關(guān)于數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用

摘要：在現(xiàn)代城市建設(shè)中，建筑消防設(shè)施的合理設(shè)計和規(guī)劃、以及建筑防火監(jiān)督體系的建立與城市建筑的消防安全性能密切相關(guān)?；诖?，本文分析了建筑消防設(shè)施存在問題與防火監(jiān)督工作現(xiàn)狀，論述了關(guān)于數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字模型化;建筑消防設(shè)施;防火監(jiān)督系統(tǒng)

中圖分類號：TU892??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

0 引言

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市中的高層建筑群與大型建筑也逐漸增多，為保證各類建筑的順利進行、保障居民的生命財產(chǎn)安全，建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督系統(tǒng)也逐漸革新升級。根據(jù)現(xiàn)代化信息技術(shù)和消防安全的信息匯總，我們在城市建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中應(yīng)用數(shù)字模型，從而對傳統(tǒng)的消防安全管理業(yè)務(wù)進行重新梳理，并且合理有效地分配各項任務(wù)，以構(gòu)建不同建筑群體的信息資源流通共享的數(shù)字化消防系統(tǒng)，鞏固城市建筑消防和防火監(jiān)督系統(tǒng)的地位。

1 建筑消防設(shè)施存在問題與防火監(jiān)督工作現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)有的管理技術(shù)支持下，我國的消防監(jiān)督管理工作落實程度相對較高，無論是消防救援工作的推進還是消防安全預(yù)防管理工作的執(zhí)行，都嚴格按照相關(guān)的消防監(jiān)督管理工作要求進行執(zhí)行。但是隨著社會生產(chǎn)力水平的提升，傳統(tǒng)的監(jiān)督管理工作方式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的社會發(fā)展實際要求，這就導(dǎo)致了消防安全管理工作推進難度相對較大。為此作為相關(guān)的研究人員針對數(shù)字模型化的發(fā)展特點，將數(shù)字模型化與消防監(jiān)督管理工作充分的結(jié)合在一起，通過信息化、智能化、高效化的技術(shù)手段創(chuàng)新，實現(xiàn)了消防監(jiān)督管理工作的技術(shù)優(yōu)化，一方面推動了消防監(jiān)督管理工作的落實，另一方面減少了消防安全隱患的產(chǎn)生，提升了消防救援管理質(zhì)量。

1.1 建筑消防設(shè)施工藝導(dǎo)致的設(shè)計及存放不合理

在傳統(tǒng)的建筑消防安全工作運行過程中，由于建筑消防設(shè)施工藝設(shè)計或存放的不合理性，嚴重影響了后期消防建筑設(shè)施和防火監(jiān)督系統(tǒng)運行的效果。一方面，由于警報器或報警系統(tǒng)在施工時所采用的施工工藝過于簡單，施工單位對建筑消防設(shè)施的建造質(zhì)量過差，導(dǎo)致火災(zāi)等緊急情況發(fā)生時，自動報警器不能及時有效地向外界發(fā)出警報或呼救，延誤了撲滅火災(zāi)的最佳時期，使得災(zāi)情蔓延、居民的生命安全受到威脅。另一方面，建筑施工單位在建造整體建筑物時，未能將緊急情況的強制停止運作系統(tǒng)合理的規(guī)劃，導(dǎo)致在災(zāi)情發(fā)生時，相關(guān)緊急通道的照明系統(tǒng)不能及時啟動，而像電梯這類需要強制關(guān)閉的系統(tǒng)仍在運行，更容易發(fā)生火災(zāi)，災(zāi)情之外的傷亡損失，使局面更加不可控制。

