消防工程施工管理中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

車(chē)帆

（四川高光明電力工程有限公司，四川成都 610072）

0 引言

近年來(lái)我國(guó)科技實(shí)現(xiàn)重大創(chuàng)新突破，不斷提高BIM 技術(shù)成熟度，而且廣泛應(yīng)用于消防工程領(lǐng)域。當(dāng)開(kāi)展工程建設(shè)時(shí)，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于全過(guò)程，能夠作為重要決策依據(jù)。另外，在及時(shí)改正消防工程信息參數(shù)的前提下，能夠反映各種任務(wù)，由此實(shí)現(xiàn)全員參建，協(xié)同配合落實(shí)工作。

1 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

BIM 技術(shù)特征鮮明，包括模擬性、可視性、協(xié)調(diào)性、一體化等，可以利用BIM 軟件科學(xué)合理構(gòu)建三維模型，目前在大部分工程建設(shè)中都實(shí)現(xiàn)了隱蔽工程等的可視模擬，對(duì)于消防工程而言也作用巨大。

（1）模擬性。在消防工程建設(shè)施工中，利用BIM 模型可以獲得精確完善的數(shù)據(jù)，合理編制設(shè)計(jì)方案并制訂可行的施工計(jì)劃，提高工程管控力度。

（2）可視性。對(duì)于消防工程中布設(shè)的管線(xiàn)與使用的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)可視化，避免管線(xiàn)出現(xiàn)碰撞的情況，完成空間布局合理設(shè)計(jì)，使編制的設(shè)計(jì)方案達(dá)到施工要求。

（3）協(xié)調(diào)性。當(dāng)開(kāi)展消防工程施工時(shí)，結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)，合理模擬施工全過(guò)程，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)存在的薄弱環(huán)節(jié)，更加直觀地觀察施工工藝效果，從而優(yōu)化調(diào)整施工方案，為實(shí)際施工提供正確指導(dǎo)。

（4）一體化。通過(guò)利用BIM 技術(shù)，可以有序連接工程各個(gè)環(huán)節(jié)，完成全過(guò)程數(shù)據(jù)集成處理，該特征在一定程度上簡(jiǎn)化了施工圖中關(guān)于設(shè)計(jì)與施工的流程[1]。

2 消防工程施工管理中BIM 技術(shù)應(yīng)用的必要性

在社會(huì)飛速發(fā)展的過(guò)程中，消防工程數(shù)量越來(lái)越多，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，而許多消防工程施工普遍存在組織困難、安全隱患頻發(fā)等情況，大幅增加工程施工難度。與此同時(shí)，以往傳統(tǒng)的施工管理方式難以有效應(yīng)用于當(dāng)下的消防工程施工過(guò)程中，正因如此，BIM 技術(shù)應(yīng)用非常必要，利用該技術(shù)科學(xué)合理管控施工進(jìn)度及其安全等，從而提高施工有效性[2]。消防工程應(yīng)用BIM 技術(shù)前后對(duì)比如表1 所示。

表1 消防工程應(yīng)用BIM 技術(shù)前后對(duì)比

3 消防工程施工管理中BIM 技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在開(kāi)展消防工程施工的過(guò)程中，通過(guò)利用BIM 技術(shù)能夠有效管理施工進(jìn)度、施工安全等，從而全方位提升施工管理水平。

3.1 BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

3.1.1 BIM 模型建立及深化設(shè)計(jì)

結(jié)合消防工程實(shí)際情況來(lái)看，系統(tǒng)比較復(fù)雜，鋪設(shè)諸多管線(xiàn)，并且工程改造必須符合原本的建筑結(jié)構(gòu)，存在大量二次裝修設(shè)計(jì)變更，對(duì)不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，非常容易造成設(shè)計(jì)誤差，難以保障設(shè)計(jì)效果。而在改造工程建設(shè)過(guò)程中，將不同專(zhuān)業(yè)的施工圖紙精確錄入構(gòu)建的BIM 系統(tǒng)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體狀況選取最佳改造方案，形成工程三維模型。由于三維更加直觀，便于不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同配合，明晰管線(xiàn)走向，規(guī)范布局，準(zhǔn)確預(yù)留檢修空間，避免設(shè)計(jì)誤差出現(xiàn)，保障施工效率和質(zhì)量，防范施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，并且方便后續(xù)檢修，確保按時(shí)完工以及投資有效管控[3]。

