摘要：隨著城市化進程的加速，高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。然而，高層建筑的消防問題也日益凸顯，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大威脅。建筑信息模型（BIM）技術(shù)作為一種新興的數(shù)字化技術(shù)，為高層建筑消防策略的制定提供了新的思路和方法。本文對BIM技術(shù)在高層建筑消防中的應(yīng)用進行研究，分析了其在消防規(guī)劃、火災(zāi)模擬、疏散設(shè)計等方面的優(yōu)勢，并提出了基于BIM技術(shù)的高層建筑消防策略，以期為提高高層建筑的消防安全水平提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；高層建筑；消防策略

引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展與城市化進程加快，高層建筑在城市建設(shè)中的比例不斷增加。這類建筑具有高度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人員密集的特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢蔓延迅速且疏散困難，給消防救援工作帶來極大挑戰(zhàn)。因此，提高高層建筑消防安全水平，成為當(dāng)前城市建設(shè)亟待解決的問題。傳統(tǒng)建筑消防規(guī)劃與實施以消防CAD二維圖紙設(shè)計為基準(zhǔn)，在二維平面尺度上對消防設(shè)施、給排水管路、防排煙系統(tǒng)及各類配套設(shè)備等進行規(guī)劃布局，設(shè)計成果的直觀性與可視性不足，不利于建筑消防的精準(zhǔn)化實施與精細化管理[1]?；贐IM技術(shù)的高層建筑消防策略研究，可豐富和完善高層建筑消防理論體系，為消防策略制定提供理論支持。在具體實踐上，能為高層建筑消防設(shè)計、施工和管理提供技術(shù)指導(dǎo)，有助于提高消防安全水平，減少火災(zāi)事故發(fā)生。

一、BIM技術(shù)概述

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是一種基于數(shù)字化技術(shù)的建筑設(shè)計、施工和管理方法。它采用了建立三維數(shù)字模型，集成了建筑工程的各種信息，包括幾何信息、物理信息、功能信息等，實現(xiàn)了建筑工程全生命周期的信息共享和協(xié)同工作。

二、BIM技術(shù)的特點

（一）可視化

BIM技術(shù)的可視化特點在建筑工程中具有顯著優(yōu)勢，它能夠?qū)⒔ㄖこ桃匀S模型的形式直觀呈現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)二維圖紙的局限性。對于設(shè)計人員而言，可以更準(zhǔn)確地把握設(shè)計方案的可行性和合理性，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并進行優(yōu)化。施工人員利用可視化的三維模型，能更好地理解工程結(jié)構(gòu)和布局，明確施工順序和方法，提高施工效率和質(zhì)量。管理人員也可借助可視化模型，對工程進行全面監(jiān)控和管理，及時協(xié)調(diào)各方面的資源?？傊珺IM技術(shù)的可視化特點為建筑工程的各個環(huán)節(jié)提供了更清晰的認(rèn)知，有力推動了建筑工程施工的順利進行。

（二）協(xié)調(diào)性

BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性可實現(xiàn)建筑工程各專業(yè)之間的信息共享，使不同專業(yè)的人員可以及時了解彼此的工作進展和需求。協(xié)同工作的方式有效避免了因信息不暢通而引發(fā)的設(shè)計沖突和施工矛盾。例如，在建筑設(shè)計階段，結(jié)構(gòu)工程師和電氣工程師可以通過BIM平臺共同商討設(shè)計方案，確保各專業(yè)的設(shè)計相互配合。這樣大大提高了建筑工程的整體質(zhì)量，減少了后期修改和返工成本，推動建筑工程高效、有序地進行。

（三）模擬性

BIM技術(shù)的模擬性為建筑工程帶來諸多好處。它可對建筑工程的施工過程和運營過程進行模擬。在施工前就開始模擬施工過程，可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的施工難題和安全隱患，進而優(yōu)化施工方案。在運營階段，模擬運營過程可幫助管理者更好地了解建筑的使用情況，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題并加以解決。這極大地提高了建筑工程的安全性和可靠性，確保建筑在施工和運營階段都能穩(wěn)定、高效地發(fā)揮作用，為建筑的全生命周期管理提供有力支持。

