BIM技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用分析

李志強(qiáng)

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)的建筑出現(xiàn)火災(zāi)事件越來(lái)越多，嚴(yán)重?fù)p害了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，建筑消防工作越來(lái)越受到重視。BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，能夠很好地解決建筑施工管理過(guò)程中遇到的諸多問(wèn)題，提高建筑產(chǎn)出效率，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化管理。本文主要介紹BIM技術(shù)的概念，分析BIM技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，最后描述了一種基于BIM技術(shù)的建筑消防系統(tǒng)架構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；建筑消防；系統(tǒng)架構(gòu)

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了很大的發(fā)展，高層建筑成為當(dāng)今嘗試發(fā)展的主旋律，而高層建筑火災(zāi)的防控已經(jīng)成為一個(gè)社會(huì)性的難題。血淋淋的現(xiàn)實(shí)促使人們?cè)诮ㄖ涝O(shè)施信息管理、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面不斷創(chuàng)新，以提高建筑的消防安全。BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑工程的全過(guò)程，能夠有效防控火災(zāi)的發(fā)生。

1、BIM技術(shù)的概述

BIM是“BuildingInformationModeling”的英文簡(jiǎn)稱，即“建筑信息模型”。它將項(xiàng)目不同階段的數(shù)據(jù)全部包括在一個(gè)3D的模型中，是目前行業(yè)內(nèi)比較熱門(mén)的一種集建筑設(shè)計(jì)、施工、管理于一體的方法。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)各個(gè)方面的應(yīng)用也越來(lái)越普及，然而，現(xiàn)階段BIM技術(shù)在我國(guó)建筑消防管理中的應(yīng)用還處于較低水平。

2、BIM技術(shù)在建筑消防中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1建筑信息直觀化

BIM技術(shù)主要是將建筑實(shí)體以三維形式表達(dá)出來(lái)的信息技術(shù)。BIM技術(shù)通過(guò)數(shù)字信息技術(shù)把建筑實(shí)體數(shù)字化、虛擬化，建立一個(gè)大到包含墻面、地板、天花板，小到包含門(mén)、窗、樓梯的三維建筑模型。由二維圖紙向三維立體模型的轉(zhuǎn)變使建筑信息更加全面、直觀。

2.2建筑信息系統(tǒng)化

BIM技術(shù)通過(guò)對(duì)建筑的整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，建立了各種數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)建筑信息的系統(tǒng)化。同時(shí)將滅火器、應(yīng)急燈等消防設(shè)備的型號(hào)、狀態(tài)以及位置等信息實(shí)時(shí)載入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，盡可能地提供消防設(shè)施的原始信息和建筑細(xì)節(jié)。

2.3建筑信息實(shí)時(shí)化

建筑在使用的過(guò)程中，其內(nèi)部的功能會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行重新的布局。消防栓和滅火器等消防設(shè)施的位置和數(shù)量會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的改變或增減，甚至?xí)淖兘ㄖ氖枭⑼ǖ赖戎卮笫马?xiàng)。基于創(chuàng)建的BIM模型，建筑管理人員可以將建筑變更的信息完整準(zhǔn)確的在模型內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。建筑管理部門(mén)和消防部門(mén)均可通過(guò)該模型共享數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)快捷高效的管理。

2.4建筑消防系統(tǒng)再優(yōu)化

為了對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不同維度的數(shù)字預(yù)案，要將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)模擬軟件接入BIM模型。通過(guò)模擬建筑火災(zāi)給相關(guān)消防設(shè)施數(shù)據(jù)（如滅火器的位置）的選擇提供更為科學(xué)的依據(jù)。BIM技術(shù)可與應(yīng)急疏散預(yù)案軟件（如BuildingExoDus）相結(jié)合，形成建筑不同方位的應(yīng)急疏散路線圖，從而使得建筑管理人員能夠優(yōu)化火災(zāi)應(yīng)急疏散預(yù)案。

3、基于BIM技術(shù)的建筑消防管理系統(tǒng)構(gòu)建

3.1數(shù)據(jù)采集層

1）對(duì)建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后利用BIM技術(shù)建立建筑模型。該模型是一種實(shí)體數(shù)字模型，與實(shí)際建筑一樣包括梁柱、門(mén)窗、樓梯等實(shí)體信息。2）采集安裝在建筑中容易發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)所或設(shè)施的傳感器的信息數(shù)據(jù)，比如溫度傳感器安裝在建筑內(nèi)的電源插口及電源開(kāi)關(guān)處，一氧化碳濃度傳感器、甲烷濃度傳感器安裝在天然氣開(kāi)關(guān)閥上。如圖 2 所示，傳感器采集的信息數(shù)據(jù)由轉(zhuǎn)換芯片將模擬信轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由數(shù)據(jù)處理單元接收處理后傳輸給計(jì)算機(jī)服務(wù)器，該計(jì)算機(jī)服務(wù)器對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行處理并識(shí)別發(fā)生火災(zāi)的位置，同時(shí)結(jié)合 BIM 模型信息存儲(chǔ)器內(nèi)所存儲(chǔ)的信息計(jì)算出最合理的疏散路線。3）通過(guò)RFID/移動(dòng)設(shè)備等實(shí)時(shí)采集建筑內(nèi)各危險(xiǎn)源的信息和消防設(shè)施的信息，比如采集建筑中保溫材料的熱傳導(dǎo)率，采集建筑中滅火器的有效期限等。