3.1.2 碰撞檢驗(yàn)，模擬技術(shù)交底

（1）消防工程建設(shè)中管線(xiàn)鋪設(shè)繁雜，由于裝飾圖紙的設(shè)計(jì)方不同，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)誤差等，造成返工的情況，使得經(jīng)濟(jì)受損。建成三維模型之后，消防工程系統(tǒng)能夠開(kāi)展碰撞檢驗(yàn)工作，從而形成碰撞報(bào)告，便于工作人員更加直觀、精準(zhǔn)掌握碰撞構(gòu)件具體部位，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)，不同專(zhuān)業(yè)反復(fù)調(diào)整構(gòu)件標(biāo)高等，持續(xù)減少碰撞點(diǎn)。針對(duì)管線(xiàn)復(fù)雜部位做重點(diǎn)標(biāo)注，并且提供三維視圖，通過(guò)圖紙綜合利用，精確指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)安裝操作，縮減人力物力。消防工程存在諸多碰撞點(diǎn)，大幅減少返工，降低成本損失，防止工期推延[4]。

（2）BIM 軟件能夠結(jié)合三維模型改善之后的裝飾專(zhuān)業(yè)相關(guān)的二維施工圖，正確指導(dǎo)施工。

（3）在消防工程技術(shù)交底工作中，可以合理利用數(shù)字可視化模擬虛擬漫游技術(shù)。正式開(kāi)展施工之前，諸多參建單位均可全方位直觀掌握內(nèi)部具體狀況，加強(qiáng)溝通互動(dòng)并提高工作效率，縮小圖紙認(rèn)知差異，特別是在專(zhuān)業(yè)與走向繁雜的技術(shù)交底工作中，突破施工難題，保證施工質(zhì)量，取得良好施工效果。

3.2 BIM 技術(shù)在工程造價(jià)、成本控制中的應(yīng)用

3.2.1 招投標(biāo)環(huán)節(jié)BIM 技術(shù)的造價(jià)控制應(yīng)用

在消防工程投標(biāo)環(huán)節(jié)，通過(guò)利用BIM 技術(shù)可以快速精準(zhǔn)計(jì)算得出工程量。針對(duì)工程建設(shè)單位而言，從接收招標(biāo)信息到招標(biāo)結(jié)束大約花費(fèi)20d。在工程招標(biāo)過(guò)程中，如果采取人工計(jì)算方式得到工程量數(shù)值，會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)時(shí)間。而基于BIM 模型之下，可以在短時(shí)間內(nèi)得出工程量，從而確保投標(biāo)報(bào)價(jià)精確，縮短投標(biāo)時(shí)間。

3.2.2 工程建設(shè)期間BIM 技術(shù)的造價(jià)控制應(yīng)用

（1）消防工程進(jìn)度款控制。通過(guò)利用BIM 技術(shù)，不僅有利于工程進(jìn)度管理，而且可以有效管理和控制工程進(jìn)度款。對(duì)于工程建設(shè)單位來(lái)說(shuō)，進(jìn)度款與其經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。因此，相關(guān)管理人員可利用BIM 技術(shù)合理實(shí)施造價(jià)控制，借助過(guò)濾器做好階段性控制。在消防工程建設(shè)過(guò)程中構(gòu)建的BIM 模型可以工程區(qū)、工程周期等為切入點(diǎn)及時(shí)獲得進(jìn)度款，通過(guò)提高工程進(jìn)度審核效率增加價(jià)值。

例如，采取BIM 技術(shù)根據(jù)工程量精確計(jì)算建筑材料用量，避免材料浪費(fèi)等情況出現(xiàn)，降低用料成本。當(dāng)前，一些消防工程建設(shè)單位建立并應(yīng)用工程結(jié)余獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，一旦發(fā)現(xiàn)用料過(guò)量的情況會(huì)給予相應(yīng)懲處，而有的人員會(huì)在保障工程質(zhì)量的前提下剩余用料，對(duì)此應(yīng)當(dāng)給予一定獎(jiǎng)勵(lì)。

（2）應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)變更。在開(kāi)展工程建設(shè)施工的過(guò)程中，當(dāng)有設(shè)計(jì)變更需求的時(shí)候，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以合理調(diào)整參數(shù)，強(qiáng)化工程量計(jì)算精確性。以土建工程為例，當(dāng)預(yù)留工程沒(méi)有完成的時(shí)候，利用BIM 模型所具備的可視化功能，可以精準(zhǔn)排查存在的預(yù)埋問(wèn)題，避免出現(xiàn)工程交底問(wèn)題[5]。

（3）排查工程建設(shè)中管線(xiàn)碰撞的情況。在開(kāi)展消防工程施工的過(guò)程中，通過(guò)使用BIM 技術(shù)可以合理建立不同專(zhuān)業(yè)模型，全方位排查管線(xiàn)實(shí)際分布，妥善解決管線(xiàn)碰撞問(wèn)題。借助BIM 模型進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)凈高達(dá)不到要求等問(wèn)題，能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)合理調(diào)整，從而減少設(shè)計(jì)變更，優(yōu)化工程造價(jià)管控效果。

