關(guān)于數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火

監(jiān)督中的應(yīng)用

Summary：在現(xiàn)代城市建設(shè)中，建筑消防設(shè)施的合理設(shè)計和規(guī)劃、以及建筑防火

監(jiān)督體系的建立與城市建筑的消防安全性能密切相關(guān)?；诖?，本文分析了建

筑消防設(shè)施存在問題與防火監(jiān)督工作現(xiàn)狀，論述了關(guān)于數(shù)字模型化在建筑消防

設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用，以供參考。

Key：數(shù)字模型化;建筑消防設(shè)施；防火監(jiān)督系統(tǒng)

：TU892：A：2096-6903(2021)08-0000-00

0引言

隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市中的高層建筑群與大型建筑也逐漸增多，為

保證各類建筑的順利進(jìn)行、保障居民的生命財產(chǎn)安全，建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)

督系統(tǒng)也逐漸革新升級。根據(jù)現(xiàn)代化信息技術(shù)和消防安全的信息匯總，我們在

城市建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中應(yīng)用數(shù)字模型，從而對傳統(tǒng)的消防安全管理業(yè)

務(wù)進(jìn)行重新梳理，并且合理有效地分配各項任務(wù)，以構(gòu)建不同建筑群體的信息

資源流通共享的數(shù)字化消防系統(tǒng)，鞏固城市建筑消防和防火監(jiān)督系統(tǒng)的地位。

1建筑消防設(shè)施存在問題與防火監(jiān)督工作現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)有的管理技術(shù)支持下，我國的消防監(jiān)督管理工作落實程度相對較高，無論

是消防救援工作的推進(jìn)還是消防安全預(yù)防管理工作的執(zhí)行，都嚴(yán)格按照相關(guān)的

消防監(jiān)督管理工作要求進(jìn)行執(zhí)行。但是隨著社會生產(chǎn)力水平的提升，傳統(tǒng)的監(jiān)

督管理工作方式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的社會發(fā)展實際要求，這就導(dǎo)致了消防安全

管理工作推進(jìn)難度相溝較大。為此作為相關(guān)的研究人員針對數(shù)字模型化的發(fā)展

特點，將數(shù)字模型化與消防監(jiān)督管理工作充分的結(jié)合在一起，通過信息化、智

能化、高效化的技術(shù)手段創(chuàng)新，實現(xiàn)了消防監(jiān)督管理工作的技術(shù)優(yōu)化，一方面

推動了消防監(jiān)督管理工作的落實，另一方面減少了消防安全隱患的產(chǎn)生，提升

了消防救援管理質(zhì)量。

1.1建筑消防設(shè)施工藝導(dǎo)致的設(shè)計及存放不合理

在傳統(tǒng)的建筑消防安全工作運行過程中，由于建筑消防設(shè)施工藝設(shè)計或存放的

不合理性，嚴(yán)重影響了后期消防建筑設(shè)施和防火監(jiān)督系統(tǒng)運行的效果。一方

面，由于警報器或報警系統(tǒng)在施工時所采用的施工工藝過于簡單，施工單位對

建筑消防設(shè)施的建造質(zhì)量過差，導(dǎo)致火災(zāi)等緊急喟況發(fā)生時，自動報警器不能

及時有效地向外界發(fā)出警報或呼救，延誤了撲滅火災(zāi)的最佳時期，使得災(zāi)情蔓

延、居民的生命安全受到威脅。另一方面，建筑施工單位在建造整體建筑物

時，未能將緊急情況的強制停止運作系統(tǒng)合理的規(guī)劃，導(dǎo)致在災(zāi)情發(fā)生時，相

關(guān)緊急通道的照明系統(tǒng)不能及時啟動，而像電梯這類需要強制關(guān)閉的系統(tǒng)仍在

運行，更容易發(fā)生火災(zāi)，災(zāi)情之外的傷亡損失，使局面更加不可控制。

1.2相關(guān)管理人員意識薄弱，對建筑消防設(shè)施管理維護(hù)不到位

在現(xiàn)代城市建筑中，高層建筑與大型建筑的日益甯多也使得消防安全工作系統(tǒng)

