BIM技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用分析

文/李志強(qiáng)　湖北省化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計院　湖北武漢　430073

隨著社會的發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了很大的發(fā)展，高層建筑成為當(dāng)今嘗試發(fā)展的主旋律，而高層建筑火災(zāi)的防控已經(jīng)成為一個社會性的難題。血淋淋的現(xiàn)實促使人們在建筑消防設(shè)施信息管理、消防系統(tǒng)設(shè)計等方面不斷創(chuàng)新，以提高建筑的消防安全。BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程的全過程，能夠有效防控火災(zāi)的發(fā)生。

1、BIM技術(shù)的概述

BIM是“BuildingInformationModeling”的英文簡稱，即“建筑信息模型”。它將項目不同階段的數(shù)據(jù)全部包括在一個3D的模型中，是目前行業(yè)內(nèi)比較熱門的一種集建筑設(shè)計、施工、管理于一體的方法。隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)各個方面的應(yīng)用也越來越普及，然而，現(xiàn)階段BIM技術(shù)在我國建筑消防管理中的應(yīng)用還處于較低水平。

2、BIM技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1　建筑信息直觀化

BIM技術(shù)主要是將建筑實體以三維形式表達(dá)出來的信息技術(shù)。BIM技術(shù)通過數(shù)字信息技術(shù)把建筑實體數(shù)字化、虛擬化，建立一個大到包含墻面、地板、天花板，小到包含門、窗、樓梯的三維建筑模型。由二維圖紙向三維立體模型的轉(zhuǎn)變使建筑信息更加全面、直觀。

2.2　建筑信息系統(tǒng)化

BIM技術(shù)通過對建筑的整個生命周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，建立了各種數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)建筑信息的系統(tǒng)化。同時將滅火器、應(yīng)急燈等消防設(shè)備的型號、狀態(tài)以及位置等信息實時載入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，盡可能地提供消防設(shè)施的原始信息和建筑細(xì)節(jié)。

2.3　建筑信息實時化

建筑在使用的過程中，其內(nèi)部的功能會根據(jù)實際的情況進(jìn)行重新的布局。消防栓和滅火器等消防設(shè)施的位置和數(shù)量會進(jìn)行相應(yīng)的改變或增減，甚至?xí)淖兘ㄖ氖枭⑼ǖ赖戎卮笫马?。基于?chuàng)建的BIM模型，建筑管理人員可以將建筑變更的信息完整準(zhǔn)確的在模型內(nèi)進(jìn)行實時更新。建筑管理部門和消防部門均可通過該模型共享數(shù)據(jù)信息，以實現(xiàn)快捷高效的管理。

2.4　建筑消防系統(tǒng)再優(yōu)化

為了對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行不同維度的數(shù)字預(yù)案，要將火災(zāi)現(xiàn)場模擬軟件接入BIM模型。通過模擬建筑火災(zāi)給相關(guān)消防設(shè)施數(shù)據(jù)(如滅火器的位置)的選擇提供更為科學(xué)的依據(jù)。BIM技術(shù)可與應(yīng)急疏散預(yù)案軟件(如BuildingExoDus)相結(jié)合，形成建筑不同方位的應(yīng)急疏散路線圖，從而使得建筑管理人員能夠優(yōu)化火災(zāi)應(yīng)急疏散預(yù)案。

3、基于BIM技術(shù)的建筑消防管理系統(tǒng)構(gòu)建

基于 BIM 技術(shù)的建筑消防管理系統(tǒng)，如圖1所示。

3.1　數(shù)據(jù)采集層

1)對建筑工程項目的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后利用BIM技術(shù)建立建筑模型。該模型是一種實體數(shù)字模型，與實際建筑一樣包括梁柱、門窗、樓梯等實體信息。2)采集安裝在建筑中容易發(fā)生火災(zāi)的場所或設(shè)施的傳感器的信息數(shù)據(jù)，比如溫度傳感器安裝在建筑內(nèi)的電源插口及電源開關(guān)處，一氧化碳濃度傳感器、甲烷濃度傳感器安裝在天然氣開關(guān)閥上。如圖2所示，傳感器采集的信息數(shù)據(jù)由轉(zhuǎn)換芯片將模擬信轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再由數(shù)據(jù)處理單元接收處理后傳輸給計算機(jī)服務(wù)器，該計算機(jī)服務(wù)器對輸入的信號進(jìn)行處理并識別發(fā)生火災(zāi)的位置，同時結(jié)合BIM 模型信息存儲器內(nèi)所存儲的信息計算出最合理的疏散路線。3)通過R FID/移動設(shè)備等實時采集建筑內(nèi)各危險源的信息和消防設(shè)施的信息，比如采集建筑中保溫材料的熱傳導(dǎo)率，采集建筑中滅火器的有效期限等。

