高層建筑防火監(jiān)督中BIM技術(shù)的有效應(yīng)用探討

摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。在此背景下，人們對于高層建筑消防安全問題的關(guān)注度不斷提高。BIM作為一種集成設(shè)計與管理技術(shù)，在促進高層建筑防火監(jiān)督工作開展、提高高層建筑消防安全等級以及降低高層建筑火災(zāi)風險方面展現(xiàn)出了巨大作用?；诖?，本文就高層建筑防火監(jiān)督中BIM技術(shù)的有效應(yīng)用進行了探討和分析，以期能夠給相關(guān)人士提供一些借鑒和參考。關(guān)鍵詞：高層建筑；防火監(jiān)督；BIM技術(shù)消防問題關(guān)系著人們的生命以及財產(chǎn)安全。在城鎮(zhèn)化發(fā)展背景下，我國高層建筑不斷增多，但是隨之而來的火災(zāi)隱患卻不容忽視。高層建筑火災(zāi)有著疏散難度大、救援難度高等問題，一旦發(fā)生火災(zāi)往往會產(chǎn)生非常嚴重的后果。如何運用有效的技術(shù)手段來開展高層建筑防火監(jiān)督工作成為一個社會性的話題。近年來，BIM技術(shù)的出現(xiàn)也為高層建筑防火監(jiān)督工作的高質(zhì)量開展提供了新的機遇。作為一種集成設(shè)計和管理工具，能夠為高層建筑防火性能的提升提供新的思路和方法。因此，在新時期積極探討高層建筑防火監(jiān)督中BIM技術(shù)的有效應(yīng)用策略勢在必行。一、高層建筑火災(zāi)特征分析對于高層建筑火災(zāi)來說，作為一種特殊的火災(zāi)類型，有著極大的挑戰(zhàn)性和鮮明的特點。不但威脅到人們的生命與財產(chǎn)安全，更影響著整個社會的安全與穩(wěn)定。具體來說，高層建筑火災(zāi)主要有以下幾點特征。（一）疏散難度大高層建筑往往擁有較高的人口密度，這也使得其在發(fā)生火災(zāi)之后，很難快速疏散人群?？梢钥吹剑邔咏ㄖ话阍?0層以上，安全出口的寬度以及數(shù)量等往往難以滿足短時間內(nèi)的大量人口疏散需求。尤其是在居住人口密集時段發(fā)生火災(zāi)后，疏散通道往往會出現(xiàn)嚴重堵塞的情況，給人員疏散工作帶來巨大挑戰(zhàn)。同時，高層建筑中居住著一些行動不便或者身體殘障的居民，他們的疏散將更加困難。（二）救援難度大高層建筑火災(zāi)救援工作也有著較高的難度。高層建筑樓層較高，一旦發(fā)生火災(zāi)，普通的消防車水帶長度以及水泵壓力等往往沒有辦法直接滿足其消防滅火需求。與此同時，救援設(shè)備在使用時也存在一定的局限，受設(shè)備狀態(tài)、技術(shù)人員操作水平等因素的制約，部分高層建筑的特殊結(jié)構(gòu)也會對火災(zāi)撲救行動造成一定困難。（三）受環(huán)境因素影響大在高層建筑火災(zāi)中，環(huán)境因素影響深遠。環(huán)境因素主要包括自然環(huán)境因素和社會環(huán)境因素。自然環(huán)境因素中的風力和風向直接影響火勢蔓延速度和走向，強風還會迅速擴大火情，極有可能引發(fā)跳躍式燃燒，造成難以控制的結(jié)果；社會環(huán)境因素如高層建筑周圍的交通和基礎(chǔ)設(shè)施也會在一定程度上影響救援效率。具體來說，如果救援時附近交通擁堵，會大大延誤救援時機，造成不可估量的后果。（四）受蔓延速度影響大高層建筑往往人口密度偏大，可燃物數(shù)量偏多，如家居裝飾、紙張布料等，火勢蔓延速度快，撲救難度也隨之提升。在高層建筑中具有電梯井、管道井等建筑結(jié)構(gòu)，火災(zāi)可能會隨著這些垂直通道迅速向上蔓延，形成立體火災(zāi)，增加救援難度。二、高層建筑消防的安全隱患高層建筑功能需求多樣，建筑結(jié)構(gòu)特殊，往往隱含著諸多消防安全隱患，就以下兩個主要方面進行闡述。