間）、22：00（閉場(chǎng)時(shí)間）進(jìn)行人員疏散模擬，并列出在這3個(gè)時(shí)段時(shí)主要建筑物內(nèi)人員分布情況。模擬中男女隨機(jī)分配在閣樓層，比例為1∶1。

2.3 應(yīng)急疏散模擬結(jié)果與分析

2.3.1疏散方案模擬結(jié)果

將疏散時(shí)間定在17：00，利用Pathfinder 軟件進(jìn)行疏散模擬，模擬如圖1所示。

原有的應(yīng)急疏散方案為：1～7層主要疏散到室外以及10層的避難層，39～60層可以疏散到21、31、41、52層的避難層，模擬疏散時(shí)間為387 s。

2.3.2 人員分配優(yōu)化

通過(guò)對(duì)中山市利和商業(yè)中心原有的疏散路徑進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，之前的疏散方案較為死板，很多可以用來(lái)的避險(xiǎn)的位置沒(méi)有用到，疏散點(diǎn)太少，導(dǎo)致人員疏散時(shí)容易產(chǎn)生焦躁情緒，造成恐慌，疏散難度增大，造成踩踏事故引發(fā)傷亡[5]。

因此在分析之后，結(jié)合原有方案進(jìn)行優(yōu)化，將因素都考慮進(jìn)去，在路徑上及疏散路線(xiàn)上的人員分配都進(jìn)行了優(yōu)化，將4、45、55層都增加為避難區(qū)域，在人員太多的時(shí)候進(jìn)行人群分流。這成功解決了疏散的時(shí)候出口較為擁堵的問(wèn)題，最終改進(jìn)的模擬疏散方案時(shí)間為345.5 s，比原有的方案快了41.5 s。為了獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在人員較多的12：30（吃飯時(shí)間）和22：00（閉場(chǎng)時(shí)間）各取了兩個(gè)方案進(jìn)行疏散模擬，根據(jù)疏散時(shí)間選取了最優(yōu)方案。

2.4 提高疏散能力的建議

通過(guò)對(duì)中山市利和商業(yè)中心進(jìn)行失火疏散模擬發(fā)現(xiàn)，此次選擇的Revit模型進(jìn)行模擬，結(jié)果還是比較合理，符合制定模型時(shí)的規(guī)定要求。結(jié)合模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在失火的時(shí)候，樓道其實(shí)是最堵的地方。疏散中，人們會(huì)先選擇有疏散標(biāo)志的地方進(jìn)行疏散，因此選擇相同路線(xiàn)的人多了，就會(huì)降低疏散能力。所以在消防疏散設(shè)施較多的地區(qū)，疏散時(shí)間相對(duì)較少。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，針對(duì)仿真建筑模型的不足提出了以下建議。

第一，根據(jù)對(duì)疏散結(jié)果的分析，可對(duì)走廊寬度進(jìn)行擴(kuò)充，減少疏散時(shí)的擁擠，避免產(chǎn)生踩踏時(shí)間。擴(kuò)大一樓至二層之間的樓梯寬度，減少施工設(shè)施瓶頸造成的擁堵，提高建筑疏散能力。

第二，疏散路徑選擇不同的疏散算法，最終計(jì)算的疏散能力將會(huì)有所不同。通過(guò)采用多種疏散算法的并行計(jì)算模式，對(duì)各算法的操作結(jié)果進(jìn)行整合，所選擇的疏散路徑將比單一算法所選擇的疏散路徑更加科學(xué)。

3結(jié)語(yǔ)

公共建筑中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尤其是大型的綜合市場(chǎng)，人員比較密集，火災(zāi)的荷載比較大，隱患也非常多，而在火災(zāi)發(fā)生之后能采用高效的逃難路徑規(guī)劃，減少疏散時(shí)間，對(duì)于人民生命財(cái)產(chǎn)安全來(lái)說(shuō)非常重要。本文以中山市利和商業(yè)中心為例，利用Revit 模型，將建筑信息導(dǎo)入Pathfinder 軟件，模擬該建筑在失火的情況下逃生的路徑。為了解決Revit 模型中的最短路徑問(wèn)題，本文采用螞蟻算法來(lái)進(jìn)行模型建立，希望可以給該建筑的安全疏散路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)提供一些思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 李洪巖.基于Pathfinder的地下商場(chǎng)消防安全疏散模擬[J].山西建筑，2017， 43（20）：130-132.

[2] 許嘯陽(yáng)，顧美娣，郁潔，等.基于Revit和Pathfinder的老年社區(qū)人流仿真模擬研究[J]. 住宅與房地產(chǎn)，2018，501（16）：50-51.

[3] 何欣，常力，謝飛，等.基于Revit和Pathfinder的商場(chǎng)類(lèi)建筑安全疏散研究[J].南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016，49（6）：7.

[4] 謝瑋.考慮能見(jiàn)度狀況的個(gè)體及小群體疏散實(shí)驗(yàn)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2019.

[5] 張蒙.基于BIM的高層建筑消防應(yīng)急疏散仿真研究[D].西安：西安理工大學(xué)2020.