消防工程施工管理中BIM 技術的應用

車帆

（四川高光明電力工程有限公司，四川成都 610072）

0 引言

近年來我國科技實現重大創新突破，不斷提高BIM 技術成熟度，而且廣泛應用于消防工程領域。當開展工程建設時，將BIM 技術應用于全過程，能夠作為重要決策依據。另外，在及時改正消防工程信息參數的前提下，能夠反映各種任務，由此實現全員參建，協同配合落實工作。

1 BIM 技術的特點

BIM 技術特征鮮明，包括模擬性、可視性、協調性、一體化等，可以利用BIM 軟件科學合理構建三維模型，目前在大部分工程建設中都實現了隱蔽工程等的可視模擬，對于消防工程而言也作用巨大。

（1）模擬性。在消防工程建設施工中，利用BIM 模型可以獲得精確完善的數據，合理編制設計方案并制訂可行的施工計劃，提高工程管控力度。

（2）可視性。對于消防工程中布設的管線與使用的設備，可以實現可視化，避免管線出現碰撞的情況，完成空間布局合理設計，使編制的設計方案達到施工要求。

（3）協調性。當開展消防工程施工時，結合施工組織設計，合理模擬施工全過程，第一時間發現施工環節存在的薄弱環節，更加直觀地觀察施工工藝效果，從而優化調整施工方案，為實際施工提供正確指導。

（4）一體化。通過利用BIM 技術，可以有序連接工程各個環節，完成全過程數據集成處理，該特征在一定程度上簡化了施工圖中關于設計與施工的流程[1]。

2 消防工程施工管理中BIM 技術應用的必要性

在社會飛速發展的過程中，消防工程數量越來越多，規模持續擴大，而許多消防工程施工普遍存在組織困難、安全隱患頻發等情況，大幅增加工程施工難度。與此同時，以往傳統的施工管理方式難以有效應用于當下的消防工程施工過程中，正因如此，BIM 技術應用非常必要，利用該技術科學合理管控施工進度及其安全等，從而提高施工有效性[2]。消防工程應用BIM 技術前后對比如表1 所示。

表1 消防工程應用BIM 技術前后對比

3 消防工程施工管理中BIM 技術的應用要點

在開展消防工程施工的過程中，通過利用BIM 技術能夠有效管理施工進度、施工安全等，從而全方位提升施工管理水平。

3.1 BIM 技術在設計階段的應用

3.1.1 BIM 模型建立及深化設計

結合消防工程實際情況來看，系統比較復雜，鋪設諸多管線，并且工程改造必須符合原本的建筑結構，存在大量二次裝修設計變更，對不同專業設計的要求越來越高，非常容易造成設計誤差，難以保障設計效果。而在改造工程建設過程中，將不同專業的施工圖紙精確錄入構建的BIM 系統，根據施工現場具體狀況選取最佳改造方案，形成工程三維模型。由于三維更加直觀，便于不同專業設計協同配合，明晰管線走向，規范布局，準確預留檢修空間，避免設計誤差出現，保障施工效率和質量，防范施工風險發生，并且方便后續檢修，確保按時完工以及投資有效管控[3]。

3.1.2 碰撞檢驗，模擬技術交底

（1）消防工程建設中管線鋪設繁雜，由于裝飾圖紙的設計方不同，容易導致設計誤差等，造成返工的情況，使得經濟受損。建成三維模型之后，消防工程系統能夠開展碰撞檢驗工作，從而形成碰撞報告，便于工作人員更加直觀、精準掌握碰撞構件具體部位，在此基礎上優化設計，不同專業反復調整構件標高等，持續減少碰撞點。針對管線復雜部位做重點標注，并且提供三維視圖，通過圖紙綜合利用，精確指導現場安裝操作，縮減人力物力。消防工程存在諸多碰撞點，大幅減少返工，降低成本損失，防止工期推延[4]。

（2）BIM 軟件能夠結合三維模型改善之后的裝飾專業相關的二維施工圖，正確指導施工。

（3）在消防工程技術交底工作中，可以合理利用數字可視化模擬虛擬漫游技術。正式開展施工之前，諸多參建單位均可全方位直觀掌握內部具體狀況，加強溝通互動并提高工作效率，縮小圖紙認知差異，特別是在專業與走向繁雜的技術交底工作中，突破施工難題，保證施工質量，取得良好施工效果。

