哈尔滨秋林商厦的火灾和疏散模拟仿真研究（开题报告）

论文题目哈尔滨秋林商厦的火灾和疏散模拟仿真研究选题来源口国家级、口省部级、口厅局级、口横向、☑自拟论文类型口工程设计、口理论研究、口实验研究、☑计算机仿真、口综合论文开题日期2023年12月28日是否涉密口是☑香一、立题依据1、研究目的和意义随着经济的高速增长，我国的商业综合体越来越多。商业综合体具有建筑结构复杂、人流量密集、内部功能多等特点，那一旦发生火灾，如何疏散人员，消灭火情，预防巨大的经济损失是很重要的。在突发火情的情况下，如果不采取紧急措施，极易造成巨大财产损失和人员伤亡。火灾模拟疏散研究是指使用计算机数值模拟技术，模拟火灾发生后人员疏散的过程，以研究疏散效率、逃生时间、疏散路径等参数，从而评估建筑物消防安全设计的合理性和可行性，提高建筑物火灾安全性。背景火灾是一种常见的突发事件，给人们的生命财产造成巨大的危害。20世纪60年代初，日本的川越邦雄对单个房间的稳态燃烧进行了数学分析，提出了一种简化的单层区域数学模型，开始了火灾模拟研究在消防安全设计中，如何科学合理地设置消防安全系统并设计合理的疏散通道是保障建筑物安全的重要内容。而传统的试验方法成本高昂、难以覆盖所有可能发生的情形，无法全面评估建筑物安全性。因此，火灾模拟疏散研究应运而生。多层建筑是近些年我国城市化发展的产物，多层建筑的出现为人们提供了便捷与服务，是其内大多人员众多，物业管理松散，不得不说多层建筑美好与安全隐患并存。多层建筑内发生火灾的概率高，安全疏散的距离长，人员安全疏散困难，加之人员众多，出现踩踏等情况容易出现连锁效应，人员死伤惨重。安全疏散紧关人们的生命财产安全，所以用火灾模拟软件将多层建筑内的火灾情形与烟气的产生蔓延过程显现，为多层建筑消防设计、火灾预防、人员疏散决策等提供有效的数据，对应对后续高层建筑火灾、使人员伤亡减少、减少财产损失等意义重大。在火灾事故里，应急疏散的决策不恰当会造成极大的伤亡，导航失误也是造成大量伤亡的主要原因。发生火灾后，建筑内人员会出现被火烧的风险，燃烧消耗大量的氧气后还会导致人员缺氧室息，甚至会让人员烟雾中毒，更甚者出现房屋倒塌，对人员造成巨大的伤害，针对火灾这样的紧急事件，最有效的措施是对人员进行安全疏散。意义火灾模拟疏散研究能够在消防安全设计之前，对建筑物的疏散设施和逃生通道进行先期评估，发现潜在的问题和缺陷，为优化设计方案提供科学依据。此外，火灾模拟疏散研究还可以优化灾难应对预案的制定，提高应对突发事件的能力，保护人民的生命财产安全。2、国内外研究现状和发展趋势（不少于2000字）目前，多层建筑的安全疏散己成为国内外研究的重要方面，其主要研究的是与疏散相关的建筑设计，重点是出口、指示牌以及高层避难设计，当然也有很多结构设计方面的研究，还有很多研究者借助计算机设计人员疏散分布、时间路径等。2018年褚冠全、孙金华和王青松等研究了出口的宽度与疏散的准备时间对疏散的影响，得出疏散时人员的准备时间与人员密度成反比关系，出口的宽度与准备时间皆充足时，.1-若时间成正态分布，则疏散的总时间也成正态分布。2018年房志明等为了研究高层建筑垂直疏散，对上海中心大厦开展了垂直疏散的实验，得到实验结果后，分析出了影响高层建筑垂直疏散的一些因素，可以为后续研究者再次研究疏散时提供数据依据。2018年秦艳勤通过对高层建筑火灾的危险性做出研究，指出自动喷水灭火、防烟和排烟、消火栓、火灾的自动报警等系统是我国现行的消防装置，防火分隔与安全疏散是我国现行的技术方案，然后简述了我国在消防整个寿命周期阶段所存在的一些关键问题。