基于BIM的地铁车站火灾模拟与疏散仿真
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6.火灾模拟热电偶布与切片布置
地铁车站火灾模拟切片布置图
18
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
(b) T=70s
(c) T=125s
(d) T=157s
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
3. 基于BIM与Pyrosim的火灾模拟流程
Pyrosim
建立模型
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
FDS
模拟运算
Smokeview
结果分析
设定模拟参数
火灾模拟运算 烟气蔓延过程 温度分布 CO浓度分布 可见度分布
14
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
21
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
(C) T=125s
➢在125s时时，在站台和站台层公共区域已充满 大量的烟气；
22
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
(d) T=157s
➢在157s时站台、站台层公共区域基本充满烟气， 人员已无法疏散逃生。
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
17
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
4. 边界条件与火源参数
序号 1 2 3 4
5
6 7 8
边界条件与火源参数表
类型 火源位置 仿真运行时间 环境初始温度 环境初始相对湿度
应急通风方式
火灾增长类型 火灾热释放速率 火源功率增长系数
参数 站台层中心，且无列车停靠 600s 20℃ 50％ 站台主风机和两侧站间辅助 风机同时排风
快速火 5MW 0.0469kW/S2
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BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
站台层空间展示 站厅 层空 间展 示
5
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
隐藏部分图元后的楼梯展示
6
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
15
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 m×0.5 m×0.5 m立方体小网格。
地铁车站火灾模拟网格划分分布图
16
10
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
1. Revit软件与Pyrosim软件数据交流 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Pyrosim效果展示
11
23
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) T=80s (c) T=230s
(b) T=160s
(d) T=420s
相邻的闸机
参数 长 宽 长 宽 高差
数量
数量
数量
中心距离 跨度长
数值 118m 12 m 95 m 21.5 m 5.0 m
3部（直梯1，楼梯2）
4个
4个
0.85m 1.2m
12
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2.地铁车站BIM模型建立
地铁车站站厅层平面
地铁车站站台层平面
13
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
添加地铁车站
站
基础构件时除了
厅
注意尺寸、位置
层
等参数，还应添
防
加相应的材质
火
信息。必要时，
对部分基础构件， 如防火分区墙等， 添加耐火等级等 信息，以供后期 进行火灾模拟使 用。
分 区 墙 基 本 信 息
3
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
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 站台层
站厅层 站台层与站厅层高差
扶梯 出入口 检票口
第五讲
2020年6月
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
地铁车站建筑结构模型一般包括墙、梁、板、柱、门窗等基 础构件，需要获取的信息主要为相关尺寸、空间位置、材质 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Biblioteka Baidu厅层，地下二层为站台层。
某地铁车站应急管理BIM模型展示
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
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
闸机及隔离栏杆建模效果展示
8
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
➢在50s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 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；
20
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
(b) T=70s
➢在70s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 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；
2. 地铁车站基础设施模型
屏蔽门建模效果展示
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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。
地铁车站火灾模拟切片布置图
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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
(b) T=70s
(c) T=125s
(d) T=157s
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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
3. 基于BIM与Pyrosim的火灾模拟流程
Pyrosim
建立模型
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
FDS
模拟运算
Smokeview
结果分析
设定模拟参数
火灾模拟运算 烟气蔓延过程 温度分布 CO浓度分布 可见度分布
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
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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
(C) T=125s
➢在125s时时，在站台和站台层公共区域已充满 大量的烟气；
22
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
(d) T=157s
➢在157s时站台、站台层公共区域基本充满烟气， 人员已无法疏散逃生。
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
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
4. 边界条件与火源参数
序号 1 2 3 4
5
6 7 8
边界条件与火源参数表
类型 火源位置 仿真运行时间 环境初始温度 环境初始相对湿度
应急通风方式
火灾增长类型 火灾热释放速率 火源功率增长系数
参数 站台层中心，且无列车停靠 600s 20℃ 50％ 站台主风机和两侧站间辅助 风机同时排风
快速火 5MW 0.0469kW/S2
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BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
站台层空间展示 站厅 层空 间展 示
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一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
隐藏部分图元后的楼梯展示
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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
15
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 m×0.5 m×0.5 m立方体小网格。
地铁车站火灾模拟网格划分分布图
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
1. Revit软件与Pyrosim软件数据交流 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Pyrosim效果展示
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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) T=80s (c) T=230s
(b) T=160s
(d) T=420s
相邻的闸机
参数 长 宽 长 宽 高差
数量
数量
数量
中心距离 跨度长
数值 118m 12 m 95 m 21.5 m 5.0 m
3部（直梯1，楼梯2）
4个
4个
0.85m 1.2m
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二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2.地铁车站BIM模型建立
地铁车站站厅层平面
地铁车站站台层平面
13
二、基于BIM的Pyrosim火灾模拟
2
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
添加地铁车站
站
基础构件时除了
厅
注意尺寸、位置
层
等参数，还应添
防
加相应的材质
火
信息。必要时，
对部分基础构件， 如防火分区墙等， 添加耐火等级等 信息，以供后期 进行火灾模拟使 用。
分 区 墙 基 本 信 息
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一、地铁车站应急管理BIM模型建模
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 站台层
站厅层 站台层与站厅层高差
扶梯 出入口 检票口
第五讲
2020年6月
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
1. 地铁车站建筑结构模型
地铁车站建筑结构模型一般包括墙、梁、板、柱、门窗等基 础构件，需要获取的信息主要为相关尺寸、空间位置、材质 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Biblioteka Baidu厅层，地下二层为站台层。
某地铁车站应急管理BIM模型展示
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
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
闸机及隔离栏杆建模效果展示
8
一、地铁车站应急管理BIM模型建模
➢在50s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 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；
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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
(b) T=70s
➢在70s时烟气通过离火源较近的楼梯口就蔓延到 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；
2. 地铁车站基础设施模型
屏蔽门建模效果展示
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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。