淺析消防工程施工中BIM技術的應用

摘 ?要：探討了BIM技術的應用現(xiàn)狀，分析了消防工程施工中BIM技術應用的必要性及存在問題，提出了消防工程施工中BIM技術的應用策略。

關鍵詞：消防工程;施工管理;BIM技術;應用

在建筑技術的應用中，越來越多的高精尖技術和新的建筑設計概念已經(jīng)成為建筑行業(yè)中的熱門選擇，其中BIM 技術的發(fā)展和應用更是帶給了建筑行業(yè)更大的經(jīng)濟效益，使得我國的建筑企業(yè)進入到更新的發(fā)展領域中。

BIM技術是目前建筑行業(yè)中最常使用的新型技術，又稱為建筑信息模型技術，是一種從建筑投資、建筑設計、建筑施工、到最后的建筑竣工和運營管理的全階段新時代信息技術。這種技術主要工作就是將項目工程的全部信息進行集中管理和分析，最后再將所得信息整理到一個數(shù)據(jù)模型庫中，并且相關的技術人員還可以這種數(shù)據(jù)庫中的信息進行虛擬化的模擬，形成一種虛擬的且可視化的三維模型。最后相關的建筑設計師、建筑工程管理人員在根據(jù)這種可視化的虛擬模型進行相關的分析，采用最合理的施工方案和設計方案以及管理方案，減少建筑施工全過程中的資金風險以及安全風險，有效的促進項目建筑達到檢測指標。

一、BIM技術應用現(xiàn)狀

BIM技術是能夠從建筑項目全生命周期的角度為建筑項目建設方、設計方、施工方、運維方等各利益主體搭建一個能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，高效協(xié)作的信息平臺。該平臺是通過計算機3D數(shù)字模擬技術將項目所有階段的工程信息、施工進度、資源信息、建造過程等模擬整合在一個單一完備的模型中，為工程項目各參與利益方提供一個公共便捷的協(xié)作平臺。BIM 技術具有可視化優(yōu)勢、協(xié)調(diào)一致性優(yōu)勢、成本管理優(yōu)勢、施工質(zhì)量和施工進度的控制優(yōu)勢等應用優(yōu)勢。BIM技術對我國建筑領域的發(fā)展來說，是一種“革命性”技術，是建筑業(yè)信息化發(fā)展的基礎。2011年國家頒布《2011--2015建筑業(yè)信息發(fā)展綱要》，明確提出要加快建筑信息模型（BIM）等新技術在工程中的應用，目前各省市積極響應建筑信息發(fā)展綱要要求，一方面頒布地方BIM執(zhí)行標準推進BIM技術發(fā)展，另一方面積極開拓探索BIM技術在建筑各工程領域內(nèi)的應用，一些大的城市基于行業(yè)及市場需要已頒布相應的BIM技術標準，如北京市地方標準《民用建筑信息模型設計標（DB11/1063-2014）》、深圳市BIM實施指南《深圳市建筑工務署B(yǎng)IM實施管理標準》及上海市BIM實施指南《上海市建筑信息模型技術應用指南（2015版）》等。就中小施工企業(yè)而言，BIM技術的先進性體現(xiàn)在基于數(shù)字化信息技術上的系統(tǒng)集成化的平臺應用模式。它不僅改造了傳統(tǒng)分段式的施工模式和流程，還將貫穿項目的規(guī)劃階段直到設計階段、施工階段、運維階段的始終，即項目的全程生命周期。

從實際的應用情況看，BIM技術作為三維數(shù)字化信息技術，其強大的功能理論上可以在建筑工程尤其復雜建筑領域得到大量應用，但是目前的BIM技術在我國消防領域的應用及發(fā)展還比較緩慢：首先，BIM技術在建筑工程領域的主要應用為噴淋管道的可視化設計及碰撞檢查，應用范圍相對比較狹隘;其次，BIM技術的實施離不開軟件的支持，目前BIM技術在消防領域缺少相關軟件的集成，難以向建筑細分工程領域進一步擴展其應用;最后，BIM應用的主要推動方為設計單位，主要用于可視化三維設計、內(nèi)部協(xié)調(diào)以及碰撞審查，其次為施工單位，用于工程量統(tǒng)計和施工模擬，難以推動BIM應用進一步擴展。

二、消防工程施工中BIM技術應用的必要性及存在問題

（一）應用必要性

基于社會的不斷發(fā)展，我國建筑消防工程規(guī)模與建設復雜程度不斷增大，這就使得大部分工程施工過程中存在安全隱患多、工期緊張、組織難度較大等問題，致使建筑消防工程建設難度加大。再加上傳統(tǒng)施工管理方式已經(jīng)不再適用于現(xiàn)代化建筑消防工程施工中，所以 BIM 技術的應用有著至關重要的作用，通過對施工安全、質(zhì)量以及進度的有效控制實現(xiàn)建筑消防工程施工有效性的提升。

