高層建筑中消防安全監(jiān)管及滅火救援中存在的困難

近幾年，高層建筑火災(zāi)頻發(fā)，火災(zāi)原因多樣化，全社會(huì)都在面對(duì)高層建筑火災(zāi)防控這一難題。我們必須在建筑防火分隔、消防設(shè)施設(shè)計(jì)、消防安全管理等方面不斷創(chuàng)新，從根本上防控火災(zāi)事故的發(fā)生。BIM技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展思路，打破了傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)、建筑施工和運(yùn)用管理的模式，開創(chuàng)了高層建筑消防安全的全新發(fā)展階段。BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)得到越來(lái)越多的推廣使用，本文將探索將BIM 技術(shù)應(yīng)用于高層建筑消防安全管理工作中，提升高層建筑的消防安全管理和滅火救援水平。

一、建筑信息模型（BIM）技術(shù)的內(nèi)涵

BIM是 Building Information Modeling 的英文縮寫，代表的是建筑信息模型，它在建筑行業(yè)的推廣使用，推動(dòng)了建筑行業(yè)的巨大變革。BIM技術(shù)擁有極強(qiáng)的信息處理能力，被廣泛的應(yīng)用于建筑行業(yè)的各個(gè)階段、地鐵建設(shè)期的設(shè)備管理、機(jī)場(chǎng)航站樓的火災(zāi)疏散等等，受到了廣泛的重視。

BIM技術(shù)是將三維數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上對(duì)建筑項(xiàng)目中的各類信息進(jìn)行整合。BIM技術(shù)可以對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，完善的信息模型可以將建筑項(xiàng)目在不同周期的數(shù)據(jù)、資源以及過(guò)程連接起來(lái)，能夠直觀、詳細(xì)描述完整的工程對(duì)象，廣泛被各個(gè)建筑項(xiàng)目參與方使用。BIM信息模型具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目信息的創(chuàng)建、管理和共享。BIM技術(shù)具備可視化、可出圖性、完備性、關(guān)聯(lián)性、一致性的特點(diǎn)，同時(shí)集設(shè)計(jì)、建造、管理功能于一身，方便進(jìn)行更好地溝通、討論與決策，減少不合理變更方案，可以提高建筑效率，有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

二、高層建筑中消防安全監(jiān)管及滅火救援中存在的困難

高層建筑消防安全監(jiān)管問(wèn)題是個(gè)世界性難題，高層建筑火災(zāi)荷載大、易引發(fā)火災(zāi)，樓梯間、電梯井、管道井、排煙井等豎向管道多、火災(zāi)蔓延快，人員集中、疏散困難以及火災(zāi)撲救難度大等問(wèn)題顯著，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失不可預(yù)估。如2010年11月15日上海余姚路膠州路一棟高層公寓起火，整棟都被大火包圍，樓內(nèi)有不少居民沒(méi)有撤離，最終大火導(dǎo)致58人遇難。還有2017年震驚世界的英國(guó)高層公寓“格蘭菲爾塔”火災(zāi)，造成81人遇難。高層建筑消防安全監(jiān)管和火災(zāi)撲救存在明顯短板和不足：

（一）高層建筑管理的權(quán)責(zé)不清晰。高層建筑大多為酒店、辦公、公寓等多種功能疊加的建筑類型。在實(shí)際監(jiān)管中，高層建筑的行業(yè)部門不明晰，沒(méi)有明確的行業(yè)主管部門。就高層建筑自身而言，由于公共建筑大多集辦公、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、餐飲等于一體，火災(zāi)荷載不斷增大，內(nèi)部產(chǎn)權(quán)、居住權(quán)、使用權(quán)重疊交叉、職責(zé)不清的情況較為突出。建筑權(quán)責(zé)不一致，消防安全管理不到位甚至無(wú)人管的現(xiàn)象較為突出。

（二）高層建筑可燃物較多。高層建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)，建筑內(nèi)的多種物體都可能成為可燃因素，比如：建筑內(nèi)配備的電梯、鍋爐、照明等電力設(shè)施；室內(nèi)的電腦、打印機(jī)等辦公設(shè)備和微波爐、電冰箱等生活設(shè)備，一旦出現(xiàn)短路都很容易引發(fā)火災(zāi)。加之高層建筑空間密集，火災(zāi)蔓延較快。發(fā)生火災(zāi)之后，火勢(shì)如果通過(guò)管井蔓延，就有可能產(chǎn)生有毒氣體，這樣會(huì)使人員難以逃脫進(jìn)而帶來(lái)生命危險(xiǎn)。

