基于BIM技術的建筑消防全生命周期管理研究

引言

通過將BIM技術合理應用到建筑消防的全生命周期管理中，從消防設計、施工模擬、信息管理、火災模擬分析到施工進度控制、運維管理以及驗收與存檔，能夠更好地對建筑消防信息進行全面集成、實時共享和高效管理，從而有效提升建筑消防管理的準確性，確保建筑的消防安全性能[1]。

一、BIM技術應用的優勢

(一)建筑模型三維化

BIM技術可創建具有高度真實感和精確度的三維建筑模型，不僅能使建筑設計、施工及運維人員更加直觀地理解建筑的空間布局和結構細節，還能有效地提升建筑消防管理的效率和準確性[2]。通過建立三維建筑模型，使消防規劃人員能夠清晰地識別潛在的火災風險區域，并模擬煙霧擴散和人員疏散路徑，從而制定出更加科學合理的消防應急預案[3]。同時，三維化空間特性有利于消防設施的精準定位和部署，確保在緊急情況下消防救援能夠快速響應，有效控制火勢，保障人員安全。建筑物在物理世界中是以三維形態存在的，傳統上設計師需通過二維圖紙來描繪這些三維結構，施工人員再根據這些二維圖紙在建造過程中還原出三維的建筑實體[4]。因此，BIM技術的三維化是實現建筑消防全生命周期高效管理不可或缺的要素。

（二)建筑數據信息化

BIM技術通過高度集成的信息化手段，將建筑項目的各類數據信息如結構設計、材料屬性、設備配置以及消防系統等，統籌、整合到一個統一的數字化模型中。BIM技術的信息化特性能夠使建筑消防管理跨越設計、施工、運維等多個階段，以此實現信息的無縫流轉和共享。同時，消防管理人員可以及時獲取建筑內部的詳細信息，包括但不限于消防設施分布、疏散路徑規劃、火災風險評估等方面，從而做出更加精準和迅速的決策[5]。此外，BIM技術的信息化還支持數據的動態更新和分析，為消防設施的維護優化、應急預案制定及消防演練提供了強有力的數據支撐。因此，建筑數據信息化是BIM技術的核心驅動力，缺少了這一環節，BIM技術就無法在建筑的全生命周期管理中發揮其應有的作用。BIM技術信息化能夠為建筑消防全生命周期管理提供高效、智能的信息處理平臺，從而有效提升消防管理的科學性和有效性。

（三）學科專業協同化

BIM技術的協同化能夠促進跨學科、跨專業的知識整合，使消防管理能夠綜合考慮建筑結構、人員流動、設備性能等多方面因素，從而制定出更加全面和可靠的消防策略。因此，BIM技術的協同化特點能夠使設計師、施工人員、消防專家、運維團隊基于同一個三維建筑信息模型進行實時溝通與協作，以此打破傳統管理中的信息孤島現象，從而有效保證消防設計、施工安裝、日常檢查及應急響應等各個環節信息的一致性

二、建筑消防工程存在的問題

(一)信息孤島現象嚴重

在建筑消防工程的設計階段，各專業之間往往缺乏有效的信息溝通與共享機制，導致信息孤島現象嚴重。消防設計、結構設計、電氣設計、給排水設計等專業缺乏統一的數據平臺和協同設計流程，相互間缺乏合作。這不僅增加了設計錯誤和沖突的可能性，還降低了設計效率和質量，使得消防設計難以達到最優狀態。

(二)圖紙審查流程煩瑣耗時

傳統的圖紙審查流程煩瑣，需要人工逐一核對圖紙信息，不僅耗時費力，還容易出錯。審查人員往往難以全面、直觀地了解消防設計的各個方面，導致一些潛在的問題難以被及時發現和糾正。此外，圖紙審查過程中缺乏智能化的輔助工具，使得審查效率和準確性受到限制。

（三)管理效率低下

在建筑消防工程的運維階段，缺乏有效的信息集成和管理工具，運維團隊往往難以準確、全面地了解消防設備的運行狀態和維護歷史，從而導致運維決策缺乏科學依據，設備故障難以及時被發現和處理，這也增加了火災發生的風險。同時，在運維過程中，信息更新和同步也面臨諸多困難，使得運維管理效率低下。

（四)消防救援響應速度慢

在緊急情況下，消防救援人員往往需要在短時間內做出決策，傳統的消防管理方式往往無法提供足夠的建筑內部結構和消防設施布局信息，導致救援響應速度慢，決策依據不足，增加了救援難度和風險。此外，對消防設施的實時監測和管理也缺乏有效手段，使得救援過程中的設備支持難以及時到位。

(五)缺乏全生命周期管理意識

在建筑消防工程管理過程中，缺乏全生命周期管理意識是一個普遍存在的問題。各階段的管理往往各自為政，缺乏統一的管理目標和策略，導致設計、施工、運維和拆除等之間出現信息斷層和銜接不暢，難以形成有效的閉環管理。同時，缺乏對消防設備和設施的全生命周期跟蹤和維護，使得設備性能逐漸下降，增加了火災發生的可能性。

三、基于BIM技術的建筑消防全生命周期管理策略

（一）優化消防設計內容

消防設計是確保建筑消防安全的首要環節[]。BIM技術通過構建三維化的建筑模型，設計人員可精確規劃消防疏散通道、設置合理的防火分隔區域，并優化消防設備布局，從而直觀地展示出建筑物的空間布局、結構特點以及消防設施的配置情況，保證在火災發生時，迅速響應和有效控制火勢。同時，BIM技術還具有實現信息集成與共享的功能，從而將消防設計與建筑結構、電氣、給排水等多個專業緊密結合起來，以此確保消防系統與其他建筑系統能夠協同工作。此外，在消防設計過程中，BIM技術還能夠進行火災風險評估和模擬分析，通過模擬火災蔓延過程、人員疏散情況以及消防設備的響應效果，為設計人員提供科學依據，幫助他們制定出更加科學合理的消防設計方案。

