高層建筑消防安全管理現狀以及對策探析

榮坤鑫

(日照市消防支隊，山東 日照 276800)

0 引 言

城市化發展速度的提升，使我國建筑市場內高層建筑，無論在數量上，或是在規模上，都呈現出增加的趨勢。盡管這一發展趨勢為人們日常生活提供了更加良好的環境，但高層建筑在實際應用中也存在一些不足。其中最明顯的不足是此類建筑由于層數過高，一旦在此過程中出現安全事故，不僅會對財產安全造成負面影響，也會對居住在建筑中的群體個人生命安全造成威脅[1]。因此，本文將以高層建筑作為案例，對此類建筑的消防安全管理存在的不足展開深入分析，并以此為依據，制定對應的消防安全管理方案。

1 高層建筑消防安全管理現狀

從四個角度，探索高層建筑在消防安全管理工作中存在的不足。

(1) 高層建筑消防安全設計存在不合理的缺陷。高層結構建筑從立項設計到交房使用，其中涉及的環節較多，每個施工作業環境都需要嚴格按照建筑防火等級標準化設計。然而在實際設計或施工中，會受到多種主觀因素、外界因素、市場因素與客觀因素的影響，導致建筑在設計不同功能分區時，存在一些天然性的消防安全隱患(安全隱患大多潛藏在高層建筑中隱蔽性工程內)[2]。此種隱患的體現方式包括：幕墻結構建筑內，幕墻部位與建筑地板之間預留了一定的空間，這一空間沒有做好阻燃性材料在其中的填充；為了滿足建筑的藝術性設計或在進行建筑裝飾美化設計時，沒有按照建筑消防標準實施工作，導致建筑內一些消防結構與內在的防火部位遭到破壞；在進行建筑內管道、空調等部位的消防設計時，沒有采取有效措施進行結構封堵設計；建筑室內設計使用了大量的可燃性或助燃性材料，這些問題都是由于高層建筑在設計中，沒有做好施工管理所導致。

(2) 高層建筑物業消防管理不到位。為了提升高層建筑安全等級，優化建筑防火能力，開放商會采用招標物業機構進行建筑或小區的消防與安全管理。但在實際工作中，物業單位只會關注小區內是否所有人員都按時繳納了物業費，沒有注意到建筑樓道堆放的大量雜物是否會堵塞人們的安全通道。因此，物業在進行高層建筑消防安全管理時，針對業主在樓道內放置的一些雜物，沒有采取對應的措施督促業主對其進行處理[3]。物業方也僅配備了少量的安保人員進行建筑隸屬小區的安全管理，根本沒有配備專業的消防安全人員進行小區消防安全的流動監視。許多在小區內的安保人員也只是一些具有簡單生產常識的老年人，在此種條件下，一旦建筑出現火災事故，安保人員根本無法參與救援或協助人員疏散工作，這一做法已在很大程度上影響或降低了消防安全管理工作的水平與質量。

(3) 建筑周邊消防疏通場地被占用問題十分嚴重。為了確保高層建筑在出現火災安全事故時，消防人員可以在最短時間內達到現場，或及時地進行火災救援，每個高層建筑在設計階段，都會再在其周邊設置專用的消防安全通道，為消防車或滅火作業預留空白場地[4]。但在高層建筑竣工實際投入使用后，由于此區域或場地根本沒有設置明顯的安全標志，導致建筑周邊的消防安全通道完全被私家車占用。而在此種情況下，一旦出現高層建筑火災事件，便會出現消防車沒有通道進入的問題，此種問題對建筑消防安全造成的后果是不堪設想的。

(4) 高層建筑居民自身消防安全意識薄弱導致消防安全管理工作執行受阻。居民住戶為了滿足個人生活需求，會在裝修時，私自整改電路，增加大量的大功率家電，導致線路超出其運行負荷，從而出現輸電線路被燒毀或短路的危險。同時，部分建筑居民在生活中缺乏天然氣安全使用常識，私自移動或改裝家用灶具，導致建筑存在消防安全隱患。