3.2數(shù)據(jù)模型層

1）符合建筑實(shí)體結(jié)構(gòu)的3D信息模型，該模型具有各種功能，如支持各種觀察視圖、分層等，便于各個(gè)工作單位獲得建筑消防信息，提高了三維可視化信息模型的直觀性。2）建筑安全信息參數(shù)化的信息模型。通過(guò)BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)和建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)的映射，BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)為建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)提供建筑本體信息，而建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)又可以將信息反饋至BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)，從而通過(guò)BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)與建筑消防數(shù)據(jù)庫(kù)的交互縮短建筑消防工程施工時(shí)間，提高建筑消防水平。

3.3數(shù)據(jù)分析層

1）危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)檢查、對(duì)比和分析可以采用如下方式：利用BIM建模軟件，如Autodesk公司的REVIT軟件，將BIM安全信息模型和電子標(biāo)簽之間的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)檢查、對(duì)比和分析。并對(duì)危險(xiǎn)程度進(jìn)行分級(jí)，對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)源使用報(bào)警處理，或?qū)⑽ｋU(xiǎn)源位置通過(guò)移動(dòng)終端將具體情況發(fā)送給建筑使用人員。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)源除了進(jìn)行報(bào)警處理外，還要將危險(xiǎn)源位置信息直接通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給消防部門(mén)。2）建筑構(gòu)件、消防設(shè)備等數(shù)據(jù)分析主要包括：一是實(shí)時(shí)更新建筑構(gòu)件、消防設(shè)備等信息，如借助于電線線路老化模型，分析建筑電線線路的老化情況；二是借助于實(shí)時(shí)載入的消防設(shè)備的細(xì)節(jié)信息，分析如滅火器是否過(guò)期，消防栓水壓、應(yīng)急燈供電和噴淋頭供水等情況。

3.4數(shù)據(jù)應(yīng)用層

優(yōu)化建筑消防設(shè)計(jì)是指在建筑物實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化控制、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)設(shè)計(jì)出符合消防安全工程學(xué)原理的整個(gè)防火系統(tǒng)。制定相應(yīng)的消防應(yīng)急預(yù)案是模擬火災(zāi)和應(yīng)急疏散的主要目的，在實(shí)際進(jìn)行火災(zāi)消防時(shí)，能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和預(yù)先制定的消防應(yīng)急預(yù)案，迅速制定出實(shí)際的求援方案，為消防部分的消防救援工作提供輔助指導(dǎo)。模擬火災(zāi)的關(guān)鍵在于根據(jù)建筑的實(shí)體信息和建筑消防安全信息，模擬發(fā)生火災(zāi)時(shí)建筑內(nèi)火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)火勢(shì)的燃燒和煙氣流動(dòng)狀態(tài)等。模擬應(yīng)急疏散的關(guān)鍵在于根據(jù)建筑內(nèi)消防安全信息，以及建筑內(nèi)火災(zāi)點(diǎn)疏散人員的估計(jì)疏散速度和估計(jì)疏散時(shí)間，制定疏散人員的疏散預(yù)案，輔助消防救援工作。

3.5數(shù)據(jù)用戶層

數(shù)據(jù)的用戶層主要涉及建筑設(shè)計(jì)單位、施工單位、政府消防部門(mén)以及物業(yè)管理部門(mén)。通過(guò)基于BIM技術(shù)的建筑消防管理系統(tǒng)將各個(gè)部門(mén)的工作信息有機(jī)結(jié)合起來(lái)，并為各方提供信息共享，通過(guò)權(quán)限設(shè)計(jì)滿足各方對(duì)建筑消防安全所需信息的訴求，提高建筑的消防安全。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，我國(guó)目前的BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步。我們應(yīng)當(dāng)深入挖掘BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的潛在價(jià)值，構(gòu)建消防設(shè)計(jì)、建筑防火、滅火應(yīng)急救援的綜合應(yīng)用平臺(tái)。將BIM技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相結(jié)合，提高BIM技術(shù)在建筑消防領(lǐng)域的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王佳，黃俊杰.BIM技術(shù)在建筑消防全生命周期的應(yīng)用探索[J].建設(shè)科技，2015，16（23）：52-53.