高层建筑防火监督中BIM技术的有效应用探讨

作者简介：张二月（1988-），男，汉族，河南郸城人，本科，讲师，研究方向：电子信息。

基金项目：本文系2023年度河南省高等学校重点科研项目（项目编号：24B560010）；河南应用技术职业学院青年骨干教师资助项目（项目编号：2022-GGJS-D001）的成果。

摘要：随着我国城镇化进程的不断加快，高层建筑如雨后春笋般涌现。在此背景下，人们对于高层建筑消防安全问题的关注度不断提高。BIM作为一种集成设计与管理技术，在促进高层建筑防火监督工作开展、提高高层建筑消防安全等级以及降低高层建筑火灾风险方面展现出了巨大作用。基于此，本文就高层建筑防火监督中BIM技术的有效应用进行了探讨和分析，以期能够给相关人士提供一些借鉴和参考。

关键词：高层建筑；防火监督；BIM技术

消防问题关系着人们的生命以及财产安全。在城镇化发展背景下，我国高层建筑不断增多，但是随之而来的火灾隐患却不容忽视。高层建筑火灾有着疏散难度大、救援难度高等问题，一旦发生火灾往往会产生非常严重的后果。如何运用有效的技术手段来开展高层建筑防火监督工作成为一个社会性的话题。近年来，BIM技术的出现也为高层建筑防火监督工作的高质量开展提供了新的机遇。作为一种集成设计和管理工具，能够为高层建筑防火性能的提升提供新的思路和方法。因此，在新时期积极探讨高层建筑防火监督中BIM技术的有效应用策略势在必行。

一、高层建筑火灾特征分析

对于高层建筑火灾来说，作为一种特殊的火灾类型，有着极大的挑战性和鲜明的特点。不但威胁到人们的生命与财产安全，更影响着整个社会的安全与稳定。具体来说，高层建筑火灾主要有以下几点特征。

（一）疏散难度大

高层建筑往往拥有较高的人口密度，这也使得其在发生火灾之后，很难快速疏散人群。可以看到，高层建筑一般在10层以上，安全出口的宽度以及数量等往往难以满足短时间内的大量人口疏散需求。尤其是在居住人口密集时段发生火灾后，疏散通道往往会出现严重堵塞的情况，给人员疏散工作带来巨大挑战。同时，高层建筑中居住着一些行动不便或者身体残障的居民，他们的疏散将更加困难。

（二）救援难度大

高层建筑火灾救援工作也有着较高的难度。高层建筑楼层较高，一旦发生火灾，普通的消防车水带长度以及水泵压力等往往没有办法直接满足其消防灭火需求。与此同时，救援设备在使用时也存在一定的局限，受设备状态、技术人员操作水平等因素的制约，部分高层建筑的特殊结构也会对火灾扑救行动造成一定困难。

（三）受环境因素影响大

在高层建筑火灾中，环境因素影响深远。环境因素主要包括自然环境因素和社会环境因素。自然环境因素中的风力和风向直接影响火势蔓延速度和走向，强风还会迅速扩大火情，极有可能引发跳跃式燃烧，造成难以控制的结果；社会环境因素如高层建筑周围的交通和基础设施也会在一定程度上影响救援效率。具体来说，如果救援时附近交通拥堵，会大大延误救援时机，造成不可估量的后果。

（四）受蔓延速度影响大

高层建筑往往人口密度偏大，可燃物数量偏多，如家居装饰、纸张布料等，火势蔓延速度快，扑救难度也随之提升。在高层建筑中具有电梯井、管道井等建筑结构，火灾可能会随着这些垂直通道迅速向上蔓延，形成立体火灾，增加救援难度。

二、高层建筑消防的安全隐患

高层建筑功能需求多样，建筑结构特殊，往往隐含着诸多消防安全隐患，就以下两个主要方面进行阐述。

（一）设计不达标带来的消防隐患

第一，疏散通道设计难以满足消防需求。高层建筑在设计时没有考虑到疏散通道的数量和宽度，存在疏散通道数量稀少、通道狭窄等问题，在紧急情况下疏散不及时可能会造成人员伤亡。第二，消防配置不过关。要求高层建筑内的消防设备（如灭火器、烟火探测器等）配置得当，数量充足，反之则无法在发现火灾时及时扑灭，从而造成严重后果。第三，建筑结构设计存在缺陷。建筑结构要足够稳固才能防止火灾蔓延，保障人员安全，不合理设计会为火灾时结构受损埋下隐患，从而影响建筑整体的稳定性。

