面向火灾应急疏散的三维建筑信息模型研究

随着城市建筑内部空间的复杂程度提高，房屋建筑实体日益呈现出大立体、精细化、动态变化特征，城市楼宇的智能管理和控制、室内空间的应急疏散与救援等成为制约和谐社会、可持续发展和城市安全的重大难题。针对越来越严重的复杂建筑物火灾应急疏散难题，本项目系统研究建筑物室内外三维层次结构及其空间关系、室内空间设施布局与可用程度（有效性）以及空间可达性的高性能高精度分析等关键问题，建立复杂建筑物的多层次三维语义信息模型，发展辅助火灾应急疏散的可通达空间、疏散路径和救援方案高效的量化分析算法，为复杂建筑物危机管理、设施精细管理与智能建筑应用等提供新的有效的支撑。

自美国“911”事件后，上海“11•15”重大火灾事故让我们再次陷入城市楼宇火灾应急的恐慌，应对复杂、高层建筑室内火灾应急反应的需求日益迫切，关注的焦点也从整体、宏观、抽象转到室内局部、微观、细致。如何充分识别并利用有限的建筑逃生空间，提供快速准确的应急疏散和救援已经成为亟待解决的关键科学问题之一。本项目按照计划任务书，较好的完成了计划任务，取得的主要研究成果如下：首先，提出了一种面向室内火灾动态疏散的三维建筑信息模型：该模型充分结合建筑防火专题语义信息，建立了面向建筑物内部空间划分与通达性分析的一体化语义表达，并结合防火部件层次的动态特征，支持建筑物内部空间与部件关联关系的动态分析能力，发展面向室内火灾动态疏散过程的三维建筑信息模型。其次，提出基于防火分区、顾及设施有效性与空间通达性的室内应急疏散动态决策方法：该方法首先基于语义信息模型，建立建筑三维空间的多层次拓扑表达（包括宏观语义与微观占据网格），进一步通过结合设施有效性与空间通达性语义事件规则，建立基于事件的室内应急疏散网络动态更新方法，从而满足室内应急疏散的动态决策分析。最后，设计原型试验并结合多情景疏散模拟进行实验验证与分析，初步验证模型与方法的可行性，为建立新一代智能建筑、动态应急决策提供理论方法和新思路。