（四）優(yōu)化性

BIM技術(shù)可以對建筑工程的設(shè)計方案和施工方案進行全面優(yōu)化。在設(shè)計階段，BIM技術(shù)可通過模擬不同設(shè)計方案的效果來選擇最優(yōu)方案，提高建筑的功能性和舒適性。在施工階段，優(yōu)化施工流程，合理安排資源，減少施工中的浪費和延誤，從而提高建筑工程的經(jīng)濟效益，降低成本。實踐證明，優(yōu)化后的建筑能更好地滿足社會需求，提升社會效益，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的建筑環(huán)境。

（五）可出圖

BIM技術(shù)能夠依據(jù)建筑工程的三維模型自動生成各種圖紙和報表。對于設(shè)計人員來說，無須花費大量時間手動繪制圖紙，大大提高了工作效率。基于該技術(shù)所生成的圖紙更加準(zhǔn)確、詳細，減少了設(shè)計錯誤。施工人員能從這些自動生成的圖紙和報表中快速獲取所需信息，更好地指導(dǎo)施工過程，使建筑工程的信息傳遞更加高效，促進了設(shè)計與施工環(huán)節(jié)的緊密銜接，推動建筑工程施工順利進行。

三、BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用范圍

（一）設(shè)計階段

在建筑工程的設(shè)計階段，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、機電設(shè)計等各專業(yè)之間的協(xié)同工作，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。同時，BIM技術(shù)還可以模擬建筑工程的采光、通風(fēng)、能耗，進而優(yōu)化建筑設(shè)計方案。

（二）施工階段

在建筑工程的施工階段，BIM技術(shù)可實現(xiàn)施工進度管理、質(zhì)量管理、安全管理等各方面的協(xié)同工作，提高施工效率和質(zhì)量。全程對建筑工程的施工過程進行模擬，提前發(fā)現(xiàn)問題并進行優(yōu)化，提高施工的安全性和可靠性。

（三）運營階段

在建筑工程的運營階段，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)備管理、能耗管理、安全管理等各方面的協(xié)同，進而提高運營效率和質(zhì)量，提高了運營的安全性和可靠性。

四、高層建筑消防面臨的問題

（一）火災(zāi)蔓延迅速

高層建筑消防面臨眾多問題，其中火災(zāi)蔓延迅速是主要難題之一。高層建筑具有高度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢極易借助樓梯間、電梯井、管道井等豎向通道快速向上蔓延，從而形成立體火災(zāi)，這給消防救援工作帶來極大困難。第一，火勢蔓延速度快，使火災(zāi)控制的時間窗口非常短暫，增加了滅火難度。第二，立體火災(zāi)使消防人員同時應(yīng)對多個著火點，對救援力量的部署和協(xié)調(diào)提出了更高要求。高層建筑的疏散難度也因火勢迅速蔓延而加大，居民的生命安全受到嚴(yán)重威脅。

（二）疏散困難

高層建筑通常人員密集，疏散距離長，這就導(dǎo)致疏散時間相應(yīng)延長?；馂?zāi)發(fā)生時人們易驚慌失措，很可能出現(xiàn)擁擠、踩踏等事故，進一步增加了疏散難度。高層建筑的樓梯間、電梯井等豎向通道在發(fā)生火災(zāi)時容易形成煙囪效應(yīng)。這種效應(yīng)會加劇火勢蔓延，使疏散通道充滿煙霧和高溫，嚴(yán)重威脅疏散人員的生命安全。同時，煙霧和高溫也會降低疏散通道的可見度和可通行性，給疏散工作帶來更大阻礙。一些高層建筑可能存在疏散指示標(biāo)志不清晰、疏散設(shè)施維護不善等問題，影響人員疏散的效率和安全性。

