BIM技術(shù)在建筑消防安全管理中的運(yùn)用

趙志軍

摘要：伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐步加快，越來(lái)越多的建筑物隨之產(chǎn)生，然而各類建筑物雖然為人們的生產(chǎn)及生活提供了很大的便利，但同時(shí)也容易引發(fā)火災(zāi)隱患。此時(shí)，僅僅采用傳統(tǒng)的消防安全管理模式已經(jīng)難以促使當(dāng)下的消防安全要求得到滿足，以BIM技術(shù)為代表的信息化管理模式應(yīng)用而生。本文主要對(duì)BIM技術(shù)的定義及特點(diǎn)加以概述，闡述BIM技術(shù)下建筑消防安全管理系統(tǒng)的構(gòu)建，并提出BIM技術(shù)在建筑消防安全管理中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑消防;安全管理

一、BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1、BIM的定義及特點(diǎn)

（1）BIM的定義

關(guān)于BIM的定義，在不同的國(guó)家和地區(qū)存在著一定的不同，造成這一現(xiàn)象的主要原因在于BIM技術(shù)在不同國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展和應(yīng)用情況各有不同，現(xiàn)階段，尤以美國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)BIM技術(shù)的界定最具代表。美國(guó)BIM標(biāo)準(zhǔn)中將BIM技術(shù)界定為，工程項(xiàng)目與建筑設(shè)施的全生命周期內(nèi)，通過(guò)對(duì)設(shè)施的物理及功能等方面的特點(diǎn)加以數(shù)字化描述，構(gòu)建一個(gè)可視化的數(shù)據(jù)庫(kù)，在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中可以為設(shè)施從計(jì)劃建設(shè)制定模型到建設(shè)完成投入使用的整個(gè)周期中各項(xiàng)計(jì)劃和決策給予一定的信息支持，BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息由參與項(xiàng)目的各方組織和人員進(jìn)行錄入、提取、補(bǔ)充、更新、修正等，也有助于項(xiàng)目各個(gè)參與方相互協(xié)作。

（2）BIM的特點(diǎn)

（1）可視化

使用BIM技術(shù)可以用三維立體的形式對(duì)建筑進(jìn)行展現(xiàn)，而且不只是外部結(jié)構(gòu)，就連內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以一目了然。相對(duì)傳統(tǒng)的工程圖紙來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)讓工程項(xiàng)目的建筑模型可視化程度大大提高，更加便于工程的建設(shè)和管理。

（2）模擬性

BIM技術(shù)具有模擬性，可以通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)工程項(xiàng)目不同階段的進(jìn)程和狀況進(jìn)行預(yù)估和模擬，從而為工程項(xiàng)目的各項(xiàng)決策提供依據(jù)，便于建設(shè)方案的完善和優(yōu)化，提高資源利用率，促進(jìn)工程進(jìn)度的推進(jìn)。

（3）協(xié)調(diào)性

一個(gè)工程項(xiàng)目涉及到的參與方往往數(shù)量很多，在工程項(xiàng)目的不同方面和不同階段參與的人員和組織都各有不同。工程項(xiàng)目是一個(gè)整體連貫的大項(xiàng)目，因此就需要眾多的參與方協(xié)調(diào)合作，才能提高工程建設(shè)的效率。BIM技術(shù)正是提高各方協(xié)調(diào)性的有力工具。

（4）信息完整性

BIM技術(shù)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)收集的是工程項(xiàng)目各個(gè)階段的所有信息，而且是可以實(shí)時(shí)更新的，數(shù)據(jù)的完整性高。

2、BIM技術(shù)在建筑消防安全管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）可視化管理

BIM技術(shù)將傳統(tǒng)的二維工程圖紙升級(jí)成三維立體的可視化建筑模型，可以讓人更加直觀和系統(tǒng)的了解建筑的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在消防管理方面，BIM技術(shù)可以幫助模擬火災(zāi)發(fā)生后的逃生和救援路線，進(jìn)行更加生動(dòng)有效的模擬演練，勇士也便于建筑內(nèi)消防器材和逃生通道的管理。一旦發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)情況，一方面有利于室內(nèi)人員選擇最佳的逃生方案和路線，一方面有利于消防人員制定最為精準(zhǔn)快速的救援路線。

（2）可模擬性

以BIM技術(shù)的模擬性為基礎(chǔ)，可以將BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中的建筑信息輸入到火災(zāi)模擬軟件、人員疏散模擬軟件中，進(jìn)行線上的消防演習(xí)模擬測(cè)試。根據(jù)現(xiàn)有的消防應(yīng)急預(yù)案在模擬測(cè)試中火災(zāi)發(fā)展和人員疏散的發(fā)揮的作用，可以反饋出現(xiàn)有消防應(yīng)急預(yù)案的優(yōu)點(diǎn)和不足，進(jìn)而一次為基礎(chǔ)進(jìn)行消防應(yīng)急預(yù)案的改進(jìn)和優(yōu)化。