的應(yīng)用更加廣泛，在項目施工單位進(jìn)行建筑工程消防及防火工作系統(tǒng)設(shè)計時，

一定會啟用緊急消防系統(tǒng)配備自動報警器、手動報警器、緊急逃生通道、自動

噴水系統(tǒng)等。而這些建筑消防設(shè)施都是由相關(guān)管理人員對其進(jìn)行日常維護(hù)，如

此便會出現(xiàn)諸多問題。由于建筑消防設(shè)施的管理人員防范意識薄弱，理所當(dāng)然

的認(rèn)為災(zāi)情距離我們十分遙遠(yuǎn)，疏忽對高層建筑中建筑消防設(shè)施的日常維護(hù)，

使得消防設(shè)施發(fā)生故障，導(dǎo)致某些消防設(shè)施在災(zāi)喟需要使用時，不能夠有效的

發(fā)揮出自身的作用。如手動警報器年久失修，并未及時更換，一旦遇到自動報

警器無法工作時，手動報警器也無法發(fā)揮它的作用，這勢必會使火災(zāi)災(zāi)情迅速

擴大、并無法得到外界的及時救援，造成大面積的人員傷亡。

1.3防火監(jiān)督系統(tǒng)及消防安全體制不完善

現(xiàn)代城市建筑中的防火監(jiān)督系統(tǒng)和災(zāi)情相關(guān)的指醇工作往往由物業(yè)公司進(jìn)行承

擔(dān)，但由于物業(yè)公司的人員崗位流動性較強，相關(guān)管理人員不能及時發(fā)現(xiàn)和整

改存在的火災(zāi)隱患，溝已發(fā)現(xiàn)的火災(zāi)隱患上報后潺不到物業(yè)服務(wù)企業(yè)的重視。

此外，物業(yè)公司的消防負(fù)責(zé)部門針對同一個建筑沒有一套完整且合理的防火監(jiān)

督機制，導(dǎo)致在火災(zāi)災(zāi)情發(fā)生時，相關(guān)指導(dǎo)人員任務(wù)分配混亂、災(zāi)情安頓工作

不到位，后續(xù)的消防系統(tǒng)設(shè)施不能及時配備，災(zāi)晴發(fā)生的源頭及事故分析總結(jié)

不到位。一方面，這種不完善的消防安全體制會極大程度上的阻礙火災(zāi)現(xiàn)場指

導(dǎo)撤離工作的進(jìn)行，另一方面，后續(xù)工作例如安全隱患排查、火災(zāi)源頭處理的

不到位更會影響居民的正常生活。

2數(shù)字模型化在建筑消防設(shè)施與防火監(jiān)督中的應(yīng)用

隨著我國社會主義現(xiàn)代化發(fā)展速度的不斷加快，數(shù)字模型化也已經(jīng)逐漸的滲透

到了我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的方方面面，為了有效提升我國消防監(jiān)督管理工作水

平，全面提升數(shù)字模型化在消防監(jiān)督管理工作中的應(yīng)用，推動我國消防監(jiān)督管

理工作的有效落實。在對消防設(shè)施的基礎(chǔ)檢查工作推進(jìn)、建筑消防設(shè)施監(jiān)督管

理、消防基礎(chǔ)設(shè)備日常維護(hù)以及系統(tǒng)管理工作全面推進(jìn)等幾個方面，作為消防

監(jiān)督管理工作人員要充分的認(rèn)識到自身工作的使命，在實際的監(jiān)督管理工作推

進(jìn)的過程中，通過以下方面對自身的工作情況進(jìn)行梳理，以適應(yīng)當(dāng)前的消防監(jiān)