（三）消防設(shè)施不完善

高層建筑的消防設(shè)施設(shè)備復(fù)雜，特別是在投入使用后，往往缺乏定期的專業(yè)維護保養(yǎng)。不少高層建筑在投入使用前，相關(guān)消防設(shè)施存在先天性隱患[2]。部分高層建筑存在消防水源不足的情況，這在火災(zāi)發(fā)生時會嚴(yán)重影響滅火效果。第一，消防通道堵塞，如被雜物堆積或違規(guī)停車占用，阻礙了消防車輛的快速通行，給消防救援工作帶來極大困難。第二，消防電梯故障，可能導(dǎo)致無法及時運送消防人員和設(shè)備到火災(zāi)現(xiàn)場。第三，一些高層建筑的消防設(shè)施維護管理不到位，消防設(shè)施損壞、失效等問題突出。例如，消火栓漏水、滅火器過期，影響消防設(shè)施的正常使用。

（四）消防救援難度大

第一，高層建筑的高度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而消防車輛的高度和射程往往有限，難以到達高層建筑的頂部。隨著高度的增加，水壓也可能不足，影響滅火效果。第二，高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，消防隊員在進行滅火救援時容易迷失方向。樓道、電梯井等縱橫交錯，加上火災(zāi)產(chǎn)生的濃煙，使消防員難以快速確定被困人員位置和火災(zāi)源頭。第三，高層建筑的火災(zāi)會導(dǎo)致玻璃幕墻等建筑構(gòu)件墜落，對地面救援人員和設(shè)備造成影響。這些因素都大大增加了消防救援的難度，對消防隊伍的裝備水平和專業(yè)能力提出了更高要求。

五、基于BIM技術(shù)的高層建筑消防策略

（一）消防規(guī)劃策略

首先，要合理布局消防設(shè)施。根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)和布局，科學(xué)設(shè)置消防水池、消防泵房、消防電梯、疏散樓梯等設(shè)施，確保其覆蓋范圍廣且使用效果好?；贐IM技術(shù)可以直觀地展示這些設(shè)施在建筑中的位置，提前規(guī)劃好最佳布局方案，以便在火災(zāi)發(fā)生時能夠迅速發(fā)揮作用。其次，要優(yōu)化消防通道設(shè)計，為消防車輛和人員的快速通行提供保障。提前模擬不同情況下消防通道的使用情況，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并進行調(diào)整。最后，制定科學(xué)合理的消防應(yīng)急預(yù)案。針對高層建筑特點和火災(zāi)風(fēng)險，可借助BIM技術(shù)的模擬功能制定詳細的消防應(yīng)急預(yù)案，明確各部門和人員的職責(zé)。這樣可以提高火災(zāi)應(yīng)急處置能力，在火災(zāi)發(fā)生時能夠迅速、有序地開展救援工作，最大程度地減少火災(zāi)造成的損失。

（二）火災(zāi)模擬策略

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[3]。第一，要及時利用BIM技術(shù)建立高層建筑的火災(zāi)模擬模型。該模型可以精準(zhǔn)模擬火災(zāi)發(fā)生過程與火勢蔓延情況，可以為火災(zāi)撲救和人員疏散提供科學(xué)依據(jù)。借助BIM技術(shù)的可視化功能，能夠清晰地呈現(xiàn)火災(zāi)發(fā)展動態(tài)，使消防人員更好地了解火災(zāi)形勢，制定更有效的滅火和救援方案。第二，可以根據(jù)火災(zāi)模擬結(jié)果進行火災(zāi)風(fēng)險評估。確定火災(zāi)風(fēng)險等級和重點防控區(qū)域，為制定消防策略提供科學(xué)支撐?；趯Σ煌瑓^(qū)域的風(fēng)險評估，可以有針對性地加強消防安全管理，合理分配消防資源。第三，要依據(jù)火災(zāi)風(fēng)險評估結(jié)果，優(yōu)化消防設(shè)施配置。若評估顯示某些區(qū)域風(fēng)險較高，可增加消防水池容量，以確保充足的滅火水源，及時提高消防水泵揚程，增強供水能力。綜上所述，BIM技術(shù)的火災(zāi)模擬策略可實現(xiàn)對高層建筑火災(zāi)的科學(xué)模擬、風(fēng)險評估和消防設(shè)施優(yōu)化配置，有效提升高層建筑的消防安全水平。

