基于BIM的建筑消防安全管理应用框架研究

冯连祥

摘要：BIM技术作为一项新兴技术，能够很好地解决建筑施工管理过程中遇到的诸多问题，提高建筑产出效率，实现标准化、规范化、精细化管理。在这种情况下，大力发展基于BIM技术的建筑施工管理应用，改进传统建筑施工管理模式，增强企业核心竞争力，具有重大的价值和意义。

关键词：BIM技术；消防安全；框架研究

1 BIM技术的特点和价值

BIM技术是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真實信息。

通过BIM技术实现建筑施工管理信息化，可以提高建筑产出效率，模拟施工工期，节约建造成本，排查质量及安全风险。具体体现在七个方面：一是三维渲染，宣传展示，给人以真实感和直接的视觉冲击，大大提高了三维渲染效果的精度与效率；二是快速算量，精度提升，快速准确计算工程量，提升施工预算的精度，有效提升施工管理效率；三是精确计划，减少浪费，让相关管理条线快速准确获得工程基础数据，为建筑施工企业制定精确人材计划提供有效支撑，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费；四是多算对比，有效管控，通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，实现对项目成本风险的管控；五是虚拟施工，有效协同，通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频监控，减少建筑质量问题、安全问题，避免返工和整改；六是碰撞检查，减少返工，通过优化工程设计及管线排布方案，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，提高施工质量；七是冲突调用，决策支持，通过BIM基础数据准确及时提供，为决策者制订工程成本管理、进度款管理等方面的决策提供可靠的依据。

2基于BIM的建筑消防综合应用系统总体框架

基于BIM的建筑消防综合应用系统总体框架主要包括：①数据库系统：GIS数据库、BIM数据库、火灾模型数据库、消防资源数据库；②基础平台：GIS平台和BIM平台；③应用平台：消防设计图纸审查系统、建筑防火监督检查系统、灭火救援预案训练系统以及应急疏散逃生指示系统。

2.1消防设计图纸审查系统

现行的消防设计图主要是基于AutoCAD的纸质图纸或电子图纸，这两种方式的设计图纸都是静态平面的方式。由于图纸中包含的消防设计所需的各种要素是以静态方式呈现的，不便于图纸审查人员查看消防设计图纸的各种参数。例如，审查防火分区的划分通常需要沿着分区的标注线查看一圈，才能了解该分区的边界范围。疏散楼梯的设置数量和方式、前室等相关参数也需要大量的时间才能了解清楚，有时可能还需要与设计人员的反复沟通。在基于BIM的设计审查系统中，能够动态地以不同的颜色显示不同的参数，能够很直观地呈现分区划分、疏散路线等相关要素。

2.2建筑防火监督检查系统

按照消防法律法规的要求，通过审查的建设工程的各项参数应该是基本不变的。如果由于某些原因需要变更使用功能及设计，需要重新履行消防设计的报批程序。但是在实际情况下，许多单位往往擅自变更设计或改变建筑的使用功能，加大了建筑的火灾风险。如果监督检查人员不是从始至终地对该建筑进行监管，那么对于建筑是否通过了消防审批的各项程序、通过审批程序的建筑是否发生变化等就不得而知，在对建筑进行现场的消防监督检查时，就需要查看原始的各种文件和图纸，这都需要大量的时间才能确定，而且在许多情况下，建设使用单位由于保管不当，不能快速提供这些材料。在基于BIM的防火监督检查系统中，监督检查人员能够快速地查询到这些文件，便于分辨其设计参数和使用功能是否发生变动。

2.3灭火救援预案训练系统

在火灾现场环境下，火场情况侦察、战斗力量部署、火灾蔓延途径研判、资源需求调配等非常复杂，严重时甚至会导致消防队员的伤亡，因此，通常都会要求制定较为详细的建筑灭火救援预案。随着现代信息技术的发展，灭火救援预案经历了基于手工绘制的纸质预案、基于二维平面制作的电子化预案、基于三维图形引擎的数字化预案的发展历程。

3、BIM技术在建筑施工管理中的应用

3.1碰撞检查

工程建设中的材料的浪费非常高，而由于图纸编写错误造成的设计变更或者返工造成的造价的增加和损失比较多见。碰撞检查是指在电脑中提前预警施工中各不同专业（结构、消防、给排水等）在空间上的施工冲突。比如说：空间中两根不同管并排设置时，由于要考虑到保温、安装等要求，两者间必须留设一定的距离。通常碰撞出现较多情况有安装工程中各管线间的碰撞问题、管线与建筑结构的碰撞问题等。使用BIM技术进行管线三维的碰撞测试，不但能够根除硬碰撞、软碰撞现象，优化设计方案，降低在施工阶段可能发生的错误和返工的发生。进行碰撞测试前，先使用BIM软件建立各专业三维模型并且各技术人员要对模型的合理性、准确性进行复查，审核通过后运用BIM集成平台自动寻找工程中结构与机电安装、结构与结构间的碰撞点并出具相应的碰撞检测告知书。作业前按照碰撞检查书中的标高信息、位置信息，进一步使图纸加深，及时对施工方案进行调整，可以消除由于碰撞导致返工现象引起的问题。

3.2安全管理

安全管理是公司在施工中的重点工作，需要在施工作业中撰写有关安全措施，其主要目的是要把控作业中薄弱环节和关键部位。但传统管理中，往往只能依照实际经验及有关规范要求编制相关安全措施。在BIM技术的运用下，这种情况将会明显改善。作业场所防火设备的设置多着眼于全局，以覆盖直径范围为要求，对于实时性的条件考虑并不周全，一是由于图纸展现的只是平面，二是立面的建造是由时间的积累建造起来的，使得在确定方案的同时，没有办法实时全面动态性的思考变化全过程。运用BIM的软件平台现场模拟，还可按照各阶段的模型模拟火灾逃生状况，在火灾逃生路线上布置临时消防设施，来保证在火灾出现时人员安全撤离现场，减少人员伤亡和财产损失。

结语

BIM作为一种新的信息化技术，对于解决具有结构复杂、功能多样、材料新颖等特点的综合型建筑中存在的难题发挥了积极的作用。本文分析了BIM技术的特点以及基于BIM的消防综合在实现更细致的可视化、更前瞻的协调性和更准确的火灾模拟方面具所具备的显著优势，从消防设计图纸审查系统、建筑防火监督检查系统、灭火救援预案训练系统和应急疏散逃生指示系统等几个方面探讨了基于BIM的消防综合应用系统的初步架构。

参考文献

[1]石志道.基于BIM的建筑消防设施管理系统研究[D].沈阳航空航天大学，2016.

[2]吴跃星.基于BIM与Eworks技术的建筑工程事故预防系统研究[D].中国矿业大学，2015.

[3]陈国良，曲毅.基于BIM的消防安全管理综合应用系统探讨[J].警察技术，2015，（01）：91-93.[2017-08-25].