（三）消防安全管理水平不高。主要表現(xiàn)在消防設(shè)施損壞較多、專業(yè)維保率較低、消防通道不暢、物業(yè)公司管理水平不高、群眾消防安全意識(shí)不強(qiáng)等方面。一是建筑消防設(shè)施完好率不高，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)故障點(diǎn)多。許多高層建筑尤其是老舊建筑未設(shè)置自動(dòng)消防設(shè)施，在設(shè)有自動(dòng)消防設(shè)施的高層建筑中，消防設(shè)施完好率也處于較低水平。二是建筑消防設(shè)施專業(yè)維護(hù)保養(yǎng)率低，維保質(zhì)量不高。三是高層建筑的物業(yè)管理單位對(duì)消防安全工作重視程度不夠，管理水平不高。

（四）滅火救援難度大。高層建筑樓層高、垂直距離長(zhǎng), 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜、豎向管線繁多，發(fā)生火災(zāi)后極易產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”，人員疏散到地面或樓內(nèi)避難層等相對(duì)安全區(qū)域所需時(shí)間長(zhǎng)，火災(zāi)蔓延迅速、撲救難度大?？梢哉f(shuō)，50米以上特別是超過(guò)100米的樓層發(fā)生火災(zāi)，除利用建筑內(nèi)部消防設(shè)施外，幾乎沒(méi)有有效的外攻手段。有的建筑滅火作業(yè)面被裙樓、毗鄰建筑、汽車、隔離樁等占用，或者受架空電線、廣告牌等影響，加之高層建筑外立面多采用鋼化玻璃幕墻，破拆和內(nèi)攻困難，舉高消防車無(wú)法?？扛鼰o(wú)法有效開展工作。

三、BIM 技術(shù)對(duì)于高層建筑火災(zāi)撲救中的現(xiàn)實(shí)意義

城市高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，采取快速而又行之有效的救援方案可以盡量避免人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效提升消防監(jiān)管和救援能力，主要從以下幾個(gè)方面提高應(yīng)用能力：

（一）有利于消防數(shù)據(jù)信息的整合與提取

目前，高層建筑消防設(shè)施等基本信息記錄，幾乎很少應(yīng)用到電子信息記錄的形式，不利于信息的整合和提取，而且信息的準(zhǔn)確性有待商榷。應(yīng)用BIM技術(shù)可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有信息資源的整合，消防人員在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可以有足夠的信息支持，迅速了解起火建筑周邊的環(huán)境以及建筑內(nèi)的消防設(shè)施情況，便于消防指揮人員盡快制定出正確的救援方案。

（二）利用三維可視化功能迅速了解建筑空間結(jié)構(gòu)，提升救援效率

高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防員往往在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)很難第一時(shí)間找到消防出入口，這就導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)時(shí)，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的人員進(jìn)行疏散和救援難度增大。通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以通過(guò)其三維可視化功能，第一時(shí)間詳細(xì)了解高層建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，提高救援效率，減少財(cái)產(chǎn)和人員的損失。

（三）消防滅火救援及演練系統(tǒng)

消防滅火救援及演練系統(tǒng)內(nèi)置于消防戰(zhàn)訓(xùn)素材庫(kù)，內(nèi)含多種角色及消防救援設(shè)備。在三維建筑模型上實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)全面預(yù)覽，可用于高層級(jí)ianz滅火救援預(yù)案制作和在滅火救援過(guò)程中對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的火情偵察和技術(shù)判斷。

四、BIM 技術(shù)在消防安全管理中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

（一）圖紙?jiān)诰€審查功能

通過(guò)BIM技術(shù)，一是可以從平面二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的立體模型，實(shí)現(xiàn)消防審查以所見即所得的方式審閱建筑消防信息，合理設(shè)置審查規(guī)則，自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)指標(biāo)，與規(guī)范極限值進(jìn)行比較并自動(dòng)標(biāo)注出不符合消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的設(shè)計(jì)，大大提高審查效率。二是實(shí)現(xiàn)消防圖紙審查全過(guò)程管理和檢索功能。三是把審查報(bào)告生產(chǎn)反饋模型進(jìn)行進(jìn)一步的更新。四是可以對(duì)所有的消防設(shè)備的位置快速定位，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備信息查看和即時(shí)更新。通過(guò)消防設(shè)備可視化，能夠精準(zhǔn)、清晰地表達(dá)消防設(shè)施的現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)，做到快速、直觀。

