浅析消防工程施工中BIM技术的应用

摘  要：探讨了BIM技术的应用现状，分析了消防工程施工中BIM技术应用的必要性及存在问题，提出了消防工程施工中BIM技术的应用策略。

关键词：消防工程;施工管理;BIM技术;应用

在建筑技术的应用中，越来越多的高精尖技术和新的建筑设计概念已经成为建筑行业中的热门选择，其中BIM 技术的发展和应用更是带给了建筑行业更大的经济效益，使得我国的建筑企业进入到更新的发展领域中。

BIM技术是目前建筑行业中最常使用的新型技术，又称为建筑信息模型技术，是一种从建筑投资、建筑设计、建筑施工、到最后的建筑竣工和运营管理的全阶段新时代信息技术。这种技术主要工作就是将项目工程的全部信息进行集中管理和分析，最后再将所得信息整理到一个数据模型库中，并且相关的技术人员还可以这种数据库中的信息进行虚拟化的模拟，形成一种虚拟的且可视化的三维模型。最后相关的建筑设计师、建筑工程管理人员在根据这种可视化的虚拟模型进行相关的分析，采用最合理的施工方案和设计方案以及管理方案，减少建筑施工全过程中的资金风险以及安全风险，有效的促进项目建筑达到检测指标。

一、BIM技术应用现状

BIM技术是能够从建筑项目全生命周期的角度为建筑项目建设方、设计方、施工方、运维方等各利益主体搭建一个能够实现资源共享，高效协作的信息平台。该平台是通过计算机3D数字模拟技术将项目所有阶段的工程信息、施工进度、资源信息、建造过程等模拟整合在一个单一完备的模型中，为工程项目各参与利益方提供一个公共便捷的协作平台。BIM 技术具有可视化优势、协调一致性优势、成本管理优势、施工质量和施工进度的控制优势等应用优势。BIM技术对我国建筑领域的发展来说，是一种“革命性”技术，是建筑业信息化发展的基础。2011年国家颁布《2011--2015建筑业信息发展纲要》，明确提出要加快建筑信息模型（BIM）等新技术在工程中的应用，目前各省市积极响应建筑信息发展纲要要求，一方面颁布地方BIM执行标准推进BIM技术发展，另一方面积极开拓探索BIM技术在建筑各工程领域内的应用，一些大的城市基于行业及市场需要已颁布相应的BIM技术标准，如北京市地方标准《民用建筑信息模型设计标（DB11/1063-2014）》、深圳市BIM实施指南《深圳市建筑工务署BIM实施管理标准》及上海市BIM实施指南《上海市建筑信息模型技术应用指南（2015版）》等。就中小施工企业而言，BIM技术的先进性体现在基于数字化信息技术上的系统集成化的平台应用模式。它不仅改造了传统分段式的施工模式和流程，还将贯穿项目的规划阶段直到设计阶段、施工阶段、运维阶段的始终，即项目的全程生命周期。

从实际的应用情况看，BIM技术作为三维数字化信息技术，其强大的功能理论上可以在建筑工程尤其复杂建筑领域得到大量应用，但是目前的BIM技术在我国消防领域的应用及发展还比较缓慢：首先，BIM技术在建筑工程领域的主要应用为喷淋管道的可视化设计及碰撞检查，应用范围相对比较狭隘;其次，BIM技术的实施离不开软件的支持，目前BIM技术在消防领域缺少相关软件的集成，难以向建筑细分工程领域进一步扩展其应用;最后，BIM应用的主要推动方为设计单位，主要用于可視化三维设计、内部协调以及碰撞审查，其次为施工单位，用于工程量统计和施工模拟，难以推动BIM应用进一步扩展。

二、消防工程施工中BIM技术应用的必要性及存在问题

（一）应用必要性

基于社会的不断发展，我国建筑消防工程规模与建设复杂程度不断增大，这就使得大部分工程施工过程中存在安全隐患多、工期紧张、组织难度较大等问题，致使建筑消防工程建设难度加大。再加上传统施工管理方式已经不再适用于现代化建筑消防工程施工中，所以 BIM 技术的应用有着至关重要的作用，通过对施工安全、质量以及进度的有效控制实现建筑消防工程施工有效性的提升。