（三）疏散設(shè)計策略

在BIM技術(shù)的具體應(yīng)用中，疏散設(shè)計策略不可或缺。第一，要設(shè)置明顯的疏散指示標(biāo)志和應(yīng)急照明設(shè)施，提高疏散的安全性和可靠性。利用BIM技術(shù)可以直觀地規(guī)劃疏散通道的布局，提前發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并進行調(diào)整。第二，利用BIM技術(shù)進行人員疏散模擬。技術(shù)模擬能夠預(yù)測疏散時間和疏散路徑，為制定疏散方案提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)模擬結(jié)果，可進一步優(yōu)化疏散方案，提高疏散的效率和安全性。第三，要加強對高層建筑內(nèi)人員的疏散培訓(xùn)，提高人員的消防安全意識和疏散自救能力。定期組織人員進行疏散演練，檢驗疏散方案的可行性和有效性，全面提升高層建筑在火災(zāi)發(fā)生時的人員疏散能力，最大程度地保障人員生命安全。

（四）消防設(shè)施管理策略

消防設(shè)施管理是安全保障的基礎(chǔ)。首先，要利用BIM技術(shù)建立消防設(shè)施管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對消防設(shè)施的信息化管理。該系統(tǒng)應(yīng)涵蓋消防設(shè)施的位置、狀態(tài)、維護記錄等信息，方便管理人員進行查詢和管理。管理人員可依托BIM技術(shù)的可視化和數(shù)據(jù)集成功能，快速準(zhǔn)確地了解消防設(shè)施的分布和運行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。其次，要加強對消防設(shè)施的維護管理。定期對消防設(shè)施進行檢查、維護和保養(yǎng)，確保其完好有效。同時，制定消防設(shè)施故障應(yīng)急預(yù)案，以便在出現(xiàn)故障和隱患時能夠及時處理。最后，要提高消防設(shè)施的智能化水平。及時安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消防電梯聯(lián)動控制系統(tǒng)等，提高消防設(shè)施的自動化和智能化程度，從而提高火災(zāi)應(yīng)急處置能力。BIM技術(shù)可以與這些智能化系統(tǒng)進行集成，最終實現(xiàn)對消防設(shè)施的遠程監(jiān)控和管理，提高消防設(shè)施的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。通過以上消防設(shè)施管理措施，能夠有效提高高層建筑消防設(shè)施的管理水平和應(yīng)急處置能力，為保障高層建筑的消防安全提供有力支持。

結(jié)語

本文對BIM技術(shù)在高層建筑消防中的應(yīng)用展開研究。分析了其在消防規(guī)劃、火災(zāi)模擬、疏散設(shè)計、消防設(shè)施管理等方面的優(yōu)勢并提出基于BIM技術(shù)的高層建筑消防策略。研究結(jié)果表明，BIM技術(shù)能為高層建筑消防策略制定提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，提高消防安全水平。未來，隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，其在高層建筑消防中的應(yīng)用將更加廣泛。將其與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)消防的智能化和信息化。同時，在消防規(guī)劃、火災(zāi)模擬、疏散設(shè)計、消防設(shè)施管理等方面，要不斷進行創(chuàng)新，為高層建筑消防安全提供更有力的保障。

參考文獻

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[2]李倩，魯祥友，景艷陽，等.高層建筑電梯樓梯協(xié)同疏散的仿真實驗研究[J].工程管理學(xué)報，2020（02）：95-100.

[3]翟越，李楠，艾曉芹，等.BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2015（12）：81-83.

作者簡介：辛勃呈（1999— ），男，漢族，黑龍江佳木斯人，碩士研究生，助教，研究方向：建筑消防。