（二）BIM 技術在消防工程施工中應用存在的問題

第一，BIM 技術水平有限，實際應用范圍不廣。在當前建筑環(huán)境下，BIM 技術的應用范圍不是十分廣泛，在施工單位中的應用比較多，而工程設計單位應用的比較少。在一般項目進行工程量計量時，經(jīng)常會采用常規(guī)工程計量軟件對工程量進行翻模計算，而沒有應用 BIM 技術模型直接對工程量進行計量，生成計量結果。所以，由于在工程設計環(huán)節(jié)沒有生成 BIM 模型結果，BIM 技術的應用就要從消防工程施工環(huán)節(jié)開始，由施工單位開展。施工單位 BIM 技術的應用水平有限，一般只是在工程造價計量方面予以應用，用來提高工作效率，帶來實際經(jīng)濟收益。

第二，BIM 技術在信息傳輸上存在障礙。目前國內(nèi)使用的 BIM 技術多數(shù)以映射的方式從 BIM 計量工具中提取有效信息，并通過數(shù)據(jù)庫對信息進行加工與處理，以此來實現(xiàn)工程計量 BIM 模型的構建。雖然常規(guī)計量工具的設計符合工程建模規(guī)范，但在實際使用過程中，并沒有將所有的工程構建信息輸入到計量軟件中，導致在進行工程計量時無法利用BIM技術對數(shù)據(jù)進行提取和處理，使得目前BIM技術的應用還不夠成熟，無法廣泛地應用在消防工程計量當中。

第三，BIM 建筑模型中消防工程計量信息不夠完整。BIM技術應用在消防工程計量中，通過其強大的工程計量能力，為工程量的提取和工程量計量效率與準確性提供技術保證。BIM 模型工程量與實際工程量清單在數(shù)量上能夠保持一致，工程量提取比較快捷、方便，但是BIM模型工程計量信息仍然存在不完整問題。因為現(xiàn)階段應用的 BIM 技術應用工具比較繁雜，計量功能優(yōu)勢點不同，基本計量功能開發(fā)不完善，使得生成的工程量清單無法準確地支持清單報價，其中生成的報價信息與構件數(shù)量信息不夠完整，導致 BIM 技術在應用過程中將會面臨信息缺失的重要問題。

第四，BIM 技術在消防工程施工中的作用沒有得到充分體現(xiàn)。BIM 技術發(fā)展到今天，在消防工程計量上的應用得到業(yè)內(nèi)人士的認可，但是，BIM 技術一般只是應用在圖形可視化、方案調(diào)整、施工模擬等方面，在工程消防設計方面并沒有得到充分體現(xiàn)。近些年來，我國城市綜合體、候機樓等大型交通樞紐建筑數(shù)量開始增多，現(xiàn)行的設計規(guī)范已經(jīng)無法滿足工程防火設計，在以往的設計中經(jīng)常采用 FDS程序去模擬火災，但是由于軟件本身的局限性，造成模擬結果準確度低。而 BIM 技術將虛擬建筑物中的每個構件尺寸與信息內(nèi)容都真實表達出來，將BIM 建筑信息模型直接轉變?yōu)榛馂哪Ｐ?，能夠提高軟件模擬火災的真實性與準確度，既節(jié)省了工程消防設計建模的時間，又提高了建模效率，因此，在消防工程施工中，要加強 BIM 技術在工程消防設計中的應用，提高建筑的防火安全性能。

三、消防工程施工中BIM技術的應用策略

（一）消防施工安全管理中的應用

進行消防施工現(xiàn)場的安全管理工作，可以首先基于對BIM技術的應用構建相應的三維信息化模型，并以此模型為基礎進行安全管控平臺的構建，而其中安全管理計劃的制定可以依托于建筑消防工程設計階段所具備的建筑信息，以此作為數(shù)據(jù)支持，以此為消防工程施工的安全開展奠定基礎。與此同時，要想實現(xiàn)安全管理效果的進一步提升，施工單位可以結合實際情況，利用 BIM 技術進行消防工程施工的動態(tài)化模擬施工，以此預先發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的安全問題與安全隱患，再結合對安全管理工作的優(yōu)化，有效降低安全事故的發(fā)生幾率。在實際施工中，基于 BIM 技術的動態(tài)模擬施工，其流程為：進行平臺時間視圖的切換——工程計劃進行導入——進行相關模型耳朵關聯(lián)專業(yè)構建——進行模擬施工的時間確定——進行數(shù)據(jù)信息的選擇查看——進行施工的動態(tài)化模擬。

