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CFIC2018李引擎:BIM技术与建筑智能消防设计

来源:hc360

9月14日,中国建筑科学研究院顾问副总工李引擎出席CFIC2018中国消防安全产业大会,并发表主题演讲《BIM技术与建筑智能消防设计》。李引擎先生主要介绍了BIM技术在建筑工程中的应用、BIM技术应用于建筑消防工程与管理以及消防全生命周期应用BIM技术需研究的重点问题。

2018年9月14日-15日,来自全球消防界10多个权威机构和700多家企事业单位的代表,共聚CFIC2018中国消防安全产业大会,助力消防产业在新时代行稳致远。CFIC2018以“创新•共享•融合”为主题,为专家学者、匠心名企、核心用户群体搭建起产学研用融合共享交流平台,建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,顺应智慧消防发展大潮,聚焦消防产业转型升级,为创建更安全的社会环境共同努力。

 

 

 以下是文字实录:

大家上午好,我发言的题目是BIM技术与建筑智能消防设计。想谈三个问题,一个是BIM技术在建筑工程中的应用,第二是BIM技术应用于建筑消防工程与管理,第三是消防全生命周期应用BIM技术需要研究的重点问题。

 一、BIM技术在建筑工程中的应用现状

 

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BIM:(BuildingInformationMolding)是建设项目特性的数字化表达,是建筑的信息集合,包括几何信息,还有非几何信息,构建的材料,构建重量,构建价格等等。BIM模型包括了后端和前端,后端就把所有的信息集中在一起,前端形成一个模型,形成之后最终给出一个效果模型,就是在图中所显示的。

 BIM的优点:

 

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BIM的优点,一个是它的设计可以三维的可视化,另外就是建筑内部可视化,一目了然。再就是建筑信息可以实现共享,包括空间尺寸,建筑材料,门窗尺寸,设备的信息位置,就形成了设计流,从勘察到设计,到施工,到运维管理形成了完整的信息流,避免了信息孤岛,解决了信息丢失的问题。

 

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BIM可以做任何的修改,平立剖三维视图可以实时修正,2D与3D图形可以相应的生成。应该说BIM是设计行业的二次革命,信息作为资源,可以在建筑全生命周期得到应用,解决了传统设计中资源不能共享,信息不能同步更新,参与方不能很好的相互协调等问题。从2D的CAD过度到以3D技术为核心的BIM这样的技术,是未来计算机辅助建筑设计的一个发展趋势,我们从手绘,到CAD,到BIM的阶段。

目前国家有关部门强调增强BIM大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成的能力,全面提高建筑业信息化的水平,强化建筑业信息化标准的顶层设计,完善建筑行业与相关企业的信息化的标准体系。那么加快BIM普及和应用,探索互联网+形势下的管理和生产的新模式。目前率先使用BIM技术的这样一个工程项目包括上海中心,北京的望京soho,首都新机场,武汉中心,中国尊和上海迪士尼等等。

 

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BIM应用的主要推动方是设计单位,主要用于可视化的三维设计,内部协调和碰撞审查。还有施工单位永远工程量的统计和施工模拟,可以建筑的建模,设计方使用BIM的是40%,业主是25%作用,施工方是30%左右。利用BIM可以进行结构设计,水暖电设计,把图纸都立体化,一目了然。在施工过程管理的全过程和成本的控制,我们一个工程项目包括方方面面,管道相互交集,有很多的信息不互相知道,有了BIM之后我们有了实体的建筑,使大家共通共融避免了矛盾。有了BIM可以解决碰撞的问题。还有建筑装修数据和效果的集成,我们也可以一目了然,进行相应的设计和施工。

 

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  二、BIM技术应用于建筑消防工程与管理

第二条想谈一下我们BIM技术应用于建筑消防工程与管理。

传统建筑防火运维管理模式难以适应新发展

首先是社会需要,大量内部结构复杂的综合型的建筑为传统建筑设计和管理提出了新的挑战。第二个是安全需求,国家提出了加强和创新消防安全管理的要求,并明确了加强安全新技术,新手段在城市风险监控中的应用。第三个是因为技术成熟了,随着BIM技术的成熟,BIM所提出的丰富数据为新时期下的建筑消防安全提供了新的途径。传统建筑防火运维管理模式难以适应新发展,BIM技术应运而生。

