[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于物联网和BIM的城市建筑火灾爆裂程度预估系统，包括：可视化城市BIM建筑模型、埋入式传感器、基于BIM技术的爆裂风险分析模型，BIM建筑模型的建立需根据建筑尺寸、层数、实际功能分布情况、楼梯间设置、门窗布置情况进行建模，将建筑每一构件进行系统性编号；BIM建筑模型中，包含建筑信息模块用以存储采集的城市建筑信息，城市建筑信息包括建筑的材料属性参数：建筑物的使用年限、建筑物等级、混凝土的强度等级、骨料配比、水灰比、钢筋布置情况、混凝土内部孔隙率，以及构件的物理力学性质：混凝土的抗拉抗压强度、混凝土密度、混凝土渗透系数、混凝土比热容、混凝土热传导系数；所述埋入式传感器采集建筑的温湿度信息，设置在建筑物的房间、楼道以及楼梯间墙体之中，没有开设窗户的墙面横向等间距设置一个传感器，高度距地面的距离与横向间距一致；开设窗户的墙体则设置在窗户下部；横向间距为传感器的最大检测范围，为每个传感器进行编号；将建筑材料属性参数、构件的物理力学性质和埋入式传感器采集到的温湿度信息与BIM建筑模型相关联，对采集信息能够做到实时更新、存储；将信息传入到爆裂风险分析模型中对数据进行爆裂风险分析预估，设定报警阈值，当爆裂风险达到不小于报警阈值时，预测爆裂时间；将通过爆裂风险分析模型预估结果及相应的爆裂时间传回BIM建筑模型中，在BIM建筑模型中动态显示预估结果及相应的爆裂时间；最后利用BIM建筑模型确定爆裂发生位置，即将不小于报警阈值的区域标红，圈定出爆裂区域，再并根据预估结果，在BIM建筑模型中绕开爆裂区域显示出一条或多条安全逃生路线，结合建筑信息模块中所采集的材料属性参数信息，直观反映给监管人员。