（二）消防施工質(zhì)量管理中的應用

在現(xiàn)階段消防工程施工中，受到人員素質(zhì)問題等因素的影響，使得工程施工管理工作開展的質(zhì)量效果不佳?；诖?，可以將 BIM 技術用在施工質(zhì)量管理之中，以此起到提高建筑消防工程建設質(zhì)量的目的。建筑消防工程施工中，技術交底是確保消防工程施工質(zhì)量的關鍵所在，其交底難點在于防水工程、隱蔽工程、關鍵與復雜點、預埋內(nèi)容等，并且如若使用二維的圖紙交底，會存在很大的限制性?；诖?，可以通過對 BIM 技術的應用，對其施工過程進行模擬以及可視化，以此幫助施工人員深入了解施工技術的應用。例如針對建筑砌筑施工為例，可以基于 BIM 技術進行漫游動畫形式的技術交底，以此提升技術交底的有效性。另外，利用 BIM 技術進行施工質(zhì)量對比檢查也是確保施工質(zhì)量的主要手段之一。在實際施工中，對施工中結構標高、管道走向以及留洞位置等信息進行圖片拍攝，然后將其與 BIM 模型進行比對，以此實現(xiàn)施工質(zhì)量的有效對比。如若在比對過程中發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量瑕疵或者是施工誤差，需要基于 BIM模型，結合施工實際進行針對性處理。等到處理完畢，再開展二次比對，進而實現(xiàn)對施工質(zhì)量管理效果的提升。

（三）消防施工進度管理中的應用

在現(xiàn)階段消防工程施工管理中，可以通過對4D-BIM 進度管理模型來進行高質(zhì)量的進度管理。在實際施工中，首先利用Revit與Project平臺進4D-BIM進度管理模型的有效構建，以此實現(xiàn)對建筑消防工程施工有效比對。以此為基礎，將消防工程施工分為三個階段：針對總進度的控制，需要先進行建筑消防工程相關數(shù)據(jù)信息的導出，然后結合實際情況進行現(xiàn)場設備與物資的仿真模擬;針對二級進度控制而言，需要基于對實際工程量數(shù)據(jù)的掌握，對工程建設過程中所需的設備、人員以及建設原材料進行預測;針對作業(yè)階段進度控制而言，需要基于對建筑信息細致化模型的應用，開展反復模擬，進而選擇出最佳的模擬結果，實現(xiàn)針對性進度控制管理工作的開展。

（四）消防施工驗收階段應用

第一，設計變更校核/碰撞檢查。消防工程是一個系統(tǒng)工程，包含水、暖、電等專業(yè)，傳統(tǒng)的消防設計流程是水、暖、電各專業(yè)在建筑師初步設計圖紙上進行設備施工圖設計，各專業(yè)設計的圖紙之間發(fā)生沖突之后，通過協(xié)調(diào)會等形式相互提條件修改最終生成二維施工圖紙，這個階段由于缺少承包方和施工方的參與，在施工中遇到的問題又將重新與設計單位進行協(xié)調(diào)溝通，整個過程的工作量大且容易出現(xiàn)錯漏現(xiàn)象。而通過BIM的協(xié)同設計理念，各專業(yè)在同一個模型中進行設計，可以進行即時交流，同時，承包方和施工方能夠在模型設計階段參與，能夠?qū)ψ兏桨高M行校核評估，從而避免由于缺少溝通所造成的二次設計變更，提高設計效率，降低工程造價。

第二，材料檢測。BIM技術的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術，為這一模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫，該信息庫不僅完整包含了描述建筑物構件、裝修材料的幾何信息還包括這些材料的燃燒性能、發(fā)熱量、產(chǎn)煙率等詳細參數(shù)，通過這個模型可以協(xié)助材料檢驗機構對建筑各區(qū)域的火災危險性進行分析，確定危險區(qū)域及需要進行燃燒性能測試的建筑構件及裝修材料范圍，同時利用BIM數(shù)據(jù)庫還可以自動導出并生成構件/材料清單，該清單應包括材料的燃燒屬性、使用位置以及使用量，這份清單還可以作為材料送檢的依據(jù)，不僅提高了工作效率，還能幫助檢驗/審批機構加強對項目了解，降低消防審批風險。

第三，竣工驗收。傳統(tǒng)的消防驗收通常由驗收人員對照竣工圖紙根據(jù)消防驗收評定規(guī)則對建筑各單項、分項工程按照一定的抽查比例進行驗收，其過程主要依靠驗收人員的工作經(jīng)驗進行現(xiàn)場評判，受場地及時間限制往往無法對建筑工程進行全面的驗收檢查，容易出現(xiàn)遺漏及誤解的情況。通過BIM模型，消防驗收人員可以指揮前方驗收輔助人員達到指定位置，即可避免依靠二維圖紙溝通容易出現(xiàn)誤解的情況，又可直觀進行實際消防施工情況畫面與BIM模型的比對，對消防施工與設計的吻合度一目了然，而且該模型可作為驗收資料進行存檔便于日后查看。

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作者簡介：張帆（1974-02-07），男，陜西平利人，漢族，本科學歷。高級工程師。研究方向：工程管理。