督管理工作要求。

2.1建筑消防系統(tǒng)中數(shù)學(xué)模型化的應(yīng)用

針對于傳統(tǒng)建筑消防與防火監(jiān)督系統(tǒng)管理存在的問題，我們都可以利用當(dāng)今大

數(shù)據(jù)時代下的信息數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)成的數(shù)字模型化建筑消防系統(tǒng)有效的規(guī)避

這些問題所帶來的安全風(fēng)險。數(shù)字模型化是通過互聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的整合匯總對

實際消防安全問題進(jìn)行模型構(gòu)建和分析，考慮消防安全隱患問題出現(xiàn)的各種因

素，對實際消防安全和防火監(jiān)督工作作出細(xì)化指導(dǎo)。例如，在城市消防系統(tǒng)設(shè)

計過程中可采用BIM三維建筑信息模型，建筑設(shè)計師可以通過BIM數(shù)字模型對

城市建筑的不同方案進(jìn)行直觀的對比，設(shè)計優(yōu)化消防通道、防火區(qū)、樓梯間等

建筑內(nèi)部構(gòu)建的位置分配。BIM技術(shù)是將建筑工程施工過程中的各項基礎(chǔ)信息

數(shù)據(jù)收集起來，其中包括建筑物零構(gòu)件、建筑材料尺寸、建筑材料燃燒性能、

發(fā)熱量、產(chǎn)煙量等等，并將建設(shè)施工單位、消防發(fā)計單位、建設(shè)監(jiān)理單位等多

方單位共建一個員共享平臺，將所有數(shù)據(jù)置于三維的建筑模型系統(tǒng)中作為數(shù)字

化建筑中的虛擬建筑構(gòu)件表達(dá)現(xiàn)實中建筑物的構(gòu)件。且在此過程中，每個構(gòu)件

都有相應(yīng)的尺寸與信息內(nèi)容，將建筑信息模型直接轉(zhuǎn)換為火災(zāi)模型，清楚地顯

示出在整體建筑物的各個區(qū)域不同材料的使用情況，并注明其屬性。這樣既能

夠在BIM三維建筑信息模型中觀察分析得出火災(zāi)災(zāi)情發(fā)生的主導(dǎo)因素，構(gòu)建更

完善的建筑消防系統(tǒng)，同時也節(jié)省了重新利用軟件建立數(shù)學(xué)模型的時間，更加

精準(zhǔn)地、迅速地構(gòu)建完善的城市化建筑消防系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)CAD繪圖相比，BTM模型是一種高度可視化的工具，因此在火災(zāi)發(fā)生

后，與傳統(tǒng)的人員組織疏散消防工作相比，BIM技術(shù)能夠根據(jù)不同建筑的自身

特點構(gòu)建、規(guī)劃出最佳的逃生途徑，并可以根據(jù)其模型建構(gòu)判斷出火災(zāi)源頭和

火勢最大的區(qū)域，這溝后續(xù)消防工作人員對建筑摟道內(nèi)的滅火消防安全工作提

供了便捷。此外，由BIM技術(shù)所構(gòu)建的城市建筑物消防材料數(shù)據(jù)庫能夠準(zhǔn)確地

為城市化消防工作提供數(shù)據(jù)，將每一次災(zāi)情發(fā)生的源頭與安全隱患問題清楚地

記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，可以有效地規(guī)避城市火災(zāi)危險的發(fā)生。

2.2基于不同數(shù)學(xué)模型應(yīng)用，構(gòu)建完善的防火監(jiān)督系統(tǒng)

城市化的飛速發(fā)展使得現(xiàn)代化消防技術(shù)成為重中之重。2017年，公安消防部門

發(fā)布《消防信息化“十三五”總體規(guī)劃》，旨在要求城市建筑消防工作相關(guān)人

員要合理運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興信息多媒體技術(shù)，

加快推進(jìn)“智慧消防”建設(shè)，全面促進(jìn)信息化與消防業(yè)務(wù)工作的深度融合，為

全面構(gòu)建安全、穩(wěn)定、統(tǒng)一的社會建筑消防安全系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)時代的到來，促

