1. 引言
随着计算机技术的发展，计算机仿真技术越来越多地应用于建设工程全生命周期。本文以成都市某综合办公楼为例，拟用主流BIM软件Revit结合疏散仿真软件Pathfinder对整楼紧急疏散过程进行仿真模拟与分析，为该楼在紧急情况下的人员疏散提供参考。
2. 疏散分析模型建立
2.1
该综合办公楼建筑面积2.8万平方米，地下1层，地上8层，主楼共设楼梯两部、电梯五部，裙楼共设楼梯三部。在Revit中完成办公楼BIM模型的建立，如图 1所示。
图 1
2.2 Pathfinder分析模型建立
考虑到Revit模型无法直接与Pathfinder进行交互，可在Revit中将整楼模型导出三维CAD格式，利用中间格式dwg便可将模型导入Pathfinder中，如图 2所示。
图 2
在Pathfinder中将Revit模型转换成疏散模拟需要用到的分析模型，如图 3所示。
图 3
2.3 疏散模拟相关参数设置
（1）整楼人数设置：
在Pathfinder中，各房间人数根据其使用功能并参考表 1、表 2来确定。整个综合办公楼共设置1087人，如图 4所示。
表 1
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办公室类别 |
普通办公室 |
单间办公室 |
专用设计绘图室 |
专用研究工作室 |
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人均使用面积（㎡/人） |
≥3 |
≥10 |
≥5 |
≥4 |
表 2
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会议室类别 |
小会议室（30㎡左右） |
中会议室（60㎡左右） |
大会议室 |
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人均使用面积（㎡/人） |
有会议桌 |
≥1.8 |
≥1.8 |
根据人数与桌椅确定 |
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无会议桌 |
≥0.8 |
≥0.8 |
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图 4
（2）人物属性设置
根据调查数据，女性平均肩宽约41cm，男性平均肩宽约46cm，人物肩宽设置在41cm~46cm范围内；人员高度设置在1.5m~1.85m的范围内。
建筑内女性的平均移动速为1.1m/s，男性的平均移动速度为1.3m/s，人物移动速度设置在1.1m/s~1.3m/s的范围内。
考虑疏散过程中人员拥挤对疏散速度的影响，设置单位面积上人口密度与速度最大值的关系如图 5所示。
图 5 人口密度-速度关系图
2.4
根据现有研究，人员疏散时间的表达式为[]：
（1）
其中tdet表示火灾报警时间，tresp表示人员响应时间，tmore表示人员疏散运动时间，按照一般经验设置tdet=10s，tresp=10s。
3. 模拟分析
3.1 仿真模拟及后处理介绍
待所有参数设置完毕后即可运行疏散模拟，如图 6所示。
图 6 运行疏散模拟分析
Pathfinder分析计算完成后，可利用其强大的可视化后处理功能，直观地看到建筑内部人员疏散的实时情况，如图 7所示。
（1）整楼
（2）局部
图 7 疏散过程可视化
此外，在Pathfinder Results中还能根据人员密度云图找出疏散过程中发生拥堵的地方，如图 8所示；人员在疏散过程中的行走速度以及疏散路线也能直观地显示出来，如图 9所示。
图 8 人员密度云图
图 9 人员疏散速度以及路线图
3.2 结果分析
通过疏散模拟可得，整栋办公楼的人员疏散时间为492s，如图 10所示。根据SFPE的《防火工程手册》中提到所得模拟结果需乘以一个安全系数，这里选取1.1[]，于是所得总体人员疏散所需时间为：。
由图 10可知，人员疏散时程曲线在20s~70s时间范围内人员疏散速率达6.74per/s。当首层人员疏散完毕后，由于首层以上楼梯间人员拥堵，导致疏散速率迅速下降为1.74per/s。
图 10 人员疏散时程曲线
由图 11（2）可知，裙楼上的两个疏散出口（Door80和Door223）和主楼右边的疏散出口（Door0）仅在120s以前发挥作用，而主楼前后两个疏散出口（Door1和Door3）几乎在整个疏散过程中均有人流通过。
（1）出口编号
（2）各出口人流时程曲线
图 11 出口人流时程曲线
CRDP参数取值越大表征人员在疏散模拟过程中更倾向选择距离更短的路径而不是疏散更快的路径[]，该参数的默认值为35。
由图 11（2）可知，Door3在440s以后的人流时程曲线呈水平直线，说明440s以后该疏散出口不发挥作用。为了提高该出口的利用率，现将CRDP调至0，即人员在疏散过程中倾向于选择更快捷的疏散路径。经分析可得：在同一时刻（t=70.3s），当CRDP=0时，图 12（2）所示红圈范围内已有10人由于人流密度过大而改变原有的疏散路径。
（1）CRDP=35m
（2）CRDP=0m
图 12 Current Room Distance Penalty影响分析
由图 13可知，整楼人员疏散时间下降为460s，于是总体人员疏散时间为：，相比之前缩短了6.25%。由图 14可知，在疏散过程的后期阶段，Door3的利用率也比之前有所提高。
图 13 人员疏散时程曲线（CRDP=0m）
图 14 出口人流时程曲线
4. 结论与展望
本文将Revit模型导入Pathfinder中，完成BIM模型向分析模型的转换后，对某综合办公楼进行了紧急疏散仿真模拟，得到以下结论：
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