 建筑防火设计与管理问题和难点

建筑防火和管理问题有难点,首先是复杂庞大的立体化的建筑越来越多,不仅带来了防火管理难度,灭火救援的难度也更大了,包括消防设施管线布置和设计不符,造成了防火系统缺位。还有消防设施点多,控制装置多,隐蔽工程多。还有消防产品全生命周期缺乏可持续维护检测。人员密集设备众多,内部管理从使用到设计都面临着消防安全。大数据和互联网+时代实现建筑防火立体化管理,满足社会单位和消防部门工作需求,是新时期下建筑防火工作智能化的标志。

消防信息化明显落后其他的行业,目前我国建筑信息化整体水平相对降低,缺乏整体的规划和统一标准,对建筑信息化,尤其是专业信息认识不足,相关人员专业信息知识和应用信息的工具水平不高。

 

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消防工程作为建筑工程的重要一环,贯穿建筑设计、施工及运营维护整个生命周期,现阶段消防运营管理存在着严重的两大问题,一个是运营阶段和前期的信息断流的问题,运维过程中的各位数据之间信息孤岛的问题,我们利用BIM技术模型可以整合各种信息,提升消防设计,施工验收,消防运维管理的精细水平,这张图大家可以看到从消防设计,消防审查,消防施工,运维管理到消防救援形成了完整的科技链。

   建筑与消防的深度融合

建筑和消防的深度融合,将消防设计融入到建筑设计的全过程,提高消防设计效率和水平,提高消防系统的协调性可靠性,实现消防信息全周期的无缝传递,这些建筑模型我们就可以在上边清晰的找到各个设备的准确位置和它的具体情况。

  建筑全生命周期各阶段的消防安全需求

 

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建筑全生命周期各阶段的消防安全是一个完整的,首先是基于BIM的建筑消防设计图纸的审查系统,然后就是数字化的智能建筑,防火间的检查系统,还有建筑消防灭火救援及演练系统,这三个周期实行了完整的一体化。

1、图纸在线审查功能

 

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这些优点体现在平面二维图纸变成了三维的立体模型,大家可以看这个二维图纸看起来就不直观,变成了三维的立体模型就特别清晰,就是避免处理海量数据和信息孤岛,强化设备系统的协调性,疏散路线可以准确的表达。在这个图纸里面我们可以给出建筑内部的漫游的查询。

 

BIM可以实现消防这样的功能,就是消防审查以所见即所得的方式审阅建筑的各个消防信息。重点问题可以快速捕捉,防火问题可以在线捕捉和标注。合理设置审查规则,可自动计算出相应参数指标与规范极限值进行比较并自动标注出不符合规定的设计,大大简化复核流程,提高审批的效率。

 

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还有消防图纸审查全过程管理和检索功能。还有把审查报告生产反馈模型进行进一步的更新。还有它可以把所有的消防设备的位置快速定位,消防设备信息查看和即时更新。消防设备可以可视化的能够精准的表达它现实的状态,信息可以非常清晰。

2、精细化运维管理

 

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再就是建筑运营消防安全参数的实时反馈,可以自动进行报警定位。另外模型定位切换实际场景,集成CCTV闭路电视监控,三维模型和实际场景可以快速的切换,在这样的图纸中都可以清晰的表现出来。再就是根据维保记录和规定自动形成维保清单和维保的提示,形成消防设备产品运行状况的统计分析图标和预测,加强消防设施设备的巡检和维护。

3、消防灭火救援及演练系统

 

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内置消防战训素材库,内含多种角色及消防救援设备。在三维建筑模型上进行建筑内部结构漫游、预览,可用于灭火救援过程中对现场的侦察和判断。消消防管理部门针对实际建筑进行战训演练。为数字化灭火救援预案的制定提供科学手段。基于BIM模型,规划最短灭火进攻路线和最短疏散路线,为灭火救援和疏散提供决策支持。提供三维数字化灭火救援预案的保存和载入,,便于火灾情况下,快速调出灭火救援预案。