（二）BIM 技术在消防工程施工中应用存在的问题

第一，BIM 技术水平有限，实际应用范围不广。在当前建筑环境下，BIM 技术的应用范围不是十分广泛，在施工单位中的应用比较多，而工程设计单位应用的比较少。在一般项目进行工程量计量时，经常会采用常规工程计量软件对工程量进行翻模计算，而没有应用 BIM 技术模型直接对工程量进行计量，生成计量结果。所以，由于在工程设计环节没有生成 BIM 模型结果，BIM 技术的应用就要从消防工程施工环节开始，由施工单位开展。施工单位 BIM 技术的应用水平有限，一般只是在工程造价计量方面予以应用，用来提高工作效率，带来实际经济收益。

第二，BIM 技术在信息传输上存在障碍。目前国内使用的 BIM 技术多数以映射的方式从 BIM 计量工具中提取有效信息，并通过数据库对信息进行加工与处理，以此来实现工程计量 BIM 模型的构建。虽然常规计量工具的设计符合工程建模规范，但在实际使用过程中，并没有将所有的工程构建信息输入到计量软件中，导致在进行工程计量时无法利用BIM技术对数据进行提取和处理，使得目前BIM技术的应用还不够成熟，无法广泛地应用在消防工程计量当中。

第三，BIM 建筑模型中消防工程计量信息不够完整。BIM技术应用在消防工程计量中，通过其强大的工程计量能力，为工程量的提取和工程量计量效率与准确性提供技术保证。BIM 模型工程量与实际工程量清单在数量上能够保持一致，工程量提取比较快捷、方便，但是BIM模型工程计量信息仍然存在不完整问题。因为现阶段应用的 BIM 技术应用工具比较繁杂，计量功能优势点不同，基本计量功能开发不完善，使得生成的工程量清单无法准确地支持清单报价，其中生成的报价信息与构件数量信息不够完整，导致 BIM 技术在应用过程中将会面临信息缺失的重要问题。

第四，BIM 技术在消防工程施工中的作用没有得到充分体现。BIM 技术发展到今天，在消防工程计量上的应用得到业内人士的认可，但是，BIM 技术一般只是应用在图形可视化、方案调整、施工模拟等方面，在工程消防设计方面并没有得到充分体现。近些年来，我国城市综合体、候机楼等大型交通枢纽建筑数量开始增多，现行的设计规范已经无法满足工程防火设计，在以往的设计中经常采用 FDS程序去模拟火灾，但是由于软件本身的局限性，造成模拟结果准确度低。而 BIM 技术将虚拟建筑物中的每个构件尺寸与信息内容都真实表达出来，将BIM 建筑信息模型直接转变为火灾模型，能够提高软件模拟火灾的真实性与准确度，既节省了工程消防设计建模的时间，又提高了建模效率，因此，在消防工程施工中，要加强 BIM 技术在工程消防设计中的应用，提高建筑的防火安全性能。

三、消防工程施工中BIM技术的应用策略

（一）消防施工安全管理中的应用

进行消防施工现场的安全管理工作，可以首先基于对BIM技术的应用构建相应的三维信息化模型，并以此模型为基础进行安全管控平台的构建，而其中安全管理计划的制定可以依托于建筑消防工程设计阶段所具备的建筑信息，以此作为数据支持，以此为消防工程施工的安全开展奠定基础。与此同时，要想实现安全管理效果的进一步提升，施工单位可以结合实际情况，利用 BIM 技术进行消防工程施工的动态化模拟施工，以此预先发现施工现场存在的安全问题与安全隐患，再结合对安全管理工作的优化，有效降低安全事故的发生几率。在实际施工中，基于 BIM 技术的动态模拟施工，其流程为：进行平台时间视图的切换——工程计划进行导入——进行相关模型耳朵关联专业构建——进行模拟施工的时间确定——进行数据信息的选择查看——进行施工的动态化模拟。