1.2 相關(guān)管理人員意識薄弱，對建筑消防設(shè)施管理維護不到位

在現(xiàn)代城市建筑中，高層建筑與大型建筑的日益增多也使得消防安全工作系統(tǒng)的應(yīng)用更加廣泛，在項目施工單位進行建筑工程消防及防火工作系統(tǒng)設(shè)計時，一定會啟用緊急消防系統(tǒng)配備自動報警器、手動報警器、緊急逃生通道、自動噴水系統(tǒng)等。而這些建筑消防設(shè)施都是由相關(guān)管理人員對其進行日常維護，如此便會出現(xiàn)諸多問題。由于建筑消防設(shè)施的管理人員防范意識薄弱，理所當(dāng)然的認為災(zāi)情距離我們十分遙遠，疏忽對高層建筑中建筑消防設(shè)施的日常維護，使得消防設(shè)施發(fā)生故障，導(dǎo)致某些消防設(shè)施在災(zāi)情需要使用時，不能夠有效的發(fā)揮出自身的作用。如手動警報器年久失修，并未及時更換，一旦遇到自動報警器無法工作時，手動報警器也無法發(fā)揮它的作用，這勢必會使火災(zāi)災(zāi)情迅速擴大、并無法得到外界的及時救援，造成大面積的人員傷亡。

1.3 防火監(jiān)督系統(tǒng)及消防安全體制不完善

現(xiàn)代城市建筑中的防火監(jiān)督系統(tǒng)和災(zāi)情相關(guān)的指導(dǎo)工作往往由物業(yè)公司進行承擔(dān)，但由于物業(yè)公司的人員崗位流動性較強，相關(guān)管理人員不能及時發(fā)現(xiàn)和整改存在的火災(zāi)隱患，對已發(fā)現(xiàn)的火災(zāi)隱患上報后得不到物業(yè)服務(wù)企業(yè)的重視。此外，物業(yè)公司的消防負責(zé)部門針對同一個建筑沒有一套完整且合理的防火監(jiān)督機制，導(dǎo)致在火災(zāi)災(zāi)情發(fā)生時，相關(guān)指導(dǎo)人員任務(wù)分配混亂、災(zāi)情安頓工作不到位，后續(xù)的消防系統(tǒng)設(shè)施不能及時配備，災(zāi)情發(fā)生的源頭及事故分析總結(jié)不到位。一方面，這種不完善的消防安全體制會極大程度上的阻礙火災(zāi)現(xiàn)場指導(dǎo)撤離工作的進行，另一方面，后續(xù)工作例如安全隱患排查、火災(zāi)源頭處理的不到位更會影響居民的正常生活。

2 數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用

隨著我國社會主義現(xiàn)代化發(fā)展速度的不斷加快，數(shù)字模型化也已經(jīng)逐漸的滲透到了我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的方方面面，為了有效提升我國消防監(jiān)督管理工作水平，全面提升數(shù)字模型化在消防監(jiān)督管理工作中的應(yīng)用，推動我國消防監(jiān)督管理工作的有效落實。在對消防設(shè)施的基礎(chǔ)檢查工作推進、建筑消防設(shè)施監(jiān)督管理、消防基礎(chǔ)設(shè)備日常維護以及系統(tǒng)管理工作全面推進等幾個方面，作為消防監(jiān)督管理工作人員要充分的認識到自身工作的使命，在實際的監(jiān)督管理工作推進的過程中，通過以下方面對自身的工作情況進行梳理，以適應(yīng)當(dāng)前的消防監(jiān)督管理工作要求。