使我們由傳統(tǒng)的城市建筑消防安全管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為基于大數(shù)據(jù)而構(gòu)成的數(shù)字化

模型消防安全系統(tǒng)，通過BIM三維數(shù)字化模型技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行火災(zāi)模型構(gòu)建，

進(jìn)而分析其形成原因及制定消防安全系統(tǒng)中的預(yù)防措施。以城市化建筑群易彝

生的易燃易爆物品引發(fā)的固體火災(zāi)為例，設(shè)可燃物的燃燒面積為S（單位：

n*）,單位面積可燃物的燃燒速率為mf（單位：kg/m-s）,那么固體燃燒速

率為Me二mfS,所以可以得出熱量的釋放速率為Q=Mc-He,上式中He為燃燒熱

（單位：J/kg）,進(jìn)而得出總的熱輻射能量為F=Qf,其中f為輻射系數(shù)，可取

f=0.25o此時設(shè)熱輻射球體的表面積為A（單位：m2）,目標(biāo)距離火焰的距離為

r（單位:m）,得出輻射強度公式q（r）=F/A=Qf/4。產(chǎn)=fMcHc/4兀

r2=fmfSHc/4nr2,而分析得出火源的擴散速度和火是災(zāi)情的蔓延形勢，從而能

夠利用該模型對被火災(zāi)困住的居民展開消防救援，在安全、合理的距離進(jìn)行施

救，已提高火災(zāi)發(fā)生后救援工作開展的效率。同時利用更多BIM數(shù)字模型構(gòu)造

火災(zāi)災(zāi)情具體問題的模擬情況，例如消防設(shè)施的合理設(shè)置與消防效果的具體關(guān)

系，可以根據(jù)此類數(shù)據(jù)化模型對建筑消防設(shè)施進(jìn)行逐一排查，根據(jù)數(shù)據(jù)所顯示

的對消防效果影響最大的因素進(jìn)行合理調(diào)整。再如根據(jù)可燃物燃燒速率得出可

燃物，剩余質(zhì)量與燃燒時間來推算出火災(zāi)發(fā)生后的最佳救援時間，這些都是

bim3維數(shù)字化模型技術(shù)，在火災(zāi)實際應(yīng)用中所產(chǎn)生的巨大優(yōu)勢，它能夠?qū)⒒?/p>

災(zāi)發(fā)生的環(huán)境因素、人為因素按照數(shù)學(xué)模型構(gòu)造解析的方式，充分考慮在內(nèi)，

能夠使得消防安全工作和火災(zāi)救援工作科學(xué)合理化的進(jìn)行。

2.3在數(shù)字模型化建筑消防下防火監(jiān)督系統(tǒng)的革新

首先，要對建筑所用消防器材、建筑零件材料、相關(guān)工作人員狀態(tài)進(jìn)行智能定

位監(jiān)測、合理跟蹤管理，將所有有關(guān)建筑消防安全系統(tǒng)的信息材料上傳至物聯(lián)

網(wǎng)中，在“云端”進(jìn)行匯總分析，得出建筑材料屬性、消防器材是否可靠等，

進(jìn)行構(gòu)建廣泛而又龐大的城市建筑BIM數(shù)據(jù)庫，為建筑消防安全工作與防火監(jiān)