無論上述提出的任意一個問題，都會造成建筑消防安全隱患，倘若不及時采取有效的措施進行隱患處理與建筑安全排查，會增加建筑火災事故的發生概率。因此，要提高建筑消防安全等級，應加大對建筑消防安全的管理，做好對安全隱患的排查與處理，為消防車、消防設施預留安全通道，確保專業消防人員可以及時到火災現場進行滅火、救援與安全疏散工作。

2 對策探析

2.1 構建高層建筑消防安全管理BIM平臺

通過上述論述，在明確當前高層建筑消防安全管理當中存在的問題后，針對其提出相應的對策。首先，從實現消防安全管理的技術化角度出發，構建高層建筑消防安全管理BIM平臺[5]。應用AutoDesk Revit軟件完成對高層建筑三維BIM模型的構建，并根據建筑設計圖紙完成對其建模。在建模過程中，應用BIM技術實現對相關信息的采集和錄入，并結合管理的不同階段以及不同需要，對模型的深度進行調整，以此實現從二維到三維的轉換。圖1為高層建筑消防安全管理BIM平臺結構圖。

圖1 高層建筑消防安全管理BIM平臺結構圖

按照圖1中的結構完成對高層建筑消防安全管理BIM平臺的搭建，同時，在搭建的過程中，應當將各類建筑信息與消防信息相融合，并以此實現從三維到四維的轉變。結合數據化處理方式，將現有消防安全管理模式轉變為BIM模型當中所需的數據格式，并通過三維幾何數據的算法分析和處理，以此完成對高層建筑BIM模型的全面拓展[6]。針對各類消防安全管理所需信息進行錄入時，應當充分遵循IFC標準，并關聯在高層建筑BIM模型當中。同時，圖1中平臺結構的各個層次都需要完成相應的功能[7]。其中，數據層主要用于實現對各類消防安全管理信息的存儲和提取為了實現對數據的存儲和管理，建立與BIM模型相關的數據模型，并實現相互之間的映射，以此實現對模型關系的有效轉換。模型層主要是通過引入BIM技術，實現對各類消防安全數據的集成，在基于IFC標準的基礎上，針對消防安全數據進行讀取、集成以及保存，并將最終完成上述操作的數據信息以3D的形式展現[8]。在應用層當中，應當實現對BIM應用優勢的融合并以此實現信息的共享，并方便管理用戶對信息進行查詢、統計、維修和管理。

2.2 主動防火模式與被動防火模式自動切換

在上述高層建筑消防安全管理BIM平臺的基礎上，對防火的模式進行自動切換，防火模式包括主動和被動兩種，如圖2所示。

圖2 主動防火模式與被動防火模式

圖2中主動防火模式的具體思路為：在高層建筑內部安裝各類消防設施，以此能夠在火災發生早期將其威脅范圍和程度減低到最低，例如安裝報警裝置、防煙排煙裝置、自動滅火裝置等。被動防火模式的具體思路為：在高層建筑施工前，對各類建筑材料提出防火性能的相關要求，并完成對防火分區、消防通道等內容的設計，其主要作用是實現火災發生后，對煙氣以及火勢蔓延的有效控制，促進高層建筑整體防火性能的提升。除此之外，在實現對主動防火模式和被動防火模式的自動切換時，還需要完成碰撞檢測。高層建筑在初期設計階段到最終的后期運維階段，共需要經歷多個不同環節，并且需要由建筑、結構和水暖電等多個專業共同協作完成，因此這一過程本身具有較大困難性。同時，由于各個專業幾何關系復雜，管線排布錯綜復雜，因此在設計方案當中極有可能出現沖突或阻礙問題。針對這一問題，將各個專業設計方案相關信息導入到BIM模型當中，利用AutoDesk Revit軟件完成對各個管線排布的碰撞檢測，從而避免管線布局上的沖突問題影響到防火性能。