2.1 建筑消防系統(tǒng)中數(shù)學(xué)模型化的應(yīng)用

針對于傳統(tǒng)建筑消防與防火監(jiān)督系統(tǒng)管理存在的問題，我們都可以利用當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代下的信息數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)成的數(shù)字模型化建筑消防系統(tǒng)有效的規(guī)避這些問題所帶來的安全風(fēng)險。數(shù)字模型化是通過互聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的整合匯總對實際消防安全問題進行模型構(gòu)建和分析，考慮消防安全隱患問題出現(xiàn)的各種因素，對實際消防安全和防火監(jiān)督工作作出細化指導(dǎo)。例如，在城市消防系統(tǒng)設(shè)計過程中可采用BIM三維建筑信息模型，建筑設(shè)計師可以通過BIM數(shù)字模型對城市建筑的不同方案進行直觀的對比，設(shè)計優(yōu)化消防通道、防火區(qū)、樓梯間等建筑內(nèi)部構(gòu)建的位置分配。BIM技術(shù)是將建筑工程施工過程中的各項基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)收集起來，其中包括建筑物零構(gòu)件、建筑材料尺寸、建筑材料燃燒性能、發(fā)熱量、產(chǎn)煙量等等，并將建設(shè)施工單位、消防設(shè)計單位、建設(shè)監(jiān)理單位等多方單位共建一個員共享平臺，將所有數(shù)據(jù)置于三維的建筑模型系統(tǒng)中作為數(shù)字化建筑中的虛擬建筑構(gòu)件表達現(xiàn)實中建筑物的構(gòu)件。且在此過程中，每個構(gòu)件都有相應(yīng)的尺寸與信息內(nèi)容，將建筑信息模型直接轉(zhuǎn)換為火災(zāi)模型，清楚地顯示出在整體建筑物的各個區(qū)域不同材料的使用情況，并注明其屬性。這樣既能夠在BIM三維建筑信息模型中觀察分析得出火災(zāi)災(zāi)情發(fā)生的主導(dǎo)因素，構(gòu)建更完善的建筑消防系統(tǒng)，同時也節(jié)省了重新利用軟件建立數(shù)學(xué)模型的時間，更加精準地、迅速地構(gòu)建完善的城市化建筑消防系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)CAD繪圖相比，BIM模型是一種高度可視化的工具，因此在火災(zāi)發(fā)生后，與傳統(tǒng)的人員組織疏散消防工作相比，BIM技術(shù)能夠根據(jù)不同建筑的自身特點構(gòu)建、規(guī)劃出最佳的逃生途徑，并可以根據(jù)其模型建構(gòu)判斷出火災(zāi)源頭和火勢最大的區(qū)域，這對后續(xù)消防工作人員對建筑樓道內(nèi)的滅火消防安全工作提供了便捷。此外，由BIM技術(shù)所構(gòu)建的城市建筑物消防材料數(shù)據(jù)庫能夠準確地為城市化消防工作提供數(shù)據(jù)，將每一次災(zāi)情發(fā)生的源頭與安全隱患問題清楚地記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，可以有效地規(guī)避城市火災(zāi)危險的發(fā)生。

2.2 基于不同數(shù)學(xué)模型應(yīng)用，構(gòu)建完善的防火監(jiān)督系統(tǒng)

城市化的飛速發(fā)展使得現(xiàn)代化消防技術(shù)成為重中之重。2017年，公安消防部門發(fā)布《消防信息化“十三五”總體規(guī)劃》，旨在要求城市建筑消防工作相關(guān)人員要合理運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興信息多媒體技術(shù)，加快推進“智慧消防”建設(shè)，全面促進信息化與消防業(yè)務(wù)工作的深度融合，為全面構(gòu)建安全、穩(wěn)定、統(tǒng)一的社會建筑消防安全系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)時代的到來，促使我們由傳統(tǒng)的城市建筑消防安全管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為基于大數(shù)據(jù)而構(gòu)成的數(shù)字化模型消防安全系統(tǒng)，通過BIM三維數(shù)字化模型技術(shù)的應(yīng)用進行火災(zāi)模型構(gòu)建，進而分析其形成原因及制定消防安全系統(tǒng)中的預(yù)防措施。以城市化建筑群易發(fā)生的易燃易爆物品引發(fā)的固體火災(zāi)為例，設(shè)可燃物的燃燒面積為S（單位：m2），單位面積可燃物的燃燒速率為mf（單位：kg/m2·s），那么固體燃燒速率為Mc=mfS，所以可以得出熱量的釋放速率為Q=Mc·Hc，上式中Hc為燃燒熱（單位：J/kg），進而得出總的熱輻射能量為F=Qf，其中f為輻射系數(shù)，可取f=0.25。此時設(shè)熱輻射球體的表面積為A（單位：m2），目標距離火焰的距離為r（單位：m），得出輻射強度公式q（r）=F/A=Qf/4πr2=fMcHc/4πr2=fmfSHc/4πr2，而分析得出火源的擴散速度和火是災(zāi)情的蔓延形勢，從而能夠利用該模型對被火災(zāi)困住的居民展開消防救援，在安全、合理的距離進行施救，已提高火災(zāi)發(fā)生后救援工作開展的效率。同時利用更多BIM數(shù)字模型構(gòu)造火災(zāi)災(zāi)情具體問題的模擬情況，例如消防設(shè)施的合理設(shè)置與消防效果的具體關(guān)系，可以根據(jù)此類數(shù)據(jù)化模型對建筑消防設(shè)施進行逐一排查，根據(jù)數(shù)據(jù)所顯示的對消防效果影響最大的因素進行合理調(diào)整。再如根據(jù)可燃物燃燒速率得出可燃物，剩余質(zhì)量與燃燒時間來推算出火災(zāi)發(fā)生后的最佳救援時間，這些都是bim 3維數(shù)字化模型技術(shù)，在火災(zāi)實際應(yīng)用中所產(chǎn)生的巨大優(yōu)勢，它能夠?qū)⒒馂?zāi)發(fā)生的環(huán)境因素、人為因素按照數(shù)學(xué)模型構(gòu)造解析的方式，充分考慮在內(nèi)，能夠使得消防安全工作和火災(zāi)救援工作科學(xué)合理化的進行。