3.3 BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

3.3.1 流水施工組織管理

在裝修改造工程建設(shè)過(guò)程中，消防工程是相當(dāng)重要的一部分，正因如此，應(yīng)當(dāng)與裝飾工程以及多種專(zhuān)業(yè)工種相互配合進(jìn)行施工，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)存在一系列影響因素，如流水組織困難、現(xiàn)場(chǎng)空間過(guò)少等。以往施工組織往往依靠積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，不能清晰預(yù)估實(shí)際施工情況，所編制的施工方案存在漏洞，欠缺處理突發(fā)事件的針對(duì)性措施，以上因素都會(huì)阻礙工程順利開(kāi)展。而通過(guò)建立BIM 模型并設(shè)置時(shí)間屬性維度，能夠動(dòng)態(tài)模擬施工，妥善管控施工進(jìn)度、施工質(zhì)量以及施工安全。提前以進(jìn)度計(jì)劃為依據(jù)準(zhǔn)確模擬整個(gè)施工過(guò)程，采用“預(yù)施工”第一時(shí)間嚴(yán)格檢驗(yàn)進(jìn)度計(jì)劃存在的不足與施工隱患，做好修改處理，完善施工方案，例如合理調(diào)整場(chǎng)地布置、改進(jìn)施工方法等。除此之外，在施工期間能夠利用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程進(jìn)度的實(shí)時(shí)跟蹤，以更快速度明確計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度之間的差異，并盡快調(diào)整，貫徹落實(shí)施工動(dòng)態(tài)管理。

3.3.2 人力物資設(shè)備管理

施工單位采取手工計(jì)算方式難以快速精確計(jì)算出各區(qū)域和進(jìn)度等情況下的計(jì)劃用量，對(duì)于人工和材料的大部分計(jì)劃只能預(yù)估，并且限額領(lǐng)料制度無(wú)法深入。而建立的BIM 模型能夠根據(jù)進(jìn)度以及專(zhuān)業(yè)班組等多樣化條件合理拆分工程量，進(jìn)而形成物資消耗量清單，而且顯示時(shí)間屬性，根據(jù)時(shí)間準(zhǔn)確設(shè)定物資清單順序，由此制定物資采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃?；贐IM 模型下，可以從數(shù)據(jù)層面有力支持備工備料、資金計(jì)劃制定等，采用限額領(lǐng)料制度，提高物資管理工作的精細(xì)化程度，合理調(diào)整人力資源配比，科學(xué)精準(zhǔn)分析成本數(shù)據(jù)，避免造成浪費(fèi)，盡可能降低成本。結(jié)束階段施工之后，相關(guān)管理人員需仔細(xì)對(duì)比計(jì)劃量和實(shí)際用量，并且細(xì)化到每一工種，明確誤差出現(xiàn)的原因，編制完善的優(yōu)化方案，增強(qiáng)企業(yè)對(duì)成本的控制能力。

3.3.3 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、安全管理

BIM 技術(shù)能夠通過(guò)發(fā)揮移動(dòng)終端設(shè)備作用在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確采集照片，并且實(shí)時(shí)上傳，一方面可以緊密聯(lián)結(jié)BIM 模型，盡快發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)、粗暴施工等不良現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)不足和漏洞的可視化，顯露隱蔽工程。另一方面，還可以方便施工整改的監(jiān)督管理。同時(shí)，可按照施工區(qū)段與工種等進(jìn)行分類(lèi)，形成周期性施工管理報(bào)告，采取定性方式詳細(xì)分析問(wèn)題，明確其發(fā)生頻率和方向，并總結(jié)歸納成相應(yīng)規(guī)律，從而作為施工管理決策重要參考，當(dāng)開(kāi)展管理效益評(píng)價(jià)工作時(shí)在數(shù)據(jù)層面奠定良好基礎(chǔ)。

3.4 BIM 技術(shù)在驗(yàn)收成本核算階段的應(yīng)用

消防工程竣工結(jié)算之前，首先根據(jù)BIM 模型內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)科學(xué)合理制定結(jié)算策略，避免缺項(xiàng)漏項(xiàng)，適當(dāng)增加結(jié)算造價(jià)。當(dāng)供應(yīng)商進(jìn)行結(jié)算的時(shí)候，明確劃分其結(jié)算范圍，降低結(jié)算環(huán)節(jié)“利潤(rùn)流失”，有效處理結(jié)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)竣工造價(jià)的高效控制。

例如，某商業(yè)建筑主要采用框架結(jié)構(gòu)，該建筑總占地面積大于80000m2，其層數(shù)包括地下兩層和地上6層。對(duì)于建筑區(qū)域中的消防工程，利用高壓系統(tǒng)進(jìn)行消火栓設(shè)計(jì)，將水泵房規(guī)劃到地下區(qū)域，選擇每個(gè)樓層的突出位置做好消火栓設(shè)計(jì)。

