基于BIM的建筑消防安全管理應(yīng)用框架研究

馮連祥

摘要：BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，能夠很好地解決建筑施工管理過程中遇到的諸多問題，提高建筑產(chǎn)出效率，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化管理。在這種情況下，大力發(fā)展基于BIM技術(shù)的建筑施工管理應(yīng)用，改進(jìn)傳統(tǒng)建筑施工管理模式，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大的價(jià)值和意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；消防安全；框架研究

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)和價(jià)值

BIM技術(shù)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。

通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑施工管理信息化，可以提高建筑產(chǎn)出效率，模擬施工工期，節(jié)約建造成本，排查質(zhì)量及安全風(fēng)險(xiǎn)。具體體現(xiàn)在七個(gè)方面：一是三維渲染，宣傳展示，給人以真實(shí)感和直接的視覺沖擊，大大提高了三維渲染效果的精度與效率；二是快速算量，精度提升，快速準(zhǔn)確計(jì)算工程量，提升施工預(yù)算的精度，有效提升施工管理效率；三是精確計(jì)劃，減少浪費(fèi)，讓相關(guān)管理?xiàng)l線快速準(zhǔn)確獲得工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為建筑施工企業(yè)制定精確人材計(jì)劃提供有效支撐，大大減少了資源、物流和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)的浪費(fèi)；四是多算對(duì)比，有效管控，通過合同、計(jì)劃與實(shí)際施工的消耗量、分項(xiàng)單價(jià)、分項(xiàng)合價(jià)等數(shù)據(jù)的多算對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)的管控；五是虛擬施工，有效協(xié)同，通過BIM技術(shù)結(jié)合施工方案、施工模擬和現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，減少建筑質(zhì)量問題、安全問題，避免返工和整改；六是碰撞檢查，減少返工，通過優(yōu)化工程設(shè)計(jì)及管線排布方案，減少在建筑施工階段可能存在的錯(cuò)誤損失和返工的可能性，提高施工質(zhì)量；七是沖突調(diào)用，決策支持，通過BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)提供，為決策者制訂工程成本管理、進(jìn)度款管理等方面的決策提供可靠的依據(jù)。

2基于BIM的建筑消防綜合應(yīng)用系統(tǒng)總體框架

基于BIM的建筑消防綜合應(yīng)用系統(tǒng)總體框架主要包括：①數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：GIS數(shù)據(jù)庫、BIM數(shù)據(jù)庫、火災(zāi)模型數(shù)據(jù)庫、消防資源數(shù)據(jù)庫；②基礎(chǔ)平臺(tái)：GIS平臺(tái)和BIM平臺(tái)；③應(yīng)用平臺(tái)：消防設(shè)計(jì)圖紙審查系統(tǒng)、建筑防火監(jiān)督檢查系統(tǒng)、滅火救援預(yù)案訓(xùn)練系統(tǒng)以及應(yīng)急疏散逃生指示系統(tǒng)。

2.1消防設(shè)計(jì)圖紙審查系統(tǒng)

現(xiàn)行的消防設(shè)計(jì)圖主要是基于AutoCAD的紙質(zhì)圖紙或電子圖紙，這兩種方式的設(shè)計(jì)圖紙都是靜態(tài)平面的方式。由于圖紙中包含的消防設(shè)計(jì)所需的各種要素是以靜態(tài)方式呈現(xiàn)的，不便于圖紙審查人員查看消防設(shè)計(jì)圖紙的各種參數(shù)。例如，審查防火分區(qū)的劃分通常需要沿著分區(qū)的標(biāo)注線查看一圈，才能了解該分區(qū)的邊界范圍。疏散樓梯的設(shè)置數(shù)量和方式、前室等相關(guān)參數(shù)也需要大量的時(shí)間才能了解清楚，有時(shí)可能還需要與設(shè)計(jì)人員的反復(fù)溝通。在基于BIM的設(shè)計(jì)審查系統(tǒng)中，能夠動(dòng)態(tài)地以不同的顏色顯示不同的參數(shù)，能夠很直觀地呈現(xiàn)分區(qū)劃分、疏散路線等相關(guān)要素。

2.2建筑防火監(jiān)督檢查系統(tǒng)

按照消防法律法規(guī)的要求，通過審查的建設(shè)工程的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)該是基本不變的。如果由于某些原因需要變更使用功能及設(shè)計(jì)，需要重新履行消防設(shè)計(jì)的報(bào)批程序。但是在實(shí)際情況下，許多單位往往擅自變更設(shè)計(jì)或改變建筑的使用功能，加大了建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。如果監(jiān)督檢查人員不是從始至終地對(duì)該建筑進(jìn)行監(jiān)管，那么對(duì)于建筑是否通過了消防審批的各項(xiàng)程序、通過審批程序的建筑是否發(fā)生變化等就不得而知，在對(duì)建筑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的消防監(jiān)督檢查時(shí)，就需要查看原始的各種文件和圖紙，這都需要大量的時(shí)間才能確定，而且在許多情況下，建設(shè)使用單位由于保管不當(dāng)，不能快速提供這些材料。在基于BIM的防火監(jiān)督檢查系統(tǒng)中，監(jiān)督檢查人員能夠快速地查詢到這些文件，便于分辨其設(shè)計(jì)參數(shù)和使用功能是否發(fā)生變動(dòng)。