（二）装修材料不合理加剧火灾风险

在装修材料的选择上，高度易燃属性的材料（如木材、布料等）在火灾中会迅速燃烧，并加速火势蔓延。部分建筑材料在燃烧时会产生有毒有害气体和浓烟，对人员身体造成伤害，甚至造成窒息的危险，降低可见度，大大增加了疏散和救援难度。此外，装修过程中也存在着一定的安全隐患，一些建筑工人在装修过程中忽视了安全问题，在装修过程中时常发生乱接电源、明火作业等现象，埋下巨大火灾隐患，严重影响人们的身体健康和安全。

三、BIM技术以及其在高层建筑防火监督中的重要作用分析

（一）BIM技术概述

BIM也被称为建筑信息模型，不是简单的三维模型，而是一个蕴含大量建筑信息、集成多种专业于一体的数字化工具。很多建筑设计师、施工人员以及工程师等都能够通过运用BIM技术进行共同协作，从而实现建筑的信息化管理。这种技术的核心在于信息的高度集成和有效共享，能够将一个复杂建筑的材料信息、成本信息、几何信息等集中到一个模型之中，使各方参与者都能够直观、准确了解建筑的实际情况。

这种技术具有以下明显的特点：其一，它是一种高度信息集成技术。BIM技术能够将某一个建筑的所有信息集中到模型之中；其二，它具备可视化特点。通过BIM技术，可以根据各种信息，生成一个具体的三维建筑模型，在一定程度上能够帮助建筑师、工程师以及施工人员直观了解建筑的具体形态以及构造特点，方便他们工作的顺利开展；其三，它具备强大的协同性。BIM技术能够将各种信息集中在一个模型之中，并且为各个专业团队提供一个协同的工作平台，使不同团队中的工作人员能够在同一个模型中进行工作，从而提升工作效率；其四，它还具备模拟性特点。BIM技术能够对各种建筑进行有效模拟，如进行能耗模拟、日照模拟等，通过这种方式，帮助建筑设计师、施工人员提供最优的设计和施工方案，提升建筑的设计质量和施工质量，为广大用户提供优质服务。

（二）BIM技术在高层建筑防火监督中的运用意义

1.优化防火设计方案

利用BIM技术的优势，设计者能够在设计初期就对建筑的防火性能进行模拟，并且在此基础上进行不断优化和升级，从而提升高层建筑的整体防火性能。通过模拟火灾发生时的烟雾扩散情况、温度分布情况等，设计者能够及时发现建筑设计中潜藏的安全隐患，并对建筑设计方案进行及时优化和调整，以此提升高层建筑的安全性。此外，还可以利用BIM技术的优势，帮助设计师设计出最科学的疏散通道，确保一旦发生火灾，建筑中的人员能够迅速进行疏散，避免发生安全事故。

2.提高施工质量和施工效率

通过运用BIM技术，施工人员能够对建筑项目的整体施工进行精细化管理，极大提升施工速度和质量。施工人员可以将图纸和施工进度导入到BIM模型之中，对施工情况进行模拟，从而能够科学推断出施工时间，从而帮助施工人员对整个建筑项目进行科学有效的管理，确保项目按时完成。与此同时，BIM技术有助于帮助施工人员及时发现当前施工中出现的问题，从而避免出现返工的情况，提高施工的整体质量。在防火监督领域，利用BIM技术有助于帮助监督人员更加充分了解施工进度和情况，进而保障施工工作的安全性。

3.提升运营管理效率

当建筑投入使用后，BIM技术也具有重要的应用价值。利用BIM模型，运营管理人员能够更加全面、直观了解建筑结构，并有效解决其存在的安全问题。在火灾发生后，利用BIM技术有助于迅速判断火灾位置，并制定更加科学合理的救援策略。除此之外，利用BIM技术有助于更好进行防火检查和维护，提高工作的整体效率。

