消防工程施工管理中BIM 技术的应用

车帆

（四川高光明电力工程有限公司，四川成都 610072）

0 引言

近年来我国科技实现重大创新突破，不断提高BIM 技术成熟度，而且广泛应用于消防工程领域。当开展工程建设时，将BIM 技术应用于全过程，能够作为重要决策依据。另外，在及时改正消防工程信息参数的前提下，能够反映各种任务，由此实现全员参建，协同配合落实工作。

1 BIM 技术的特点

BIM 技术特征鲜明，包括模拟性、可视性、协调性、一体化等，可以利用BIM 软件科学合理构建三维模型，目前在大部分工程建设中都实现了隐蔽工程等的可视模拟，对于消防工程而言也作用巨大。

（1）模拟性。在消防工程建设施工中，利用BIM 模型可以获得精确完善的数据，合理编制设计方案并制订可行的施工计划，提高工程管控力度。

（2）可视性。对于消防工程中布设的管线与使用的设备，可以实现可视化，避免管线出现碰撞的情况，完成空间布局合理设计，使编制的设计方案达到施工要求。

（3）协调性。当开展消防工程施工时，结合施工组织设计，合理模拟施工全过程，第一时间发现施工环节存在的薄弱环节，更加直观地观察施工工艺效果，从而优化调整施工方案，为实际施工提供正确指导。

（4）一体化。通过利用BIM 技术，可以有序连接工程各个环节，完成全过程数据集成处理，该特征在一定程度上简化了施工图中关于设计与施工的流程[1]。

2 消防工程施工管理中BIM 技术应用的必要性

在社会飞速发展的过程中，消防工程数量越来越多，规模持续扩大，而许多消防工程施工普遍存在组织困难、安全隐患频发等情况，大幅增加工程施工难度。与此同时，以往传统的施工管理方式难以有效应用于当下的消防工程施工过程中，正因如此，BIM 技术应用非常必要，利用该技术科学合理管控施工进度及其安全等，从而提高施工有效性[2]。消防工程应用BIM 技术前后对比如表1 所示。

表1 消防工程应用BIM 技术前后对比

3 消防工程施工管理中BIM 技术的应用要点

在开展消防工程施工的过程中，通过利用BIM 技术能够有效管理施工进度、施工安全等，从而全方位提升施工管理水平。

3.1 BIM 技术在设计阶段的应用

3.1.1 BIM 模型建立及深化设计

结合消防工程实际情况来看，系统比较复杂，铺设诸多管线，并且工程改造必须符合原本的建筑结构，存在大量二次装修设计变更，对不同专业设计的要求越来越高，非常容易造成设计误差，难以保障设计效果。而在改造工程建设过程中，将不同专业的施工图纸精确录入构建的BIM 系统，根据施工现场具体状况选取最佳改造方案，形成工程三维模型。由于三维更加直观，便于不同专业设计协同配合，明晰管线走向，规范布局，准确预留检修空间，避免设计误差出现，保障施工效率和质量，防范施工风险发生，并且方便后续检修，确保按时完工以及投资有效管控[3]。

3.1.2 碰撞检验，模拟技术交底

（1）消防工程建设中管线铺设繁杂，由于装饰图纸的设计方不同，容易导致设计误差等，造成返工的情况，使得经济受损。建成三维模型之后，消防工程系统能够开展碰撞检验工作，从而形成碰撞报告，便于工作人员更加直观、精准掌握碰撞构件具体部位，在此基础上优化设计，不同专业反复调整构件标高等，持续减少碰撞点。针对管线复杂部位做重点标注，并且提供三维视图，通过图纸综合利用，精确指导现场安装操作，缩减人力物力。消防工程存在诸多碰撞点，大幅减少返工，降低成本损失，防止工期推延[4]。

（2）BIM 软件能够结合三维模型改善之后的装饰专业相关的二维施工图，正确指导施工。

（3）在消防工程技术交底工作中，可以合理利用数字可视化模拟虚拟漫游技术。正式开展施工之前，诸多参建单位均可全方位直观掌握内部具体状况，加强沟通互动并提高工作效率，缩小图纸认知差异，特别是在专业与走向繁杂的技术交底工作中，突破施工难题，保证施工质量，取得良好施工效果。