2.3 在數(shù)字模型化建筑消防下防火監(jiān)督系統(tǒng)的革新

首先，要對建筑所用消防器材、建筑零件材料、相關(guān)工作人員狀態(tài)進行智能定位監(jiān)測、合理跟蹤管理，將所有有關(guān)建筑消防安全系統(tǒng)的信息材料上傳至物聯(lián)網(wǎng)中，在“云端”進行匯總分析，得出建筑材料屬性、消防器材是否可靠等，進行構(gòu)建廣泛而又龐大的城市建筑BIM數(shù)據(jù)庫，為建筑消防安全工作與防火監(jiān)督工作提供信息技術(shù)上的支持。其次，物業(yè)相關(guān)部門要肩負起自身的職責(zé)，定期對消防部門管理工作人員進行有關(guān)于防火監(jiān)督、建筑內(nèi)部消防設(shè)施的定期檢查更換等專業(yè)技能的培訓(xùn)，并且通過上傳至云端的建筑材料和建筑群體的屬性，通過歷史災(zāi)情的時空分布數(shù)據(jù)與季節(jié)、天氣、建筑人口分布情況等相關(guān)因素多維度的回歸分析，挖掘規(guī)律，預(yù)測趨勢，由政府相關(guān)機構(gòu)、消防部門、物業(yè)管理公司多方全面實時監(jiān)測，達到有效預(yù)防火災(zāi)的目的。最后，相關(guān)部門需要對消防安全系統(tǒng)進行革新，制定一套完備的建筑防火監(jiān)督系統(tǒng)和有效的消防安全工作機制，例如在火災(zāi)發(fā)生時由多方同時監(jiān)測到這一情況，三坊街需要按照緊急預(yù)案指示行動，救災(zāi)救援活動有序進行，災(zāi)情安頓工作要做好，在建筑群體內(nèi)大火被撲滅、火災(zāi)結(jié)束后，也要由專業(yè)人員來到災(zāi)情現(xiàn)場，通過BIM技術(shù)對此次災(zāi)情進行分析整理，在政府部門、消防部門、物業(yè)公司管理部門留下存檔，以便于今后城市建筑消防安全管理工作順利進行。

以上便是在數(shù)字模型化構(gòu)建下，城市建筑消防系統(tǒng)和防火監(jiān)督系統(tǒng)的改革機制，這是屬于當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代下消防安全工作的一項變革，能夠為當(dāng)今時代背景下的城市建筑群體火災(zāi)預(yù)防工作、消防救援工作等提供便捷，更稱得上是當(dāng)今消防安全工作的科學(xué)特色指南。