督工作提供信息技術(shù)上的支持。其次，物業(yè)相關(guān)部門要肩負(fù)起自身的職責(zé)，定

期對消防部門管理工作人員進(jìn)行有關(guān)于防火監(jiān)督、建筑內(nèi)部消防設(shè)施的定期檢

查更換等專業(yè)技能的培訓(xùn)，并且通過上傳至云端的建筑材料和建筑群體的屬

性，通過歷史災(zāi)情的時空分布數(shù)據(jù)與季節(jié)、天氣、建筑人口分布情況等相關(guān)因

素多維度的回歸分析，挖掘規(guī)律，預(yù)測趨勢，由政府相關(guān)機構(gòu)、消防部門、物

業(yè)管理公司多方全面實時監(jiān)測，達(dá)到有效預(yù)防火災(zāi)的目的。最后，相關(guān)部門需

要對消防安全系統(tǒng)進(jìn)行革新，制定一套完備的建筑防火監(jiān)督系統(tǒng)和有效的消防

安全工作機制，例如在火災(zāi)發(fā)生時由多方同時監(jiān)測到這一情況，三坊街需要按

照緊急預(yù)案指示行動，救災(zāi)救援活動有序進(jìn)行，災(zāi)情安頓工作要做好，在建筑

群體內(nèi)大火被撲滅、火災(zāi)結(jié)束后，也要由專業(yè)人員來到災(zāi)情現(xiàn)場，通過BIM技

術(shù)對此次災(zāi)情進(jìn)行分柝整理，在政府部門、消防部門、物業(yè)公司管理部門留下

存檔，以便于今后城市建筑消防安全管理工作順利進(jìn)行。

以上便是在數(shù)字模型化構(gòu)建下，城市建筑消防系統(tǒng)和防火監(jiān)督系統(tǒng)的改革機

制，這是屬于當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代下消防安全工作的一項變革，能夠為當(dāng)今時代背

景下的城市建筑群體火災(zāi)預(yù)防工作、消防救援工作等提供便捷，更稱得上是當(dāng)

今消防安全工作的科學(xué)特色指南。

3構(gòu)建數(shù)字模型化系統(tǒng)在現(xiàn)代消防工作中的現(xiàn)實意義

在當(dāng)今這個互聯(lián)網(wǎng)+和信息數(shù)據(jù)的時代背景下，城市化建設(shè)的建筑群體消防安全

工作和防火監(jiān)督系統(tǒng)構(gòu)建也需要采用數(shù)字模型化的工作模式，這同時也表明了

在未來的城市規(guī)劃中，由信息數(shù)據(jù)所引領(lǐng)的數(shù)字噗型化消防安全工作已占主導(dǎo)

地位，它能將信息數(shù)據(jù)更有優(yōu)勢地呈現(xiàn)在現(xiàn)代消防工作中，對城市的發(fā)展具有

重大意義。

一方面，這種數(shù)字模型化防火監(jiān)督系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測不同建筑群體之間的微小

的變化，通過材料屬性、資源配置等多方面的監(jiān)督機制有效地保證了居民生命

財產(chǎn)安全，維持社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。另一方面，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)災(zāi)情時，數(shù)字模型

化系統(tǒng)能夠依照消防安全體制給出科學(xué)合理化的救援建議，使得多方同時有序

地進(jìn)行救援工作，尤其是在新冠疫情發(fā)生時期更需要這種完整的城市消防安全

工作體制來指導(dǎo)人們有效防范疫情的同時注意防范火災(zāi)災(zāi)情的發(fā)生?？偠?/p>

之，城市數(shù)字模型化消防安全工作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)防火災(zāi)為主，消防滅火工作

為輔的目的，與政府及消防部門共同構(gòu)建安全的居住環(huán)境，讓人們在城市中的

生活更加幸福和諧。

4結(jié)語

綜上所述，在大數(shù)據(jù)時代，我們需要利用數(shù)字模型化系統(tǒng)對城市建筑群體消防

設(shè)施信息、建筑材料等構(gòu)成龐大的云端數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行多方實時監(jiān)測防范。一

旦發(fā)生火災(zāi)，根據(jù)信息技術(shù)監(jiān)測和科學(xué)指導(dǎo)進(jìn)行有效救援，在災(zāi)情結(jié)束后，將

此次的經(jīng)驗教訓(xùn)上傳至數(shù)據(jù)庫中，以備今后的消防救援工作的開展。大數(shù)據(jù)時

代下的科學(xué)合理化的消防安全工作，相關(guān)部門要負(fù)起自身的責(zé)任，努力做好本

職工作，為廣大人民構(gòu)建