3.2 BIM 技术在工程造价、成本控制中的应用

3.2.1 招投标环节BIM 技术的造价控制应用

在消防工程投标环节，通过利用BIM 技术可以快速精准计算得出工程量。针对工程建设单位而言，从接收招标信息到招标结束大约花费20d。在工程招标过程中，如果采取人工计算方式得到工程量数值，会严重浪费时间。而基于BIM 模型之下，可以在短时间内得出工程量，从而确保投标报价精确，缩短投标时间。

3.2.2 工程建设期间BIM 技术的造价控制应用

（1）消防工程进度款控制。通过利用BIM 技术，不仅有利于工程进度管理，而且可以有效管理和控制工程进度款。对于工程建设单位来说，进度款与其经济效益密切相关。因此，相关管理人员可利用BIM 技术合理实施造价控制，借助过滤器做好阶段性控制。在消防工程建设过程中构建的BIM 模型可以工程区、工程周期等为切入点及时获得进度款，通过提高工程进度审核效率增加价值。

例如，采取BIM 技术根据工程量精确计算建筑材料用量，避免材料浪费等情况出现，降低用料成本。当前，一些消防工程建设单位建立并应用工程结余奖励机制，一旦发现用料过量的情况会给予相应惩处，而有的人员会在保障工程质量的前提下剩余用料，对此应当给予一定奖励。

（2）应对设计变更。在开展工程建设施工的过程中，当有设计变更需求的时候，应用BIM 技术可以合理调整参数，强化工程量计算精确性。以土建工程为例，当预留工程没有完成的时候，利用BIM 模型所具备的可视化功能，可以精准排查存在的预埋问题，避免出现工程交底问题[5]。

（3）排查工程建设中管线碰撞的情况。在开展消防工程施工的过程中，通过使用BIM 技术可以合理建立不同专业模型，全方位排查管线实际分布，妥善解决管线碰撞问题。借助BIM 模型进行检查，一旦发现净高达不到要求等问题，能够在设计环节合理调整，从而减少设计变更，优化工程造价管控效果。

3.3 BIM 技术在施工阶段的应用

3.3.1 流水施工组织管理

在装修改造工程建设过程中，消防工程是相当重要的一部分，正因如此，应当与装饰工程以及多种专业工种相互配合进行施工，同时施工现场存在一系列影响因素，如流水组织困难、现场空间过少等。以往施工组织往往依靠积累的经验进行判断，不能清晰预估实际施工情况，所编制的施工方案存在漏洞，欠缺处理突发事件的针对性措施，以上因素都会阻碍工程顺利开展。而通过建立BIM 模型并设置时间属性维度，能够动态模拟施工，妥善管控施工进度、施工质量以及施工安全。提前以进度计划为依据准确模拟整个施工过程，采用“预施工”第一时间严格检验进度计划存在的不足与施工隐患，做好修改处理，完善施工方案，例如合理调整场地布置、改进施工方法等。除此之外，在施工期间能够利用BIM 技术实现对工程进度的实时跟踪，以更快速度明确计划进度和实际进度之间的差异，并尽快调整，贯彻落实施工动态管理。

3.3.2 人力物资设备管理

施工单位采取手工计算方式难以快速精确计算出各区域和进度等情况下的计划用量，对于人工和材料的大部分计划只能预估，并且限额领料制度无法深入。而建立的BIM 模型能够根据进度以及专业班组等多样化条件合理拆分工程量，进而形成物资消耗量清单，而且显示时间属性，根据时间准确设定物资清单顺序，由此制定物资采购进场计划。基于BIM 模型下，可以从数据层面有力支持备工备料、资金计划制定等，采用限额领料制度，提高物资管理工作的精细化程度，合理调整人力资源配比，科学精准分析成本数据，避免造成浪费，尽可能降低成本。结束阶段施工之后，相关管理人员需仔细对比计划量和实际用量，并且细化到每一工种，明确误差出现的原因，编制完善的优化方案，增强企业对成本的控制能力。

3.3.3 现场质量、安全管理

BIM 技术能够通过发挥移动终端设备作用在施工现场准确采集照片，并且实时上传，一方面可以紧密联结BIM 模型，尽快发现施工现场存在的安全风险、粗暴施工等不良现象，实现不足和漏洞的可视化，显露隐蔽工程。另一方面，还可以方便施工整改的监督管理。同时，可按照施工区段与工种等进行分类，形成周期性施工管理报告，采取定性方式详细分析问题，明确其发生频率和方向，并总结归纳成相应规律，从而作为施工管理决策重要参考，当开展管理效益评价工作时在数据层面奠定良好基础。