3.2 BIM 技術在工程造價、成本控制中的應用

3.2.1 招投標環節BIM 技術的造價控制應用

在消防工程投標環節，通過利用BIM 技術可以快速精準計算得出工程量。針對工程建設單位而言，從接收招標信息到招標結束大約花費20d。在工程招標過程中，如果采取人工計算方式得到工程量數值，會嚴重浪費時間。而基于BIM 模型之下，可以在短時間內得出工程量，從而確保投標報價精確，縮短投標時間。

3.2.2 工程建設期間BIM 技術的造價控制應用

（1）消防工程進度款控制。通過利用BIM 技術，不僅有利于工程進度管理，而且可以有效管理和控制工程進度款。對于工程建設單位來說，進度款與其經濟效益密切相關。因此，相關管理人員可利用BIM 技術合理實施造價控制，借助過濾器做好階段性控制。在消防工程建設過程中構建的BIM 模型可以工程區、工程周期等為切入點及時獲得進度款，通過提高工程進度審核效率增加價值。

例如，采取BIM 技術根據工程量精確計算建筑材料用量，避免材料浪費等情況出現，降低用料成本。當前，一些消防工程建設單位建立并應用工程結余獎勵機制，一旦發現用料過量的情況會給予相應懲處，而有的人員會在保障工程質量的前提下剩余用料，對此應當給予一定獎勵。

（2）應對設計變更。在開展工程建設施工的過程中，當有設計變更需求的時候，應用BIM 技術可以合理調整參數，強化工程量計算精確性。以土建工程為例，當預留工程沒有完成的時候，利用BIM 模型所具備的可視化功能，可以精準排查存在的預埋問題，避免出現工程交底問題[5]。

（3）排查工程建設中管線碰撞的情況。在開展消防工程施工的過程中，通過使用BIM 技術可以合理建立不同專業模型，全方位排查管線實際分布，妥善解決管線碰撞問題。借助BIM 模型進行檢查，一旦發現凈高達不到要求等問題，能夠在設計環節合理調整，從而減少設計變更，優化工程造價管控效果。

3.3 BIM 技術在施工階段的應用

3.3.1 流水施工組織管理

在裝修改造工程建設過程中，消防工程是相當重要的一部分，正因如此，應當與裝飾工程以及多種專業工種相互配合進行施工，同時施工現場存在一系列影響因素，如流水組織困難、現場空間過少等。以往施工組織往往依靠積累的經驗進行判斷，不能清晰預估實際施工情況，所編制的施工方案存在漏洞，欠缺處理突發事件的針對性措施，以上因素都會阻礙工程順利開展。而通過建立BIM 模型并設置時間屬性維度，能夠動態模擬施工，妥善管控施工進度、施工質量以及施工安全。提前以進度計劃為依據準確模擬整個施工過程，采用“預施工”第一時間嚴格檢驗進度計劃存在的不足與施工隱患，做好修改處理，完善施工方案，例如合理調整場地布置、改進施工方法等。除此之外，在施工期間能夠利用BIM 技術實現對工程進度的實時跟蹤，以更快速度明確計劃進度和實際進度之間的差異，并盡快調整，貫徹落實施工動態管理。

3.3.2 人力物資設備管理

施工單位采取手工計算方式難以快速精確計算出各區域和進度等情況下的計劃用量，對于人工和材料的大部分計劃只能預估，并且限額領料制度無法深入。而建立的BIM 模型能夠根據進度以及專業班組等多樣化條件合理拆分工程量，進而形成物資消耗量清單，而且顯示時間屬性，根據時間準確設定物資清單順序，由此制定物資采購進場計劃。基于BIM 模型下，可以從數據層面有力支持備工備料、資金計劃制定等，采用限額領料制度，提高物資管理工作的精細化程度，合理調整人力資源配比，科學精準分析成本數據，避免造成浪費，盡可能降低成本。結束階段施工之后，相關管理人員需仔細對比計劃量和實際用量，并且細化到每一工種，明確誤差出現的原因，編制完善的優化方案，增強企業對成本的控制能力。

3.3.3 現場質量、安全管理

BIM 技術能夠通過發揮移動終端設備作用在施工現場準確采集照片，并且實時上傳，一方面可以緊密聯結BIM 模型，盡快發現施工現場存在的安全風險、粗暴施工等不良現象，實現不足和漏洞的可視化，顯露隱蔽工程。另一方面，還可以方便施工整改的監督管理。同時，可按照施工區段與工種等進行分類，形成周期性施工管理報告，采取定性方式詳細分析問題，明確其發生頻率和方向，并總結歸納成相應規律，從而作為施工管理決策重要參考，當開展管理效益評價工作時在數據層面奠定良好基礎。