（一）設(shè)計不達標帶來的消防隱患第一，疏散通道設(shè)計難以滿足消防需求。高層建筑在設(shè)計時沒有考慮到疏散通道的數(shù)量和寬度，存在疏散通道數(shù)量稀少、通道狹窄等問題，在緊急情況下疏散不及時可能會造成人員傷亡。第二，消防配置不過關(guān)。要求高層建筑內(nèi)的消防設(shè)備（如滅火器、煙火探測器等）配置得當，數(shù)量充足，反之則無法在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時及時撲滅，從而造成嚴重后果。第三，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷。建筑結(jié)構(gòu)要足夠穩(wěn)固才能防止火災(zāi)蔓延，保障人員安全，不合理設(shè)計會為火災(zāi)時結(jié)構(gòu)受損埋下隱患，從而影響建筑整體的穩(wěn)定性。（二）裝修材料不合理加劇火災(zāi)風險在裝修材料的選擇上，高度易燃屬性的材料（如木材、布料等）在火災(zāi)中會迅速燃燒，并加速火勢蔓延。部分建筑材料在燃燒時會產(chǎn)生有毒有害氣體和濃煙，對人員身體造成傷害，甚至造成窒息的危險，降低可見度，大大增加了疏散和救援難度。此外，裝修過程中也存在著一定的安全隱患，一些建筑工人在裝修過程中忽視了安全問題，在裝修過程中時常發(fā)生亂接電源、明火作業(yè)等現(xiàn)象，埋下巨大火災(zāi)隱患，嚴重影響人們的身體健康和安全。三、BIM技術(shù)以及其在高層建筑防火監(jiān)督中的重要作用分析（一）BIM技術(shù)概述BIM也被稱為建筑信息模型，不是簡單的三維模型，而是一個蘊含大量建筑信息、集成多種專業(yè)于一體的數(shù)字化工具。很多建筑設(shè)計師、施工人員以及工程師等都能夠通過運用BIM技術(shù)進行共同協(xié)作，從而實現(xiàn)建筑的信息化管理。這種技術(shù)的核心在于信息的高度集成和有效共享，能夠?qū)⒁粋€復雜建筑的材料信息、成本信息、幾何信息等集中到一個模型之中，使各方參與者都能夠直觀、準確了解建筑的實際情況。這種技術(shù)具有以下明顯的特點：其一，它是一種高度信息集成技術(shù)。BIM技術(shù)能夠?qū)⒛骋粋€建筑的所有信息集中到模型之中；其二，它具備可視化特點。通過BIM技術(shù)，可以根據(jù)各種信息，生成一個具體的三維建筑模型，在一定程度上能夠幫助建筑師、工程師以及施工人員直觀了解建筑的具體形態(tài)以及構(gòu)造特點，方便他們工作的順利開展；其三，它具備強大的協(xié)同性。BIM技術(shù)能夠?qū)⒏鞣N信息集中在一個模型之中，并且為各個專業(yè)團隊提供一個協(xié)同的工作平臺，使不同團隊中的工作人員能夠在同一個模型中進行工作，從而提升工作效率；其四，它還具備模擬性特點。BIM技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N建筑進行有效模擬，如進行能耗模擬、日照模擬等，通過這種方式，幫助建筑設(shè)計師、施工人員提供最優(yōu)的設(shè)計和施工方案，提升建筑的設(shè)計質(zhì)量和施工質(zhì)量，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。（二）BIM技術(shù)在高層建筑防火監(jiān)督中的運用意義1.優(yōu)化防火設(shè)計方案利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，設(shè)計者能夠在設(shè)計初期就對建筑的防火性能進行模擬，并且在此基礎(chǔ)上進行不斷優(yōu)化和升級，從而提升高層建筑的整體防火性能。