（3）信息的集成與共享

BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了各類消防設(shè)備各類基本信息，如生產(chǎn)日期、使用方法、保質(zhì)期限等等，除了這些基本信息之外，消防器材的安裝信息、故障信息、保養(yǎng)記錄、實(shí)際使用年限等信息也在消防器材投入使用的過(guò)程中補(bǔ)充到數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成一個(gè)實(shí)時(shí)更新共享的信息庫(kù)，進(jìn)而便于消防器材的管理和維護(hù)。

二、 BIM技術(shù)下建筑消防安全管理系統(tǒng)的構(gòu)建

在BIM技術(shù)下，建筑消防安全管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)可見(jiàn)下圖1：

1、數(shù)據(jù)采集層

一般情況下，建筑消防的數(shù)據(jù)采集層所采集信息主要涵蓋以下幾個(gè)方面：

第一，采集一些關(guān)于建筑工程項(xiàng)目方面的信息數(shù)據(jù)，對(duì)所采集到的信息數(shù)據(jù)加以歸納整合，并充分借助BIM技術(shù)，合理進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建。類似于真實(shí)的建筑，這種模型所涉及到的實(shí)體信息也涵蓋門窗、樓梯等等。

第二，針對(duì)安裝在建筑中極易引發(fā)火災(zāi)的場(chǎng)所或設(shè)施的傳感器進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的采集與整理。比如天然氣開(kāi)關(guān)閥門處通常會(huì)安裝有一氧化碳濃度傳感器等等。

第三，針對(duì)建筑內(nèi)部某些危險(xiǎn)源信息或者消防設(shè)施等，可以通過(guò)使用RFID及移動(dòng)設(shè)備等進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

2、數(shù)據(jù)模型層

數(shù)據(jù)模型層即對(duì)建筑中各種類型的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集整理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)集成化的建筑安全信息模型的建立。一般情況下，這種模型所涵蓋的內(nèi)容如下：第一，能夠滿足建筑實(shí)體結(jié)構(gòu)的3D信息模型，并集直觀反映三維可視化信息、便于各工作單位及時(shí)獲取建筑消防安全信息等功能于一身;第二，在建筑整個(gè)生命周期內(nèi)，建筑安全信息參數(shù)化模型的建立能夠促使其信息管理得以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)利用BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)能夠在一定程度上將更多的建筑本體信息第一時(shí)間提供給建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)，建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)還能向BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)反饋相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)與BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合不僅有助于將建筑消防工程的施工時(shí)間進(jìn)一步縮短，還能促進(jìn)建筑消防水平的提升。

3、數(shù)據(jù)分析層

數(shù)據(jù)分析層主要涵蓋危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)對(duì)比、對(duì)消防設(shè)備方面的數(shù)據(jù)加以分析等內(nèi)容。其中，在對(duì)危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和對(duì)比過(guò)程中，可以借助以下幾種方式：通過(guò)使用Autodesk公司設(shè)計(jì)的一款名為REVIT的軟件，對(duì)BIM安全信息模式和電子標(biāo)簽等進(jìn)行交互使用，從而自行對(duì)危險(xiǎn)源信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、對(duì)比及分析。倘若危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)性比較高，那么不僅僅要第一時(shí)間報(bào)警，還應(yīng)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，向消防部門發(fā)送危險(xiǎn)源的具體位置信息;在對(duì)建筑構(gòu)件或者其他的消防設(shè)備進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的更新。另外，還可以將已經(jīng)載入的消防設(shè)備方面的信息作為重要參考依據(jù)，對(duì)應(yīng)急燈供電情況等展開(kāi)探討。