3.4 BIM 技術在驗收成本核算階段的應用

消防工程竣工結算之前，首先根據BIM 模型內部生成的數據科學合理制定結算策略，避免缺項漏項，適當增加結算造價。當供應商進行結算的時候，明確劃分其結算范圍，降低結算環節“利潤流失”，有效處理結算，實現對竣工造價的高效控制。

例如，某商業建筑主要采用框架結構，該建筑總占地面積大于80000m2，其層數包括地下兩層和地上6層。對于建筑區域中的消防工程，利用高壓系統進行消火栓設計，將水泵房規劃到地下區域，選擇每個樓層的突出位置做好消火栓設計。

針對該工程，可利用Revit 軟件合理構建工程模型，在建立過程中選取消防專業模型類目，并且精確導入預先編制的工程量方案。通過應用計價軟件，精確計算得出工程量成本。有機結合BIM 模型和選取的計算軟件，由此取得良好造價控制效果。

3.5 BIM 技術在運行維護階段的應用

由于消防工程具有一定特殊性，所以其運營維護至關重要，必須將人身安全置于首位。對于運營維護所取得成果，具體檢驗標準為安全事故如何有效防范、一旦發生事故如何做好應急處理。針對業主而言，構建科學完善的三維BIM 模型，實現信息數據集成，是其進行運營維護的重要手段，同時對于消防公司來說，三維BIM 模型也是其承接維保工程的一大利器。

3.5.1 高效消防設備維護保養

在正式使用各種消防設備之前，能夠利用BIM 模型將其規格、型號、常見維修知識等集成于消防控制系統，為后續維護工作提供便利。相關維護人員能夠借助平臺第一時間分析并跟蹤設備具體運行情況，做好其定期檢修，有效防范與處理安全隱患。

3.5.2 快速火災緊急疏散模擬

一旦發生火災，通過利用BIM 能夠完成緊急疏散模擬，按照數據模型在短時間內準確計算人員疏散需要使用的時間，選取最優逃生路線，同時由消防部門疏散人流，從而降低傷亡率。

3.5.3 降低消防系統運營成本

BIM 系統能夠全方位獲取設備能耗數據，并總結歸納，發現節能降耗渠道。另外，利用系統智能監控功能，動態掌握設備異常，降低運營成本。

3.6 BIM 技術在智慧消防中的應用

智慧消防利用物聯網、移動互聯網+傳感器技術、智能處理等技術，與全球定位系統、通信技術和計算機智能平臺等相結合，從而實現城市消防的智能化。

3.6.1 全面感知

智能消防系統具有感知外部環境的能力，其中的關鍵便是三維空間定位。BIM 技術具有3D 可視化功能，結合GPS 等多種感知技術，可以輕松完成3D 坐標定位，為智慧城市提供感知神經。

3.6.2 資源整合

智慧消防系統必須將各個部門、各個地區的信息資源統一，才能形成有協調與調節功能的整體。而BIM技術能夠整合各種信息和資源，如建筑物和消防設備的空間、位置、材料等。并且，BIM 具有開放的數據結構，與IT 技術相結合，建筑信息之外的各類數據也很容易整合。

3.6.3 協同運作

智慧消防系統需要高水平的協同工作能力，而BIM 技術為使用者提供了可以隨時隨地獲取、交換和處理信息的合作平臺。

3.7 BIM 技術在CIM 平臺中的應用

城市信息模型（city information modeling, CIM）是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎，將城市地上地下、室內室外、歷史現狀未來多維多尺度信息模型數據和城市感知數據進行集成，構建出了三維數字空間的城市信息綜合體。它是城市規劃、建設、管理、運行工作的基礎操作平臺，是智慧城市的基礎性、實體性信息基礎設施。CIM 技術與新型智慧城市、數字孿生等理念緊密結合，為推動實景三維中國建設提供有力的技術支撐。

4 結語

綜上所述，在消防工程施工管理中，通過應用BIM技術，可以優化各項管理效能。所以，當下消防工程建設也需要對BIM 技術科學高效使用做到足夠重視，從而保障施工質量，促進消防工程行業可持續發展。