3.2　數(shù)據(jù)模型層

1)符合建筑實體結(jié)構(gòu)的3D信息模型，該模型具有各種功能，如支持各種觀察視圖、分層等，便于各個工作單位獲得建筑消防信息，提高了三維可視化信息模型的直觀性。2)建筑安全信息參數(shù)化的信息模型。通過BIM信息數(shù)據(jù)庫和建筑消防數(shù)據(jù)庫的映射，BIM信息數(shù)據(jù)庫為建筑消防數(shù)據(jù)庫提供建筑本體信息，而建筑消防數(shù)據(jù)庫又可以將信息反饋至BIM信息數(shù)據(jù)庫，從而通過BIM信息數(shù)據(jù)庫與建筑消防數(shù)據(jù)庫的交互縮短建筑消防工程施工時間，提高建筑消防水平。

3.3　數(shù)據(jù)分析層

1)危險源數(shù)據(jù)檢查、對比和分析可以采用如下方式:利用BIM建模軟件，如Autodesk公司的R EVIT軟件，將BIM安全信息模型和電子標(biāo)簽之間的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，實現(xiàn)危險源信息數(shù)據(jù)的自動檢查、對比和分析。并對危險程度進(jìn)行分級，對于低風(fēng)險的危險源使用報警處理，或?qū)⑽ｋU源位置通過移動終端將具體情況發(fā)送給建筑使用人員。對于高風(fēng)險的危險源除了進(jìn)行報警處理外，還要將危險源位置信息直接通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給消防部門。2)建筑構(gòu)件、消防設(shè)備等數(shù)據(jù)分析主要包括:一是實時更新建筑構(gòu)件、消防設(shè)備等信息，如借助于電線線路老化模型，分析建筑電線線路的老化情況;二是借助于實時載入的消防設(shè)備的細(xì)節(jié)信息，分析如滅火器是否過期，消防栓水壓、應(yīng)急燈供電和噴淋頭供水等情況。

3.4　數(shù)據(jù)應(yīng)用層

優(yōu)化建筑消防設(shè)計是指在建筑物實際情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動化控制、傳感器技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)設(shè)計出符合消防安全工程學(xué)原理的整個防火系統(tǒng)。制定相應(yīng)的消防應(yīng)急預(yù)案是模擬火災(zāi)和應(yīng)急疏散的主要目的，在實際進(jìn)行火災(zāi)消防時，能夠根據(jù)現(xiàn)場實際情況和預(yù)先制定的消防應(yīng)急預(yù)案，迅速制定出實際的求援方案，為消防部分的消防救援工作提供輔助指導(dǎo)。模擬火災(zāi)的關(guān)鍵在于根據(jù)建筑的實體信息和建筑消防安全信息，模擬發(fā)生火災(zāi)時建筑內(nèi)火災(zāi)發(fā)生點火勢的燃燒和煙氣流動狀態(tài)等。模擬應(yīng)急疏散的關(guān)鍵在于根據(jù)建筑內(nèi)消防安全信息，以及建筑內(nèi)火災(zāi)點疏散人員的估計疏散速度和估計疏散時間，制定疏散人員的疏散預(yù)案，輔助消防救援工作。

3.5　數(shù)據(jù)用戶層

數(shù)據(jù)的用戶層主要涉及建筑設(shè)計單位、施工單位、政府消防部門以及物業(yè)管理部門。通過基于BIM技術(shù)的建筑消防管理系統(tǒng)將各個部門的工作信息有機(jī)結(jié)合起來，并為各方提供信息共享，通過權(quán)限設(shè)計滿足各方對建筑消防安全所需信息的訴求，提高建筑的消防安全。

結(jié)語：

綜上所述，我國目前的BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步。我們應(yīng)當(dāng)深入挖掘BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的潛在價值，構(gòu)建消防設(shè)計、建筑防火、滅火應(yīng)急救援的綜合應(yīng)用平臺。將BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等相結(jié)合，提高BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的實用價值。

參考文獻(xiàn)：

［1］王佳，黃俊杰．BIM技術(shù)在建筑消防全生命周期的應(yīng)用探索［J］．建設(shè)科技，2015，16(23):52-53．