（二）消防設(shè)施精準(zhǔn)性維修管理

消防設(shè)施精準(zhǔn)性維修管理是建筑運(yùn)營(yíng)消防安全參數(shù)的實(shí)時(shí)反饋，可以自動(dòng)實(shí)施報(bào)警定位。通過(guò)模型定位切換實(shí)際場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)三維模型和實(shí)際場(chǎng)景快速地切換，利用三維立體圖紙可以做出詳盡展現(xiàn)。為提升高層建筑消防設(shè)施維修保養(yǎng)精準(zhǔn)度，可以自動(dòng)形成維修保養(yǎng)清單以及定期維修保養(yǎng)提示，形成消防設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀況統(tǒng)計(jì)分析圖標(biāo)和預(yù)測(cè)，提示加強(qiáng)消防設(shè)施設(shè)備的巡檢和維護(hù)。

（三）方便群眾學(xué)習(xí)消防安全知識(shí)，提升其自救能力

生活中的大多數(shù)人對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)和消防通道布局并不了解，發(fā)生火災(zāi)時(shí)自救的能力較低。應(yīng)用BIM模型的三維可視化和漫游模擬功能，普通大眾在網(wǎng)上就能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)模擬演習(xí)，既不需要太高的成本，且人人都可以參與，提高人們對(duì)消防安全的重視程度，通過(guò)模擬訓(xùn)練，一旦遭遇火災(zāi)，人們也可以知道如何逃生。

五、BIM技術(shù)在高層建筑消防安全監(jiān)管中的改進(jìn)方向

加強(qiáng)高層建筑的消防安全管理，如何在火災(zāi)發(fā)生時(shí)提高救援速度和救援成功率，是我們一直在努力進(jìn)步的方向，目前通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，高層建筑消防安全工作取得很大進(jìn)展，后續(xù)還需要我們不斷創(chuàng)新與改革。

（一）將 BIM 與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，提升火災(zāi)救援效率

盡管目前已經(jīng)有比較系統(tǒng)的BIM理論，但仍然面臨建筑信息模型應(yīng)用單一性的問(wèn)題，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展和延伸應(yīng)用，即應(yīng)用潛力還沒(méi)有被最大化挖掘，如設(shè)計(jì)院建筑模型主要用于協(xié)同設(shè)計(jì)和碰撞分析，而三維算量軟件建立的信息模型也僅是用來(lái)統(tǒng)計(jì)工程量，沒(méi)有更大范圍的應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，其發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｈ绻麑?shí)現(xiàn)其與消防設(shè)施管理的BIM平臺(tái)完美結(jié)合，雙方可以各取所長(zhǎng)，BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在融合應(yīng)用中各自發(fā)揮不同的作用，BIM實(shí)現(xiàn)信息傳遞和交互共享并形成中心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，物聯(lián)網(wǎng)將采集、傳輸與接收來(lái)的信息與BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體相連接。物聯(lián)網(wǎng)就是發(fā)揮BIM更大潛力的橋梁，兩者在高層建筑消防安全工作領(lǐng)域的結(jié)合可以說(shuō)是相輔相成，也是大勢(shì)所趨。

正如BIM是ERP基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一樣，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不能脫離BIM。沒(méi)有BIM，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就會(huì)受到限制，因?yàn)樵S多建筑構(gòu)件是隱蔽的，存在于肉眼看不見的深處，只有通過(guò)BIM模型才能清晰展示，展示建筑結(jié)構(gòu)和消防設(shè)施的狀態(tài)，這個(gè)模型是三維可視和動(dòng)態(tài)的，涵蓋了整個(gè)建筑物的所有消防設(shè)施信息，并與消防控制中心形成關(guān)聯(lián)。在整個(gè)消防救援的過(guò)程中，找到起火點(diǎn)、消防設(shè)施的配置情況和消防通道出入口位置至關(guān)重要，所以建立建筑信息模型十分關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)高層建筑消防設(shè)施實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)生火災(zāi)，提高滅火速度，提升救援效率。

（二）利用BIM平臺(tái)構(gòu)建單位消防安全考核體系，推動(dòng)高層建筑消防安全工作開展

目前，BIM技術(shù)在高層建筑消防安全工作中的應(yīng)用，取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，但是其實(shí)施的主體是人，因此，必須借助BIM平臺(tái)，對(duì)高層建筑消防安全管理人員工作，形成有效的考核機(jī)制，以此培養(yǎng)消防安全管理工作人員的責(zé)任感，促進(jìn)創(chuàng)新思維，提升工作效率，推動(dòng)高層建筑消防安全管理工作的有序開展。

結(jié)束語(yǔ)：

   在建筑行業(yè)，BIM技術(shù)對(duì)建筑消防安全發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，突破了傳統(tǒng)的建筑消防安全管理模式，具有模擬化、可視化、動(dòng)態(tài)優(yōu)化的特性，是消防人員的高效助手，能夠有效規(guī)避火災(zāi)發(fā)生幾率，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，提升救援速度，提高救援效率，為國(guó)家和人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

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