通過模擬火災(zāi)發(fā)生時的煙霧擴散情況、溫度分布情況等，設(shè)計者能夠及時發(fā)現(xiàn)建筑設(shè)計中潛藏的安全隱患，并對建筑設(shè)計方案進行及時優(yōu)化和調(diào)整，以此提升高層建筑的安全性。此外，還可以利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，幫助設(shè)計師設(shè)計出最科學的疏散通道，確保一旦發(fā)生火災(zāi)，建筑中的人員能夠迅速進行疏散，避免發(fā)生安全事故。2.提高施工質(zhì)量和施工效率通過運用BIM技術(shù)，施工人員能夠?qū)ㄖ椖康恼w施工進行精細化管理，極大提升施工速度和質(zhì)量。施工人員可以將圖紙和施工進度導入到BIM模型之中，對施工情況進行模擬，從而能夠科學推斷出施工時間，從而幫助施工人員對整個建筑項目進行科學有效的管理，確保項目按時完成。與此同時，BIM技術(shù)有助于幫助施工人員及時發(fā)現(xiàn)當前施工中出現(xiàn)的問題，從而避免出現(xiàn)返工的情況，提高施工的整體質(zhì)量。在防火監(jiān)督領(lǐng)域，利用BIM技術(shù)有助于幫助監(jiān)督人員更加充分了解施工進度和情況，進而保障施工工作的安全性。3.提升運營管理效率當建筑投入使用后，BIM技術(shù)也具有重要的應(yīng)用價值。利用BIM模型，運營管理人員能夠更加全面、直觀了解建筑結(jié)構(gòu)，并有效解決其存在的安全問題。在火災(zāi)發(fā)生后，利用BIM技術(shù)有助于迅速判斷火災(zāi)位置，并制定更加科學合理的救援策略。除此之外，利用BIM技術(shù)有助于更好進行防火檢查和維護，提高工作的整體效率。四、BIM技術(shù)在高層建筑防火監(jiān)督中的應(yīng)用策略（一）設(shè)備調(diào)整：實時更新布局隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，BIM（建筑信息模型）技術(shù)成為建筑領(lǐng)域的重要工具。BIM技術(shù)在消防設(shè)施布局領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢，將其應(yīng)用到其中，有助于將復雜的工作以更加直觀、高效的形式呈現(xiàn)。首先，利用BIM的三維建模功能加強消防設(shè)施的局部平面建設(shè)。團隊成員可以在BIM平臺上查看相關(guān)信息，再進行后期編輯，從而完成更新和協(xié)同工作。這種高效的工作模式有助于保障消防設(shè)施布局工作的準確性，提高工作效率。其次，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠模擬消防通道與逃生路徑，尋求最佳的逃生途徑，在遇到險情的第一時間，使人員迅速、安全撤離。再次，BIM技術(shù)在計算管道流量、計算管網(wǎng)壓力方面具有重要的作用。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和管道系統(tǒng)的幾何信息，利用流體動力學公式，計算出管道流量，從而制定應(yīng)急方案。BIM技術(shù)通過模擬管道網(wǎng)絡(luò)，并綜合考察管道的長度、速度和流量等信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息計算出管網(wǎng)壓力，為管道系統(tǒng)的設(shè)計提供參數(shù)。最后，在消防供電設(shè)備容量計算中，引入BIM技術(shù)有助于提高計算的精準度，利用復雜的計算公式，精準評估消防供電設(shè)施的基本功率和參數(shù)指標，從而保障供電設(shè)施應(yīng)用能夠更加安全可靠。