2.3滅火救援預(yù)案訓(xùn)練系統(tǒng)

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，火場(chǎng)情況偵察、戰(zhàn)斗力量部署、火災(zāi)蔓延途徑研判、資源需求調(diào)配等非常復(fù)雜，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致消防隊(duì)員的傷亡，因此，通常都會(huì)要求制定較為詳細(xì)的建筑滅火救援預(yù)案。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，滅火救援預(yù)案經(jīng)歷了基于手工繪制的紙質(zhì)預(yù)案、基于二維平面制作的電子化預(yù)案、基于三維圖形引擎的數(shù)字化預(yù)案的發(fā)展歷程。

3、BIM技術(shù)在建筑施工管理中的應(yīng)用

3.1碰撞檢查

工程建設(shè)中的材料的浪費(fèi)非常高，而由于圖紙編寫錯(cuò)誤造成的設(shè)計(jì)變更或者返工造成的造價(jià)的增加和損失比較多見。碰撞檢查是指在電腦中提前預(yù)警施工中各不同專業(yè)（結(jié)構(gòu)、消防、給排水等）在空間上的施工沖突。比如說：空間中兩根不同管并排設(shè)置時(shí)，由于要考慮到保溫、安裝等要求，兩者間必須留設(shè)一定的距離。通常碰撞出現(xiàn)較多情況有安裝工程中各管線間的碰撞問題、管線與建筑結(jié)構(gòu)的碰撞問題等。使用BIM技術(shù)進(jìn)行管線三維的碰撞測(cè)試，不但能夠根除硬碰撞、軟碰撞現(xiàn)象，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低在施工階段可能發(fā)生的錯(cuò)誤和返工的發(fā)生。進(jìn)行碰撞測(cè)試前，先使用BIM軟件建立各專業(yè)三維模型并且各技術(shù)人員要對(duì)模型的合理性、準(zhǔn)確性進(jìn)行復(fù)查，審核通過后運(yùn)用BIM集成平臺(tái)自動(dòng)尋找工程中結(jié)構(gòu)與機(jī)電安裝、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的碰撞點(diǎn)并出具相應(yīng)的碰撞檢測(cè)告知書。作業(yè)前按照碰撞檢查書中的標(biāo)高信息、位置信息，進(jìn)一步使圖紙加深，及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，可以消除由于碰撞導(dǎo)致返工現(xiàn)象引起的問題。

3.2安全管理

安全管理是公司在施工中的重點(diǎn)工作，需要在施工作業(yè)中撰寫有關(guān)安全措施，其主要目的是要把控作業(yè)中薄弱環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位。但傳統(tǒng)管理中，往往只能依照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)規(guī)范要求編制相關(guān)安全措施。在BIM技術(shù)的運(yùn)用下，這種情況將會(huì)明顯改善。作業(yè)場(chǎng)所防火設(shè)備的設(shè)置多著眼于全局，以覆蓋直徑范圍為要求，對(duì)于實(shí)時(shí)性的條件考慮并不周全，一是由于圖紙展現(xiàn)的只是平面，二是立面的建造是由時(shí)間的積累建造起來的，使得在確定方案的同時(shí)，沒有辦法實(shí)時(shí)全面動(dòng)態(tài)性的思考變化全過程。運(yùn)用BIM的軟件平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)模擬，還可按照各階段的模型模擬火災(zāi)逃生狀況，在火災(zāi)逃生路線上布置臨時(shí)消防設(shè)施，來保證在火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)人員安全撤離現(xiàn)場(chǎng)，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

結(jié)語

BIM作為一種新的信息化技術(shù)，對(duì)于解決具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣、材料新穎等特點(diǎn)的綜合型建筑中存在的難題發(fā)揮了積極的作用。本文分析了BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及基于BIM的消防綜合在實(shí)現(xiàn)更細(xì)致的可視化、更前瞻的協(xié)調(diào)性和更準(zhǔn)確的火災(zāi)模擬方面具所具備的顯著優(yōu)勢(shì)，從消防設(shè)計(jì)圖紙審查系統(tǒng)、建筑防火監(jiān)督檢查系統(tǒng)、滅火救援預(yù)案訓(xùn)練系統(tǒng)和應(yīng)急疏散逃生指示系統(tǒng)等幾個(gè)方面探討了基于BIM的消防綜合應(yīng)用系統(tǒng)的初步架構(gòu)。

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