三、消防全生命周期应用BIM技术需研究的重点问题

 

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第三消防全生命周期应用BIM技术需要研究的重点问题,一个大问题就是数据的挖掘,包括消防大数据,火灾重点评估和区域的情况。第二个就是应用端,包括建筑系统的研究,性能话的研究,包括图形的显示系统,日程的巡检系统,数字化的预案和宣传叫,还有消防救援,以及一体化的救援等等。第三大块就是所谓的基础开发,是BIM的消防建模标准,消防设施设备的编码标准,消防系统的交付标准,数据存储标准,通用字典框架的标准等等。

消防标准研究

1.建立基于BIM的消防体系标准是BIM消防应用的基础;其将不仅提升消防领域的地位,也将促进建筑行业的良性发展。消防系统建模标准、消防设施设备编码标准、消防系统交付标准、消防数据存储标准、消防统一字典框架标准等。

建审

 

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2.建立基于BIM应用技术的消防设计审核,及工程检查、验收信息化体系。确定消防设计审查制度与流程,适应所研究数据标准系统。建立基于BIM开展消防设计审查、自动检查条件标准体系和模型的,形成审核和验收自动检查应用的研究。

性能化分析

3.开展通用火灾、疏散计算模拟模型与BIM系统间数据交换接口及兼容应用研究,利用BIM模型进行火灾现场动态模拟、实时疏散模拟分析。

 图形显示装置

4.开展BIM与火灾自动报警联动和图形显示系统的集成研究,建立基于BIM系统的建筑消防监控中心体系。开展BIM数据模型与报警联动及反馈信号通信(物联网)接口及相关标准制定研究;开发基于BIM的三维模型消防图形显示系统;研究基于BIM数据库的消防设施、设备状态动态监控系统。

 消防日常巡检

5.开展BIM与消防物联网系统的集成研究,建立消防日常巡检系统,提升消防防控能力。开展BIM数据模型与消防物联网接口及相关标准制定研究;开发基于BIM和物联网的消防日常巡检系统。

  灭火救援和演练

6、基于BIM模型建立消防数字化应急预案系统及灭火作战演练系统。开发基于BIM模型的3D数字化灭火作战应急预案。利用BIM技术和VR动态分析技术,开展高风险场所的消防灭火与人员疏散辅助决策和应急对策优化分析技术研究。

 

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三维防灭火救援系统可精准表达建筑空间关系,形象表达现场情况,并结合GIS技术,获取周边消防公共设施,包括市政水源、交通道路情况、周边建筑环境和人员影响。

针对火灾高风险建筑场所开发基于BIM的灭火作战演练系统,提高灭火战术水平。有效结合建筑特殊消防设计与火灾危险评估对典型火灾场景进行数据、模型对接,应用到灭火作战训练沙盘推演演练中,利用定性和定量计算分析,检验提高预案实效性和作战方案。基于BIM模型建立3D室内搜救系统,利用移动终端定位技术对相关人员安全监控及实现火灾搜救中的精准定位。利用3D搜救系统,通过对消防搜救人员的定位和最有路径的选择,指导消防救援。

 智慧消防:BIM+云技术=建筑智慧消防BIM云平台

加大“云上智慧消防”构建和大数据应用研究

我们通过BIM达到这样的目标是调度指挥一站图、火灾防控一张网、智能管理一芯片、监督管理一铁笼建立城市区域火灾风险动态预测分析,建立部队装备、后勤保障管理系统,构建灭火作战实战指挥平台。

 

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 7、基于BIM模型建立现代精细化消防管理体系,挖掘消防大数据的需求应用。进行建筑消防大数据挖掘和需求分析,构建火灾风险评估、预测模型。建立与数据中心动环监控大数据相结合的火灾早期风险预测专家系统。

智慧城市的本质是对人类智慧潜能的挖掘和综合利用。智能建筑可以让居住者的生活更便利与舒适,智能防火系统可以让人类社会更为平和有序地发展。


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