四、BIM技术在高层建筑防火监督中的应用策略

（一）设备调整：实时更新布局

随着科学技术的高速发展，BIM（建筑信息模型）技术成为建筑领域的重要工具。BIM技术在消防设施布局领域具有独特优势，将其应用到其中，有助于将复杂的工作以更加直观、高效的形式呈现。首先，利用BIM的三维建模功能加强消防设施的局部平面建设。团队成员可以在BIM平台上查看相关信息，再进行后期编辑，从而完成更新和协同工作。这种高效的工作模式有助于保障消防设施布局工作的准确性，提高工作效率。其次，应用BIM技术能够模拟消防通道与逃生路径，寻求最佳的逃生途径，在遇到险情的第一时间，使人员迅速、安全撤离。再次，BIM技术在计算管道流量、计算管网压力方面具有重要的作用。根据建筑结构和管道系统的几何信息，利用流体动力学公式，计算出管道流量，从而制定应急方案。BIM技术通过模拟管道网络，并综合考察管道的长度、速度和流量等信息，根据这些数据信息计算出管网压力，为管道系统的设计提供参数。最后，在消防供电设备容量计算中，引入BIM技术有助于提高计算的精准度，利用复杂的计算公式，精准评估消防供电设施的基本功率和参数指标，从而保障供电设施应用能够更加安全可靠。这样有助于保障建筑物在火灾情况下的电力供应稳定性，同样也有助于提高对消防供电设施评估的准确性。

（二）技术交底：实现高效审批

在建筑审批和监管工作中，消防设施的技术交底工作较为繁琐，会耗费更多时间。在以往的工作中，经过审批后的图纸信息会交给消防监督工作者，他们投入大量的时间检查消防设施。然而，在建筑物数量不断增加、设计难度不断加大的背景下，传统审核方式的效率不高，监管人员的工作量较大。为此，需要在建筑项目工作中引入建筑信息模型（BIM），有效解决此类问题。首先，利用BIM技术构建建筑模型呈现出建筑的内部结构，将数据信息以模型的方式展现出来，以便于消防监督人员直观了解建筑物信息，并有效做好设施布局，帮助相关人员制订防火预警机制。其次，监管人员还能利用BIM技术准确评估建筑物的安全结构，及时发现出现的安全隐患。再次，BIM技术应在审批阶段发挥重要作用，并为建筑管理提供更多的帮助和支持。BIM技术能消除审批中纸质文件的繁琐步骤，进而提高审批成效。最后，建筑建设完成后，BIM模型详细记录了建筑的数据信息，有助于后期运行、维护工作的开展。

（三）软件结合：FDS精准模拟

FDS火灾模拟软件主要涵盖两部分功能：FDS及SMOKEVIEW。FDS是一项核心技术，它是对建筑结构的精准计算和定位工具。SMOKEVIEW是FDS计算结果的后续处理程序，它不仅能够分析出着火点位置，还能分析出火势详情。现阶段，FDS软件在高层建筑火灾场景模拟的应用不断增多，利用这一软件提供的数据模型能够为火灾救援工作提供便利。防火监督人员借助虚拟现实软件构建3D场景，并建立相应的模型，规划人员逃生路径，并且结合人员流动量制定方案，准确规划疏散时间，保障整个疏散过程的可行性，使实验数据更加翔实可靠。

（四）预案制定：系统疏散规划

在制定紧急疏散预案期间，防火监督人员应利用现代化的工具和技术做好内部疏散规划。防火监督人员应运用PATHFINDER软件，将建筑内部的各类数据导入平台，并生成多种疏散路径，为疏散路径方案提供多种选择。该系统有助于构建合理、高效的疏散计划。利用BIM技术展示人员疏散的过程是一项创新举措，它能准确预测人员疏散的时间，并且在一定时间内完成疏散演练，从而为救援提供保障支持。PATHFINDER软件的应用使消防救援人员充分了解建筑物的内部信息，并为疏散和救援做好妥善准备。这类工具的使用有助于更好应对问题，当出现紧急情况后第一时间作好准备。因此，在应急疏散预案的制定过程中，技术手段的运用是不可或缺的。从防火监督工作到消防救援工作，运用现代化技术手段能预测其潜在风险，保障建筑物安全。与此同时，这些工具的使用能够为相关人员提供便利，使他们能够更加精准、有效应对各类火灾现象，解决实际问题。

结语

综上所述，高层建筑防火监督作为保障城市安全的重要工作，将BIM技术引入到其中，有助于提高工作效率，提升工作的精准性。这就需要通过加强设施布局建设，提高审批效率，精准进行项目模拟，并进行系统的疏散和规划，预防和应对高层建筑火灾，保障人民的生命财产安全。未来，随着BIM技术的不断发展，高层建筑防火监督领域的研究会不断深入，有助于提高城市的安全性。

参考文献

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