第五讲基于BIM的地铁车站火灾模拟与疏散仿真.pptx
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1、基于基于基于基于BIMBIMBIMBIM的地铁车站火灾模拟与疏散的地铁车站火灾模拟与疏散的地铁车站火灾模拟与疏散的地铁车站火灾模拟与疏散仿真仿真仿真仿真2019年7月第五讲石家庄铁道大学石家庄铁道大学 吕希奎吕希奎2一、地铁车站应急管理BIM模型建模地铁车站建筑结构模型一般包括地铁车站建筑结构模型一般包括墙、梁、板、柱、门窗墙、梁、板、柱、门窗等基等基础构件,需要获取的信息主要为相关尺寸、空间位置、材质础构件,需要获取的信息主要为相关尺寸、空间位置、材质信息等。以某地下两层岛式车站为例建立地铁车站建筑结构信息等。以某地下两层岛式车站为例建立地铁车站建筑结构模型,该车站地下一层为站厅层,地下二层
2、为站台层。模型,该车站地下一层为站厅层,地下二层为站台层。某地铁车站应急管理某地铁车站应急管理BIMBIM模型展示模型展示1.地铁车站建筑结构模型3 添加添加地铁车站地铁车站基础构件时除了基础构件时除了注意尺寸、位置注意尺寸、位置等参数,还应等参数,还应添加相应的材质信息。必要时,必要时,对部分基础构件,对部分基础构件,如防火分区墙等,如防火分区墙等,添加耐火等级等添加耐火等级等信息,以供后期信息,以供后期进行火灾模拟进行火灾模拟使使用用。一、地铁车站应急管理BIM模型建模站站厅厅层层防防火火分分区区墙墙基基本本信信息息1.地铁车站建筑结构模型站厅模型剖面图站台模型剖面图一、地铁车站应急管理B
3、IM模型建模1.地铁车站建筑结构模型5一、地铁车站应急管理BIM模型建模站台层空间展示站台层空间展示站厅站厅层空层空间展间展示示1.地铁车站建筑结构模型6一、地铁车站应急管理BIM模型建模隐藏部分图元后的楼梯展示隐藏部分图元后的楼梯展示1.地铁车站建筑结构模型7一、地铁车站应急管理BIM模型建模2.地铁车站基础设施模型基础设施模型包括售票机、闸机、扶梯、屏蔽门、疏散标志等,在Revit平台下,没有某些基础设施没有标准的族样,所以大部分基础设施模型需要通过搜集相关资料进行单独内建。扶梯建模效果展示扶梯建模效果展示8一、地铁车站应急管理BIM模型建模2.地铁车站基础设施模型闸机及隔离栏杆建模效果展
4、示闸机及隔离栏杆建模效果展示9一、地铁车站应急管理BIM模型建模2.地铁车站基础设施模型 屏蔽门建模效果展示屏蔽门建模效果展示10二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟将BIM技术与Pyrosim火灾模拟软件结合,利用BIM技术的优势,优化原有的工作流程,在Pyrosim中实现基于BIM的火灾模拟。Pyrosim软件集成了FDS火灾模拟软件中的FDS和SmokeView两个部分。它能提供一个图形用户界面,自动完成FDS文件的编写,建模完成后,可调用FDS计算核心,然后调用SmokeView进行计算结果后处理并显示。11二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟1.Revit软件与Pyrosim软件
5、数据交流Revit软件和Pyrosim软件数据流通的通用文件格式为DXF格式。将地铁车站BIM模型从Revit中导出为DXF格式,然后将DXF文件导入进Pyrosim中。DXF文件导入文件导入Pyrosim效果展示效果展示12二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟2.地铁车站BIM模型建立地铁车站BIM模型是对整个地铁车站的3D数字化真实的描述,为火灾模拟与应急疏散仿真提供基础环境,所建立的地铁车站BIM模型为两层岛式地下车站,其中地下一层、二层分别为站厅层和站台层。名称名称参数参数数值数值站台层站台层长118m宽12 m站厅层站厅层长95 m宽21.5 m站台层与站厅层高差站台层与站厅层高差
6、高差5.0 m扶梯扶梯数量3部(直梯1,楼梯2)出入口出入口数量4个检票口检票口数量4个相邻的闸机相邻的闸机中心距离0.85m跨度长1.2m13二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟2.地铁车站BIM模型建立地铁车站站厅层地铁车站站厅层平面平面地铁车站站台层地铁车站站台层平面平面14二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟3.基于BIM与Pyrosim的火灾模拟流程建立模型PyrosimFDSSmokeview结果分析烟气蔓延过程温度分布CO浓度分布可见度分布模拟运算设定模拟参数火灾模拟运算创建网格创建表面创建障碍物创建通风口创建火源创建探测设备设定反应与材料设置截面15二、基于BIM的Pyro