在建筑消防設計的初步階段，通過采用BIM（建筑信息模型)技術，消防設計被無縫整合到建筑設計的整體流程中，為后續的優化工作以及消防專業與其他建筑專業間的協同合作提供了便利。在消防設計的實施過程中，以消防設備組件作為核心圖形元素，進行參數化建模，確保各個組件之間能夠實現關聯變動、智能響應和相互協調。由于整個設計成果直接體現為信息化的建筑模型，相關的設計圖紙由這一模型自動生成，無須手動繪制。這一做法依托統一的關系數據庫，實現了對信息的深度集成，使得設計師能夠擁有更多時間專注于項目的細節優化和創意設計，縮短了完成施工圖紙設計所需的時間，從而有效提升了消防設計的效率與質量。

(二)提高圖紙審查效率

通過將BIM技術合理應用到建筑消防全生命周期管理過程中，為圖紙審查帶來了革命性的變化，能夠有效保證消防設計的準確性和合規性。借助BIM技術，消防設計圖紙不再是傳統的二維平面圖紙，而是三維建筑信息模型。這一轉變使得審查人員能夠在虛擬的三維環境中全面、直觀地檢查消防設計的各個方面，全面瀏覽建筑的每一個角落，及時了解消防通道是否暢通無阻、防火分隔是否符合規范、消防設備的位置和數量是否合理等。同時，BIM技術還具備強大的碰撞檢測和沖突分析功能。在圖紙審查階段，BIM軟件能夠自動檢測設計中的潛在沖突，如消防管道與建筑結構之間的矛盾或者消防疏散通道被其他設備阻擋等。這些問題會被清晰地標記出來，并生成詳細的報告，供審查人員參考。審查人員就能夠在設計階段及時發現并糾正問題，避免施工過程中的返工和延誤。此外，BIM技術還支持多專業協同審查，即不同專業的審查人員可以在同一個BIM模型上工作，實時查看和修改自己負責的工作，并保持與其他專業的同步更新。這種協同審查的方式大大提高了審查的效率和準確性，確保了消防設計的全面性和合規性。

（三）實現消防高效運維

對消防運維階段的管理是保證建筑消防安全的重要環節。通過將BIM技術合理應用到建筑消防的全生命周期管理過程中，消防運維團隊可以借助BIM技術獲取一個高度集成和包含建筑所有消防信息的三維模型，記錄設備的維護保養、故障歷史、檢測報告等動態信息，使運維人員對消防設備進行更準確的定位，從而更全面地了解消防運維設備的運行狀態，以便更加及時和準確地提出運維決策。通過將BIM技術貫穿于建筑消防的全生命周期中，允許各階段的相關工作人員持續地對BIM模型進行更新與維護。通過集成消防設備信息管理系統、管網路由管理系統，并結合消防設備狀態的實時監控與報警功能，實現了對消防設施的高效運維管理。這樣做不僅避免了傳統設施管理系統中因資料重新制作而產生的人力與時間消耗，還大大降低了因人為因素導致錯誤的可能性[7]。

（四）優化消防救援方案

BIM技術通過構建與建筑實體一致的三維可視化模型，為消防救援提供了精確的建筑內部結構信息和消防設施布局。這種模型支持旋轉、縮放、分層、剖面以及漫游等多種操作，使救援人員能夠全方位、多角度地了解建筑內部環境，從而制定出更加精確、高效的救援方案。在緊急情況下，BIM模型可以迅速導人火災模擬軟件進行火災場景模擬和分析，預測火災蔓延趨勢、煙氣流動路徑以及溫度分布等情況，為救援人員提供科學的決策依據。同時，BIM模型還可以模擬人員疏散過程，驗證疏散路徑的合理性，確保救援人員能夠迅速、安全地疏散被困人員[8]。此外，BIM技術還能夠實現對建筑消防設施的實時監測和管理，確保消防設備正常運行。在救援過程中，BIM模型可以實時更新消防設施的狀態信息，如消防栓的水壓、滅火器的剩余量等，為救援人員提供及時的設備支持。

結語

綜上所述，通過深度整合BIM技術的可視化、協同化、信息化優勢，實現了對建筑消防設計、施工、運維及改造各階段信息的全面集成與高效管理。研究表明，BIM技術不僅能夠顯著提升消防設計的精確度和效率，有效預防設計缺陷導致的安全隱患，還能夠實時更新消防系統狀態，確保施工與設計的一致性，減少因信息不對稱造成的安全風險。進入運維階段后，BIM平臺為消防設施的日常檢查、維護保養及應急響應提供了強大的數據支持，使得消防管理更加智能化、精細化。總之，BIM技術在建筑消防全生命周期管理中的應用，對于提高建筑消防安全水平、降低火災風險、保障人民群眾生命財產安全具有重要意義，是未來建筑消防安全管理發展的重要方向。

參考文獻

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[4］張立松.基于BIM技術的醫療建筑安裝項目全生命周期管理研究[D].山東建筑大學，2021.

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[8」焦柯，賴鴻立，彭子祥，等.基于物聯網的既有建筑全生命周期安全運維服務系統關鍵技術研究[J].工業建筑，2021，51（10)： 201-210+8≠0