這樣有助于保障建筑物在火災(zāi)情況下的電力供應(yīng)穩(wěn)定性，同樣也有助于提高對消防供電設(shè)施評估的準確性。（二）技術(shù)交底：實現(xiàn)高效審批在建筑審批和監(jiān)管工作中，消防設(shè)施的技術(shù)交底工作較為繁瑣，會耗費更多時間。在以往的工作中，經(jīng)過審批后的圖紙信息會交給消防監(jiān)督工作者，他們投入大量的時間檢查消防設(shè)施。然而，在建筑物數(shù)量不斷增加、設(shè)計難度不斷加大的背景下，傳統(tǒng)審核方式的效率不高，監(jiān)管人員的工作量較大。為此，需要在建筑項目工作中引入建筑信息模型（BIM），有效解決此類問題。首先，利用BIM技術(shù)構(gòu)建建筑模型呈現(xiàn)出建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)信息以模型的方式展現(xiàn)出來，以便于消防監(jiān)督人員直觀了解建筑物信息，并有效做好設(shè)施布局，幫助相關(guān)人員制訂防火預(yù)警機制。其次，監(jiān)管人員還能利用BIM技術(shù)準確評估建筑物的安全結(jié)構(gòu)，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的安全隱患。再次，BIM技術(shù)應(yīng)在審批階段發(fā)揮重要作用，并為建筑管理提供更多的幫助和支持。BIM技術(shù)能消除審批中紙質(zhì)文件的繁瑣步驟，進而提高審批成效。最后，建筑建設(shè)完成后，BIM模型詳細記錄了建筑的數(shù)據(jù)信息，有助于后期運行、維護工作的開展。（三）軟件結(jié)合：FDS精準模擬FDS火災(zāi)模擬軟件主要涵蓋兩部分功能：FDS及SMOKEVIEW。FDS是一項核心技術(shù)，它是對建筑結(jié)構(gòu)的精準計算和定位工具。SMOKEVIEW是FDS計算結(jié)果的后續(xù)處理程序，它不僅能夠分析出著火點位置，還能分析出火勢詳情。現(xiàn)階段，F(xiàn)DS軟件在高層建筑火災(zāi)場景模擬的應(yīng)用不斷增多，利用這一軟件提供的數(shù)據(jù)模型能夠為火災(zāi)救援工作提供便利。防火監(jiān)督人員借助虛擬現(xiàn)實軟件構(gòu)建3D場景，并建立相應(yīng)的模型，規(guī)劃人員逃生路徑，并且結(jié)合人員流動量制定方案，準確規(guī)劃疏散時間，保障整個疏散過程的可行性，使實驗數(shù)據(jù)更加翔實可靠。（四）預(yù)案制定：系統(tǒng)疏散規(guī)劃在制定緊急疏散預(yù)案期間，防火監(jiān)督人員應(yīng)利用現(xiàn)代化的工具和技術(shù)做好內(nèi)部疏散規(guī)劃。防火監(jiān)督人員應(yīng)運用PATHFINDER軟件，將建筑內(nèi)部的各類數(shù)據(jù)導入平臺，并生成多種疏散路徑，為疏散路徑方案提供多種選擇。該系統(tǒng)有助于構(gòu)建合理、高效的疏散計劃。利用BIM技術(shù)展示人員疏散的過程是一項創(chuàng)新舉措，它能準確預(yù)測人員疏散的時間，并且在一定時間內(nèi)完成疏散演練，從而為救援提供保障支持。PATHFINDER軟件的應(yīng)用使消防救援人員充分了解建筑物的內(nèi)部信息，并為疏散和救援做好妥善準備。這類工具的使用有助于更好應(yīng)對問題，當出現(xiàn)緊急情況后第一時間作好準備。因此，在應(yīng)急疏散預(yù)案的制定過程中，技術(shù)手段的運用是不可或缺的。從防火監(jiān)督工作到消防救援工作，運用現(xiàn)代化技術(shù)手段能預(yù)測其潛在風