針對(duì)該工程，可利用Revit 軟件合理構(gòu)建工程模型，在建立過(guò)程中選取消防專(zhuān)業(yè)模型類(lèi)目，并且精確導(dǎo)入預(yù)先編制的工程量方案。通過(guò)應(yīng)用計(jì)價(jià)軟件，精確計(jì)算得出工程量成本。有機(jī)結(jié)合BIM 模型和選取的計(jì)算軟件，由此取得良好造價(jià)控制效果。

3.5 BIM 技術(shù)在運(yùn)行維護(hù)階段的應(yīng)用

由于消防工程具有一定特殊性，所以其運(yùn)營(yíng)維護(hù)至關(guān)重要，必須將人身安全置于首位。對(duì)于運(yùn)營(yíng)維護(hù)所取得成果，具體檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為安全事故如何有效防范、一旦發(fā)生事故如何做好應(yīng)急處理。針對(duì)業(yè)主而言，構(gòu)建科學(xué)完善的三維BIM 模型，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)集成，是其進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重要手段，同時(shí)對(duì)于消防公司來(lái)說(shuō)，三維BIM 模型也是其承接維保工程的一大利器。

3.5.1 高效消防設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)

在正式使用各種消防設(shè)備之前，能夠利用BIM 模型將其規(guī)格、型號(hào)、常見(jiàn)維修知識(shí)等集成于消防控制系統(tǒng)，為后續(xù)維護(hù)工作提供便利。相關(guān)維護(hù)人員能夠借助平臺(tái)第一時(shí)間分析并跟蹤設(shè)備具體運(yùn)行情況，做好其定期檢修，有效防范與處理安全隱患。

3.5.2 快速火災(zāi)緊急疏散模擬

一旦發(fā)生火災(zāi)，通過(guò)利用BIM 能夠完成緊急疏散模擬，按照數(shù)據(jù)模型在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確計(jì)算人員疏散需要使用的時(shí)間，選取最優(yōu)逃生路線(xiàn)，同時(shí)由消防部門(mén)疏散人流，從而降低傷亡率。

3.5.3 降低消防系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本

BIM 系統(tǒng)能夠全方位獲取設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，并總結(jié)歸納，發(fā)現(xiàn)節(jié)能降耗渠道。另外，利用系統(tǒng)智能監(jiān)控功能，動(dòng)態(tài)掌握設(shè)備異常，降低運(yùn)營(yíng)成本。

3.6 BIM 技術(shù)在智慧消防中的應(yīng)用

智慧消防利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+傳感器技術(shù)、智能處理等技術(shù)，與全球定位系統(tǒng)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)智能平臺(tái)等相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)城市消防的智能化。

3.6.1 全面感知

智能消防系統(tǒng)具有感知外部環(huán)境的能力，其中的關(guān)鍵便是三維空間定位。BIM 技術(shù)具有3D 可視化功能，結(jié)合GPS 等多種感知技術(shù)，可以輕松完成3D 坐標(biāo)定位，為智慧城市提供感知神經(jīng)。

3.6.2 資源整合

智慧消防系統(tǒng)必須將各個(gè)部門(mén)、各個(gè)地區(qū)的信息資源統(tǒng)一，才能形成有協(xié)調(diào)與調(diào)節(jié)功能的整體。而B(niǎo)IM技術(shù)能夠整合各種信息和資源，如建筑物和消防設(shè)備的空間、位置、材料等。并且，BIM 具有開(kāi)放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與IT 技術(shù)相結(jié)合，建筑信息之外的各類(lèi)數(shù)據(jù)也很容易整合。

3.6.3 協(xié)同運(yùn)作

智慧消防系統(tǒng)需要高水平的協(xié)同工作能力，而B(niǎo)IM 技術(shù)為使用者提供了可以隨時(shí)隨地獲取、交換和處理信息的合作平臺(tái)。

3.7 BIM 技術(shù)在CIM 平臺(tái)中的應(yīng)用

城市信息模型（city information modeling, CIM）是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)為基礎(chǔ)，將城市地上地下、室內(nèi)室外、歷史現(xiàn)狀未來(lái)多維多尺度信息模型數(shù)據(jù)和城市感知數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，構(gòu)建出了三維數(shù)字空間的城市信息綜合體。它是城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)行工作的基礎(chǔ)操作平臺(tái)，是智慧城市的基礎(chǔ)性、實(shí)體性信息基礎(chǔ)設(shè)施。CIM 技術(shù)與新型智慧城市、數(shù)字孿生等理念緊密結(jié)合，為推動(dòng)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)提供有力的技術(shù)支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在消防工程施工管理中，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，可以?xún)?yōu)化各項(xiàng)管理效能。所以，當(dāng)下消防工程建設(shè)也需要對(duì)BIM 技術(shù)科學(xué)高效使用做到足夠重視，從而保障施工質(zhì)量，促進(jìn)消防工程行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。