4、數(shù)據(jù)應(yīng)用層

通過(guò)借助數(shù)據(jù)應(yīng)用層，不但有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑危險(xiǎn)源的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)化監(jiān)督與控制，還能促使建筑消防設(shè)計(jì)、火災(zāi)及應(yīng)急疏散模擬等策略更加優(yōu)化。基于BIM技術(shù)對(duì)建筑消防的危險(xiǎn)源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控的關(guān)鍵就在于，用戶首先需要采用BIM信息模型對(duì)建筑危險(xiǎn)源加以及時(shí)有效處理，依據(jù)實(shí)際狀況有針對(duì)性的分析建筑工程可能存在的潛在性危險(xiǎn)源或隱藏的危險(xiǎn)源。對(duì)建筑消防設(shè)計(jì)的優(yōu)化也即結(jié)合建筑物的實(shí)際情況，以自動(dòng)化控制、傳感器技術(shù)等為依據(jù)，合理進(jìn)行消防安全防火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從某種意義來(lái)講，模擬火災(zāi)與應(yīng)急疏散最重要的任務(wù)就在于合理制定消防應(yīng)急預(yù)案。一旦有火災(zāi)發(fā)生，如何能夠及時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定出科學(xué)合理的消防應(yīng)急或求援方案，必將會(huì)促使消防救援工作得到順利進(jìn)行。在進(jìn)行火災(zāi)模擬時(shí)，當(dāng)務(wù)之急就應(yīng)對(duì)建筑實(shí)體信息和建筑消防安全信息等進(jìn)行充分了解，然后再根據(jù)建筑物內(nèi)部的火勢(shì)狀況進(jìn)行火災(zāi)模擬;在對(duì)應(yīng)急疏散進(jìn)行模擬時(shí)，應(yīng)首先預(yù)估建筑內(nèi)部火災(zāi)點(diǎn)疏散人員的數(shù)量，及時(shí)評(píng)估出疏散速度以及疏散人員需要花費(fèi)的時(shí)間，并制定出科學(xué)合理的火災(zāi)疏散應(yīng)急方案。

5、數(shù)據(jù)用戶層

在數(shù)據(jù)用戶層，建筑施工單位、政府消防部門以及物業(yè)管理部門等是其重要的用戶，在這一用戶層，充分利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑消防安全管理系統(tǒng)的構(gòu)建，將不同部門間的工作信息相串聯(lián)，充分發(fā)揮信息共享及信息實(shí)時(shí)更新等功能，不僅能夠促使各方對(duì)于建筑消防安全方面的信息訴求得到滿足，還能更好地為建筑消防安全提供保障。

三、 BIM技術(shù)在建筑消防安全管理中的應(yīng)用策略

1、加強(qiáng)消防設(shè)備的日常管理

火災(zāi)難以預(yù)測(cè)。建筑物內(nèi)部一旦發(fā)生火災(zāi)，安置在建筑物內(nèi)部的消防設(shè)備對(duì)于火勢(shì)的初步控制就十分關(guān)鍵了。合理的消防設(shè)備布置可以在火災(zāi)發(fā)生的初期起到阻止火勢(shì)快速蔓延的作用，進(jìn)而在一定程度上減小火災(zāi)帶來(lái)的損失。因此，我們必須確保建筑內(nèi)部的消防設(shè)備隨時(shí)處于正?？捎玫臓顟B(tài)。要做到這一點(diǎn)，就必須對(duì)建筑內(nèi)的消防設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和正確的維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)消防設(shè)備損壞、消防通道堵塞等情況，必須馬上上報(bào)處理，將消防設(shè)備的檢查作為日常的工作，不能流于形式。

2、制定科學(xué)的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案

通過(guò)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合火災(zāi)模擬軟件和人員疏散模擬軟件模擬測(cè)試火災(zāi)發(fā)生后消防應(yīng)急預(yù)案的效果，然后根據(jù)模擬測(cè)試的結(jié)果，對(duì)現(xiàn)有的消防應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行完善。科學(xué)完善的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)很大程度上的阻止火勢(shì)巡視發(fā)展以及知道人員快速疏散，進(jìn)而減小火災(zāi)造成的人員及財(cái)產(chǎn)損失。

3、加強(qiáng)對(duì)人們的消防安全教育

傳統(tǒng)的消防演習(xí)難以模擬出火災(zāi)的真是場(chǎng)景，參與演習(xí)的人員缺乏真實(shí)感和緊迫感，導(dǎo)致消防演習(xí)的效果大打折扣。而利用BIM技術(shù)結(jié)合火災(zāi)模擬軟件和人員疏散模擬軟件，可以制作出三位虛擬的火災(zāi)場(chǎng)景，更加直觀生動(dòng)。將這些場(chǎng)景制作成消防演習(xí)宣傳材料和教育材料，可以更加簡(jiǎn)單有效的提高人們的消防安全意識(shí)和消防安全知識(shí)。一旦發(fā)生火災(zāi)，人們可以更加熟練的進(jìn)行應(yīng)對(duì)，快速疏散逃生。

4、完善消防安全管理方式

建筑消防安全管理至關(guān)重要且專業(yè)性高，還需要各個(gè)部門協(xié)同合作共同關(guān)注。因此在工程項(xiàng)目建設(shè)完成后的運(yùn)維階段，需要專門針對(duì)消防安全管理制定嚴(yán)格的管理標(biāo)準(zhǔn)和責(zé)任制度，將消防安全管理的任務(wù)和責(zé)任具體落實(shí)到部門甚至個(gè)人。通過(guò)BIM技術(shù)建立消防協(xié)同管理平臺(tái)，有助于各個(gè)部門共同且有序的進(jìn)行消防安全管理，使信息的傳遞、協(xié)調(diào)。

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