3 構(gòu)建數(shù)字模型化系統(tǒng)在現(xiàn)代消防工作中的現(xiàn)實意義

在當(dāng)今這個互聯(lián)網(wǎng)+和信息數(shù)據(jù)的時代背景下，城市化建設(shè)的建筑群體消防安全工作和防火監(jiān)督系統(tǒng)構(gòu)建也需要采用數(shù)字模型化的工作模式，這同時也表明了在未來的城市規(guī)劃中，由信息數(shù)據(jù)所引領(lǐng)的數(shù)字模型化消防安全工作已占主導(dǎo)地位，它能將信息數(shù)據(jù)更有優(yōu)勢地呈現(xiàn)在現(xiàn)代消防工作中，對城市的發(fā)展具有重大意義。

一方面，這種數(shù)字模型化防火監(jiān)督系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測不同建筑群體之間的微小的變化，通過材料屬性、資源配置等多方面的監(jiān)督機制有效地保證了居民生命財產(chǎn)安全，維持社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。另一方面，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)災(zāi)情時，數(shù)字模型化系統(tǒng)能夠依照消防安全體制給出科學(xué)合理化的救援建議，使得多方同時有序地進行救援工作，尤其是在新冠疫情發(fā)生時期更需要這種完整的城市消防安全工作體制來指導(dǎo)人們有效防范疫情的同時注意防范火災(zāi)災(zāi)情的發(fā)生?？偠灾鞘袛?shù)字模型化消防安全工作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)防火災(zāi)為主，消防滅火工作為輔的目的，與政府及消防部門共同構(gòu)建安全的居住環(huán)境，讓人們在城市中的生活更加幸福和諧。

4 結(jié)語

綜上所述，在大數(shù)據(jù)時代，我們需要利用數(shù)字模型化系統(tǒng)對城市建筑群體消防設(shè)施信息、建筑材料等構(gòu)成龐大的云端數(shù)據(jù)庫，并進行多方實時監(jiān)測防范。一旦發(fā)生火災(zāi)，根據(jù)信息技術(shù)監(jiān)測和科學(xué)指導(dǎo)進行有效救援，在災(zāi)情結(jié)束后，將此次的經(jīng)驗教訓(xùn)上傳至數(shù)據(jù)庫中，以備今后的消防救援工作的開展。大數(shù)據(jù)時代下的科學(xué)合理化的消防安全工作，相關(guān)部門要負起自身的責(zé)任，努力做好本職工作，為廣大人民構(gòu)建一個安全、幸福、和諧穩(wěn)定的居住環(huán)境做出貢獻，從而維護社會的和諧穩(wěn)定，長期發(fā)展。

參考文獻

[1] 錢志英.建筑消防設(shè)施維護管理長效機制的探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2013（12）：1414-1416.

[2] 楊曉姣，肖立穩(wěn)，楊晨彪.數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2014（20）：172.

[3] 張星景.建筑防火監(jiān)督及配置消防設(shè)施探討[J].低碳世界，2014（21）：267-268.

收稿日期：2021-06-22

作者簡介：楊巍?。?983—），男，浙江臨海人，研究生，工程師，研究方向：防火監(jiān)督。

About the Application of Digital Modeling in Building Fire Protection Facilities and Fire Protection Supervision

YANG Weiwei

（Zhejiang Fire Rescue Corps Taizhou Wenling Fire Rescue Brigade， Taizhou Zhejiang 317500）

Abstract： In modern urban construction， the reasonable design and planning of building fire-fighting facilities and the establishment of building fire prevention supervision system are closely related to the fire safety performance of urban buildings. Based on this， this paper analyzes the existing problems of building fire-fighting facilities and the current situation of fire prevention supervision， and discusses the application of digital modeling in building fire-fighting facilities and fire prevention supervision， for reference.

Keywords： Digital modeling; Building fire fighting facilities; Fire prevention supervision system