学院建筑学专业教师团队在SCI期刊《Buildings》发表最新研究成果

发布者:建筑与规划学院发布时间:2026-04-24浏览次数:10

近日,学院建筑学专业教师团队栗勇泽、张蕾、滕佳佳、刘晓丹、王聪荣(特聘教授)在SCI期刊《Buildings》(中国科学院三区,IF=3.1)上发表题为 Fire Evacuation Performance Simulation of Staircases Under Two Renovation Strategies for Early Modern Brick–Timber Buildings: A Case Study of a Hui-Shaped Chinese Baroque Architecture in Harbin研究论文,标志着团队在“建筑防火安全与历史建筑更新研究领域”取得了重要进展。


原文连接:https://doi.org/10.3390/buildings16030548


该成果不仅体现了团队持续深耕科研的能力,也彰显了学院在“建筑设计+工程技术+数字模拟”交叉研究方向的综合实力。为后续研究提供扎实基础。



一、深耕科研:持续高强度产出

近年来,建筑学教师团队围绕历史建筑保护与再利用、建筑安全与性能优化、建筑数字化模拟与评估、寒地民居节能技术研究等方面持续开展系统性研究,逐步形成了“设计—模拟—优化—评价”一体化科研路径。本次发表于《Buildings》的论文,是团队在多软件耦合模拟能力(FDS + Pathfinder)、建筑性能量化分析能力、面向实际问题的设计优化能力等方面长期积累的集中体现。


论文基于“哈尔滨中华巴洛克历史街区”这一典型案例,提出了两种不同的修缮策略,适用于哈尔滨的“回”字形中国巴洛克砖木结构建筑,并构建了多种火灾场景。利用PyroSim&Patthfinde耦合模拟方法,建立了建筑在火灾下的有限元模型及相应的疏散模型。研究的目的是探究在两种不同的改造策略下,楼梯宽度、数量、位置以及整体建筑规模的差异如何影响疏散行动时间和疏散失败人数,并比较常见防火措施的成效。


   二、研究对象:面向真实问题的建筑实践

研究选取具有代表性的“回”字形院落式历史建筑作为研究对象,这类建筑:空间封闭、流线复杂、木结构比例高,火灾风险大、楼梯数量少且布局不合理

街区内建筑普遍存在疏散能力不足、防火设计不达标、更新改造受限、等现实问题。因此,如何在保护历史价值的前提下提升安全性能,成为研究的核心命题。


三、修缮路径:提出“空间微调”和“庭院加盖”两种修缮策略




四、技术路径:数字模拟驱动设计决策

文章构建了“火灾模拟 + 人员疏散模拟”。耦合分析体系通过:火灾动力学模拟(温度、烟气、CO浓度)、人员疏散模拟(路径、速度、拥堵)。实现对建筑安全性能的定量评估。

同时,对44种工况进行了系统对比分析,包括:楼梯宽度、数量、位置变化、建筑规模变化(扩建、加层)、改造方式(空间微调 / 庭院加盖)形成了完整的参数化研究体系 。


五、核心成果:提出可指导设计的关键结论

本研究提炼出多项可直接指导建筑防火与疏散设计的核心关键结论:在楼梯设计方面,楼梯的数量与位置远比宽度更为关键,楼梯数量增加可使疏散时间显著降低(最高约 40%),其中由2部增至3部时疏散效率提升效果最明显(约25%),而单纯加宽楼梯仅能小幅优化疏散效果(约7%–10%),足见楼梯 多而合理布置单一加宽更具实效;建筑规模对消防安全性能呈现双重影响,扩大建筑面积有利于烟气扩散、降低疏散失败率,增加建筑层数则会明显削弱疏散安全性,这也印证了建筑水平扩展模式优于垂直叠加;建筑改造策略对火灾发展存在差异化影响,对比空间微调”“庭院加盖两种更新方式二者初期火灾发展差异不大,但后期烟气蔓延与热释放特征存在显著区别,可能直接影响疏散安全,也说明建筑空间组织会深刻影响火灾行为演化进程;消防措施的优化能带来显著的安全提升效果,自动喷淋系统可从根本上控制火灾发展,机械排烟能有效延长安全疏散时间,充分证明主动防护系统是提升建筑火灾安全性的核心关键手段。


六、结语:从经验设计迈向科学赋能

本次研究成果的刊发,是我院建筑学专业教师团队实现从经验式设计向数据驱动型设计转型、从单一学科研究向多学科交叉融合升级的重要里程碑。未来,团队将持续聚焦数字孪生、绿色节能、数字化设计等前沿领域开展深度科研攻关,不断产出高水平学术成果;同时坚持以科研反哺教学、深化科教融合,为建筑行业培育更多兼具理论素养与创新实践能力的优秀专业人才。