[发明专利]基于物联网和BIM的城市建筑火灾爆裂程度预估系统及应用

说明书

本发明涉及基于物联网和BIM的城市建筑火灾爆裂程度预估系统及应用。该发明包括：BIM可视化城市建筑模型、埋入式传感器、基于BIM技术的爆裂风险分析模型。首先通过BIM建立混凝土建筑模型，在模型中赋予建筑材料属性信息；通过设置在建筑内的埋入式传感器采集到的温湿度信息与BIM模型相关联，进行实时更新、存储；通过爆裂风险评估模型对数据提取并分析，并将分析结果传回BIM模型中，在模型中显示报警信息及达到爆裂所需时间；最后可通过模型定位，确定爆裂发生位置。本发明有益之处在于能够在火灾发生后预测混凝土的爆裂风险，并能够预估混凝土的爆裂时间，准确定位出即将发生爆裂的位置。为灾后救援可行性提供技术支持，以及对建筑灾后重建提供参考。

技术领域

本发明属于建筑火灾预防技术领域，涉及一种基于物联网和BIM的城市建筑火灾爆裂程度预估系统。

背景技术

火灾一直以来是威胁人类生存财产安全的重大安全事故，建筑火灾更是时有发生。绝大多数建筑采用混凝土作为建筑材料，原因是混凝土具有较好的力学性能，但混凝土也存在抗火性能差的缺点。当有火灾发生时，高温情况下会使混凝土发生爆裂，严重时可能会造成结构的坍塌，造成人员伤亡，财产损失。

物联网是在互联网的基础上，由感知层、网络层和应用层组成的一个物物相连的系统。首先利用传感、识别、图像获取等技术获取信息，再通过无线网络传送技术将数据传播，最后利用数据存储、云计算、模糊识别、数据挖掘等技术对信息进行处理，在服务平台上得到信息呈现。一系列过程构成一个物联网系统，具有能感知、可互联、智能高效等特点。

BIM是物联网应用的基础数据模型，BIM的三维可视化模型可以将物联网的应用更加融入建筑行业的发展。BIM不是一个简单的数字模型，它更是一个数字化的信息平台。BIM技术在创建、计算、管理、共享和应用海量工程项目基础数据方面具有前所未有的能力。除此之外，BIM将设计二维平面图纸，转变为三维可视化多维数据库，为其拓展应用带来了无限的潜力。

利用物联网中的传感器技术与BIM建筑模型相结合，凭借BIM在信息集成等方面的诸多优势，BIM模型的建立可以涵盖所有建筑构件信息,包括几何、空间关系、属性和数量等静态信息。由此，可将传感器监测过程中产生的动态信息与建筑构件的静态信息相结合，形成一个三维可视化数据库。提取BIM模型中的信息，可对海量数据进行实时分析并将信息直观反映到模型中。将物联网技术与BIM技术的结合应用，在一定程度上将能够解决建筑在火灾发生后混凝土发生爆裂的问题。

现如今，基于BIM技术对于建筑抗火的研究有许多，BIM技术发挥了建模和火情可视化的作用。在BIM技术的基础上，将物联网与其相结合的建筑抗火研究却很少，参考文献《物联网与BIM技术在建筑消防系统中的应用探讨》其仅仅是针对建筑消防做出了改进，并没有涉及建筑起火之后对建筑安全性的监测。总体来看，现如今的研究对于建筑爆裂风险的研究基本没有涉及。本发明利用现有技术，将BIM技术的建立三维模型的功能与物联网传感器技术相结合，在此基础上提出建筑爆裂风险分析模型，达到对建筑在火灾发生时的安全性的监测。

发明内容

本发明提供一种基于物联网和BIM的城市建筑火灾爆裂程度预估系统，用以解决火灾发生时混凝土爆裂预警的问题。本发明可以实现地上建筑物在火灾发生，并形成一定火势之后，对建筑物混凝土是否发生爆裂的分析及发生爆裂时间进行预测，以及对发生爆裂位置的准确定位，从而为判断建筑灾后救援时间以及建筑灾后毁坏程度提供技术分析。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：