（二）消防施工质量管理中的应用

在现阶段消防工程施工中，受到人员素质问题等因素的影响，使得工程施工管理工作开展的质量效果不佳。基于此，可以将 BIM 技术用在施工质量管理之中，以此起到提高建筑消防工程建设质量的目的。建筑消防工程施工中，技术交底是确保消防工程施工质量的关键所在，其交底难点在于防水工程、隐蔽工程、关键与复杂点、预埋内容等，并且如若使用二维的图纸交底，会存在很大的限制性。基于此，可以通过对 BIM 技术的应用，对其施工过程进行模拟以及可视化，以此帮助施工人员深入了解施工技术的应用。例如针对建筑砌筑施工为例，可以基于 BIM 技术进行漫游动画形式的技术交底，以此提升技术交底的有效性。另外，利用 BIM 技术进行施工质量对比检查也是确保施工质量的主要手段之一。在实际施工中，对施工中结构标高、管道走向以及留洞位置等信息进行图片拍摄，然后将其与 BIM 模型进行比对，以此实现施工质量的有效对比。如若在比对过程中发现存在质量瑕疵或者是施工误差，需要基于 BIM模型，结合施工实际进行针对性处理。等到处理完毕，再开展二次比对，进而实现对施工质量管理效果的提升。

（三）消防施工进度管理中的应用

在现阶段消防工程施工管理中，可以通过对4D-BIM 进度管理模型来进行高质量的进度管理。在实际施工中，首先利用Revit与Project平台进4D-BIM进度管理模型的有效构建，以此实现对建筑消防工程施工有效比对。以此为基础，将消防工程施工分为三个阶段：针对总进度的控制，需要先进行建筑消防工程相关数据信息的导出，然后结合实际情况进行现场设备与物资的仿真模拟;针对二级进度控制而言，需要基于对实际工程量数据的掌握，對工程建设过程中所需的设备、人员以及建设原材料进行预测;针对作业阶段进度控制而言，需要基于对建筑信息细致化模型的应用，开展反复模拟，进而选择出最佳的模拟结果，实现针对性进度控制管理工作的开展。

（四）消防施工验收阶段应用

第一，设计变更校核/碰撞检查。消防工程是一个系统工程，包含水、暖、电等专业，传统的消防设计流程是水、暖、电各专业在建筑师初步设计图纸上进行设备施工图设计，各专业设计的图纸之间发生冲突之后，通过协调会等形式相互提条件修改最终生成二维施工图纸，这个阶段由于缺少承包方和施工方的参与，在施工中遇到的问题又将重新与设计单位进行协调沟通，整个过程的工作量大且容易出现错漏现象。而通过BIM的协同设计理念，各专业在同一个模型中进行设计，可以进行即时交流，同时，承包方和施工方能够在模型设计阶段参与，能够对变更方案进行校核评估，从而避免由于缺少沟通所造成的二次设计变更，提高设计效率，降低工程造价。

第二，材料检测。BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这一模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，该信息库不仅完整包含了描述建筑物构件、装修材料的几何信息还包括这些材料的燃烧性能、发热量、产烟率等详细参数，通过这个模型可以协助材料检验机构对建筑各区域的火灾危险性进行分析，确定危险区域及需要进行燃烧性能测试的建筑构件及装修材料范围，同时利用BIM数据库还可以自动导出并生成构件/材料清单，该清单应包括材料的燃烧属性、使用位置以及使用量，这份清单还可以作为材料送检的依据，不仅提高了工作效率，还能帮助检验/审批机构加强对项目了解，降低消防审批风险。

第三，竣工验收。传统的消防验收通常由验收人员对照竣工图纸根据消防验收评定规则对建筑各单项、分项工程按照一定的抽查比例进行验收，其过程主要依靠验收人员的工作经验进行现场评判，受场地及时间限制往往无法对建筑工程进行全面的验收检查，容易出现遗漏及误解的情况。通过BIM模型，消防验收人员可以指挥前方验收辅助人员达到指定位置，即可避免依靠二维图纸沟通容易出现误解的情况，又可直观进行实际消防施工情况画面与BIM模型的比对，对消防施工与设计的吻合度一目了然，而且该模型可作为验收资料进行存档便于日后查看。

参考文献

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[2]  傅英栋.BIM技术在消防施工工程上的应用研究[J].今日消防，2019（3）.

[3]  程现涛，韩冬冬.消防工程施工管理中BIM技术的应用研究[J].消防界（电子版），2019（5）.

作者简介：张帆（1974-02-07），男，陕西平利人，汉族，本科学历。高级工程师。研究方向：工程管理。