7、sim火灾模拟4.边界条件与火源参数边界条件边界条件与火源与火源参数表参数表序号序号类型类型参数参数1 1火源位置站台层中心,且无列车停靠2 2仿真运行时间600s3 3环境初始温度204 4环境初始相对湿度505 5应急通风方式站台主风机和两侧站间辅助风机同时排风6 6火灾增长类型快速火7 7火灾热释放速率5MW8 8火源功率增长系数0.0469kW/S216二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟5.地铁车站火灾模拟网格划分由于疏散模型都必须对建筑空间进行描述,以模拟人员在建筑内部的疏散过程。因此,需要对所建的地铁车站BIM模型进行网格细分,共划分397500个0.5 m0.5 m0.5 m
8、立方体小网格。地铁车站火灾模拟网格划分分布图地铁车站火灾模拟网格划分分布图17二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟6.火灾模拟热电偶布与切片布置为量测对应关键位置点温度、可见度和CO浓度随时间的变化,本次模拟中将四个出入口与站厅层交接位置分别布置四组热电偶,分别在站厅层以及站台层距地面高1.5m处布置切片。地铁车站火灾模拟热电偶布置图地铁车站火灾模拟热电偶布置图18二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟6.火灾模拟热电偶布与切片布置地铁车站火灾地铁车站火灾模拟模拟切片切片布置图布置图19二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟7.铁车站内火灾烟气模拟结果与分析(a)T=50s(a)T=50s
9、(b)T=70s (b)T=70s(c)T=125s(c)T=125s (d)T=157s(d)T=157s 20二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟(a)T=50s(a)T=50s 在50s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到离火源较近的楼梯口就蔓延到站厅层站厅层,并上升到站厅层顶部并向周边蔓延,站厅层迅速有烟气存在;7.铁车站内火灾烟气模拟结果与分析21二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟(b)T=70s(b)T=70s 在70s70s时时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到离火源较近的楼梯口就蔓延到站厅层站厅层,并上升到站厅层顶部并向周边蔓延,站厅层迅速有烟气存在;7.铁车站内火灾烟气
10、模拟结果与分析22二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟(C)T=125s(C)T=125s 在125s时时,在站台和站台层公共区域已充满已充满大量大量的烟气;7.铁车站内火灾烟气模拟结果与分析23二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟(d)T=157s(d)T=157s 在157s时站台、站台层公共区域基本充满烟气基本充满烟气,人员已无法疏散逃生。7.铁车站内火灾烟气模拟结果与分析24二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟8.地铁车站内火灾温度模拟结果与分析(a)(a)T=80s T=80s (b)(b)T=160s T=160s(c)(c)T=230s T=230s (d)(d)T=420
11、s T=420s 25二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟8.地铁车站内火灾温度模拟结果与分析(a)(a)T=80s T=80s 在火灾发生后的80s左右站台层温度迅速升高,站厅层升高相对较慢26二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟8.地铁车站内火灾温度模拟结果与分析(b)T=160s(b)T=160s 在在160s左右时,站台层中间的楼梯口周围已处于危时,站台层中间的楼梯口周围已处于危险状态,已影响人员逃生险状态,已影响人员逃生27二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟8.地铁车站内火灾温度模拟结果与分析(c)T=230s(c)T=230s 在在230s左右时,站台层左侧的扶梯处也达到危
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