3.4 BIM 技术在验收成本核算阶段的应用

消防工程竣工结算之前，首先根据BIM 模型内部生成的数据科学合理制定结算策略，避免缺项漏项，适当增加结算造价。当供应商进行结算的时候，明确划分其结算范围，降低结算环节“利润流失”，有效处理结算，实现对竣工造价的高效控制。

例如，某商业建筑主要采用框架结构，该建筑总占地面积大于80000m2，其层数包括地下两层和地上6层。对于建筑区域中的消防工程，利用高压系统进行消火栓设计，将水泵房规划到地下区域，选择每个楼层的突出位置做好消火栓设计。

针对该工程，可利用Revit 软件合理构建工程模型，在建立过程中选取消防专业模型类目，并且精确导入预先编制的工程量方案。通过应用计价软件，精确计算得出工程量成本。有机结合BIM 模型和选取的计算软件，由此取得良好造价控制效果。

3.5 BIM 技术在运行维护阶段的应用

由于消防工程具有一定特殊性，所以其运营维护至关重要，必须将人身安全置于首位。对于运营维护所取得成果，具体检验标准为安全事故如何有效防范、一旦发生事故如何做好应急处理。针对业主而言，构建科学完善的三维BIM 模型，实现信息数据集成，是其进行运营维护的重要手段，同时对于消防公司来说，三维BIM 模型也是其承接维保工程的一大利器。

3.5.1 高效消防设备维护保养

在正式使用各种消防设备之前，能够利用BIM 模型将其规格、型号、常见维修知识等集成于消防控制系统，为后续维护工作提供便利。相关维护人员能够借助平台第一时间分析并跟踪设备具体运行情况，做好其定期检修，有效防范与处理安全隐患。

3.5.2 快速火灾紧急疏散模拟

一旦发生火灾，通过利用BIM 能够完成紧急疏散模拟，按照数据模型在短时间内准确计算人员疏散需要使用的时间，选取最优逃生路线，同时由消防部门疏散人流，从而降低伤亡率。

3.5.3 降低消防系统运营成本

BIM 系统能够全方位获取设备能耗数据，并总结归纳，发现节能降耗渠道。另外，利用系统智能监控功能，动态掌握设备异常，降低运营成本。

3.6 BIM 技术在智慧消防中的应用

智慧消防利用物联网、移动互联网+传感器技术、智能处理等技术，与全球定位系统、通信技术和计算机智能平台等相结合，从而实现城市消防的智能化。

3.6.1 全面感知

智能消防系统具有感知外部环境的能力，其中的关键便是三维空间定位。BIM 技术具有3D 可视化功能，结合GPS 等多种感知技术，可以轻松完成3D 坐标定位，为智慧城市提供感知神经。

3.6.2 资源整合

智慧消防系统必须将各个部门、各个地区的信息资源统一，才能形成有协调与调节功能的整体。而BIM技术能够整合各种信息和资源，如建筑物和消防设备的空间、位置、材料等。并且，BIM 具有开放的数据结构，与IT 技术相结合，建筑信息之外的各类数据也很容易整合。

3.6.3 协同运作

智慧消防系统需要高水平的协同工作能力，而BIM 技术为使用者提供了可以随时随地获取、交换和处理信息的合作平台。

3.7 BIM 技术在CIM 平台中的应用

城市信息模型（city information modeling, CIM）是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）、物联网（IoT）等技术为基础，将城市地上地下、室内室外、历史现状未来多维多尺度信息模型数据和城市感知数据进行集成，构建出了三维数字空间的城市信息综合体。它是城市规划、建设、管理、运行工作的基础操作平台，是智慧城市的基础性、实体性信息基础设施。CIM 技术与新型智慧城市、数字孪生等理念紧密结合，为推动实景三维中国建设提供有力的技术支撑。

4 结语

综上所述，在消防工程施工管理中，通过应用BIM技术，可以优化各项管理效能。所以，当下消防工程建设也需要对BIM 技术科学高效使用做到足够重视，从而保障施工质量，促进消防工程行业可持续发展。