2.3 制定高層建筑消防預案

為實現對高層建筑消防安全管理各類資源的合理配置，在上述內容的基礎上，還需要完成對其消防預案的制定。圖3為高層建筑消防預案管理流程示意圖。

圖3 高層建筑消防預案管理流程示意圖

按照圖3所示的流程生成高層建筑消防預案。消防應急預案的主要目的是實現高層建筑中人員的快速疏散，并實現更有效地火災救援。在設置消防員時，還應當結合各個建筑物的防火分區、消防設施以及構建防火等級等信息進行分析和處理，并以此制定救援計劃以及相關管理工作。傳統高層建筑消防預案的制定通常是將CAD圖紙作為依據，在相應的二維模擬軟件當中完成對建筑模型的建立，并結合相關結果和經驗對預案當中的各項參數進行設定。但這種方法既費時又費力，并且對于后期施工、運營維護等都會造成極大影響。針對這一問題，嘗試引入BIM技術，按照圖3所示的流程完成高層建筑消防應急預案的設計，首先對高層建筑信息進行快速抓取，在基于平面圖、防火分區圖的基礎上，將其導入到AutoDesk Revit軟件當中實現三維展現，以此提高 預案現場決策的精度。除此之外，在BIM模型當中，可實現對現場具體火災的模擬，以此能夠結合不同火災場景的設置得到更準確的模擬結果，為應急預案的制定提供滅火救援和人員疏散的方案。除此之外，針對高層建筑不同階段，可對BIM模型的參數進行調整，并結合參數的變化對其火災載荷進行計算，并不需要重新建立新的模型以及重新設定新的參數，以此能夠進一步降低模型在設計和構建過程中出現錯誤的可能性，確保消防應急預案制定的準確性。除此之外，為了能夠在消防安全管理的過程中，實現對火災逃生的模擬。嘗試在BIM模型當中導入專業的逃生分析軟件，并結合高層建筑的真實信息以及建筑物內不同人群的逃生能力，針對緊急情況發生時的逃生路線、逃生時間等進行模擬。結合得到的模擬結果，對高層建筑消防應急預案進行優化。

3 對比分析

下述將選擇某高層建筑小區作為此次對比實驗的工程實例，對本文設計的消防安全管理方案可行性進行檢驗。實驗前，對建筑開發商進行建筑概況與相關信息的針對性獲取，具體內容見表1。

表1 某高層建筑小區概況

掌握該小區的相關信息后，按照本文設計的消防安全管理方案，對小區進行全面整改。完成整改后，對建筑出現火災事故后，單位時間內可以疏散的群體數量作為對比指標(/消防安全系數)，對比整改后的小區高層建筑是否具有足夠的消防安全性。其中，消防安全系數計算公式如下：

(1)

式中：B為消防安全系數，即建筑出現火災事故后單位時間內可以疏散的群體數量；χ為火災事故發生中，單股人流的有效寬度；T為安全疏散時間；R為1 min內疏散的人流寬度。計算整改前后，小區高層建筑在發生火災事故后，可以有效疏散的群體數量。具體內容見表2。

表2 對比實驗結果

從上述對比實驗結果可以看出，設計后建筑在單位時間內有效疏散人數>設計前建筑在單位時間內有效疏散人數，證明此次設計可以提升建筑在出現火災安全事故后的疏散能力。以此種方式，實現對建筑消防安全等級的全面提升，解決高層建筑居住群體個人財產安全與生命安全受到的威脅問題，為社會的和諧發展提供幫助。

4 結束語

本文開展了高層建筑消防安全管理方案的設計，對比實驗結果證明此次設計可以提升建筑在出現火災安全事故后的疏散能力。以此種方式，實現對建筑安全等級的全面提升，解決傳統設計存在的不足，為居住在建筑內的群體安全提供進一步的生命安全保障與財務安全保障。