2019年李东旭、张彤和张建友等针对防火设计里民用高层建筑主体结构的防火性能、防烟排烟设施、装饰装修材料、保温隔热材料、电力设备等存在的不符合规范要求的问题，提出在火灾预防中要加强对防火设计的重视。2020年刘富贵为了研究发生火灾后高层办公楼内的烟气蔓延、温度与能见度的变化规律，使用FDS软件对某高层办公楼进行了火灾模拟，模拟结果对高层办公楼的防火设计与人员安全疏散提供一定的理论支撑。2021年徐海斌对某商贸城局部突出的二层铺面人员疏散设计进行数值模拟研究，针对存在的问题，提出了在一定条件下参考商业服务网点进行疏散组织的可行性。并结合数值模拟结果对此类建筑后续消防安全管理进行了探讨。2021年李志勇以某党校教学办公楼为实际研究对象，符合高层公共建筑特性，通过集成建筑工程全过程信息进行火灾仿真与人员疏散模拟，将BIM(Building Information Model)技术与火灾仿真和人员疏散规划相结合，采用数值模拟与可视化分析的实践方法，对该建筑进行综合分析，以制定疏散重规划方案。2022年邹浩为降低大型商业综合体火灾的危害性，并保障人员安全疏散，本文以某大型商业综合体为研究对象，采用PyroSim和Pathfinder软件对其6个火灾场景进行火灾烟气蔓延和人员疏散模拟，研究不同火灾场景下的必需安全疏散时间和可用安全时间。结果表明：在设定的火灾场景下，人员能够疏散至安全区域：当自动喷水灭火系统和防火卷帘均失效时，着火区域人员疏散存在风险。2023年王晨通过仿真建模方法针对商业综合体人员安全疏散方面进行研究，设置不同火灾场景，旨在进一步找出火灾下商业综合体人员疏散所出现的问题，并提出疏散优化策略。2023年徐诗杰以天津大学高科技楼为研究对象，基于BIM技术与Pyrosim相结合，采用数值模拟与可视化分析的研究方法，建立火灾场景模型，添加所需的烟雾探测器、温度场及能见度切片视图等信息，对该建筑进行综合分析，得出火灾发生时烟气浓度、温度、C0含量和能见度对人员疏散的影响及合理的疏散时间和疏散通道，确定BIM技术在高层建筑火灾模型中的使用价值，为火灾现场应急指挥、人员疏散提供重要指导意义。2014年Alex等为了研究疏散环境下的实时指引，将BIM与VR技术相结合，建立了仿真模型，为疏散指引研究提供了宝贵的经验。2016年Tee-Ann Teo等为了研究提高计算建筑复杂网络时间的效率，使用BIM建模自动生成多目标网络模型，在路径规划中提出一种用入口来连接道路的方法，并对建筑内外信息进行整合，提高了建筑内紧急疏散的能力。2019年Kyungki Kim根据BIM的原理，将3D模型构建为4D模型，并以此来研究安全疏散，在计算机上实现了自动生成疏散路径。2022年YenChern Ng采用火灾疏散模拟的方法，模拟人员疏散过程。本文采用BDI代理插件设计开发了火灾疏散仿真。2023年Yakhou Nazim提出了一种将火灾疏散模型集成到建筑信息模型(BIM)中的框架。该框架旨在加强参与消防疏散设计领域的不同学科的利益攸关方之间的协调。-2-由国内外的火灾疏散模拟相关的文献相对比可以看出，国外的使用的发展的较为更早一点，更成熟一点，使用计算机模拟偏多，国内是起步较晚，近几年计算机模拟才较为成熟。建立火灾模拟和疏散模拟模型是研究人员评估疏散效果的重要手段。具有成熟的计算软件和算法，可以模拟火灾传播和人员疏散过程，为疏散规划和消防安全设计提供科学依据。主要参考文献[1]李金宝.多室火灾计算机模拟方法研究[D],上海：同济大学，2003.[2]李建伟，杨培中.基于并行计算的高层建筑火灾多参数数值模拟[J小.东