周鹏

（西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西 西安 710000）

摘要：随着城市经济的发展，城市综合体建筑、高层建筑、超高层建筑的数量在不断增加，相应的建筑消防设备管理及其能耗的问题也愈加突出。现今，传统的二维图纸已经难以满足现在的建筑管理要求。本文提出建筑信息模型与计算机虚拟现实技术结合建立建筑消防设备管理系统，便于对建筑设备进行高效、快捷的管理，对消防设备的能耗进行控制。同时，利用可视化技术对建筑消防设备管理，可使建筑消防救援疏散直观方便，运维管理更加科学，以最低的能耗达到设备最好的运行状态。

关键字：BIM；建筑能耗；消防管理；建筑节

近年来，随着城市经济的发展，城市综合体建筑和高层建筑的数量越来越多，随之而来的还有其巨大的能耗问题。消防作为建筑中的一部分，虽然能量消耗不是很大，但是目前对消防设备的能耗管理还没有有效的解决方法。现今，建筑的消防管理还是基于二维平面的图纸管理，各种城市综合体(高层、超高层建筑）纷纷涌现，其复杂的结构、庞大的空间、数量众多的消防设备和由此带来的火灾风险给传统的消防管理模式带来了新的挑战，传统的二维平面管理模式已经不能有效地进行基于建筑消防需求的空间管理、设备管理和人员管理。因此，拥有详细建筑信息和消防信息、可以进行便捷的数据共享和人机交互的可视化消防管理系统的研究已成为行业共识。

本文以建筑信息模型技术为基础，针对建筑空间、设备、人员三者的相互关系，建立基于数据的信息的耦合关系，并利用先进的BIM技术与VR技术对建筑消防设备进行信息调用，同时实现人机互动，真正实现建筑可视化消防管理平台的功能。还可以对建筑消防设备的耗能进行管理，利用最少的能源消耗获得最好的消防功能。

1.传统消防管理面临的问题

1.1 救援疏散效率低

随着现代建筑的空间结构越来越复杂，建筑内的设备也越来越多。但是，建筑消防管理还在用传统的二维图纸。由于其自身的劣势，建筑内的消防设备信息，人员信息，建筑空间结构信息难以在图纸上直观地展现出来。所以在发生火灾时消防救援人员单纯根据二维图纸难以在短时间内对建筑的空间结构进行熟悉，并且在火灾发生时对建筑内的火灾状况、人员信息、消防设备启用状态以及烟雾浓度信息等信息知之甚少。此种情况不但增加了救援难度，而且对消防救援人员的人身安全也构成巨大威胁而导致消防救援效率降低。与此同时，建筑内的人员在火灾发生逃生时也难以找到合适的逃生路径，不利于人员疏散。图1为建筑二维消防疏散平面图。

1.2 建筑消防设备信息管理混乱

建筑的设备信息的管理在建筑的整个建筑生命周期中都是必不可少的一部分。尤其在建筑的运维阶段，建筑消防设备信息的管理尤为重要，因为建筑消防设备信息的有效管理关乎建筑内人员的生命安全。但是由于目前建筑设计应用二维图纸，同时其在各个阶段传输的时候不能实现无损传输，所以在建筑施工验收之后对建筑设备的信息管理只能停留在建筑设备基本信息的管理上，对建筑消防设备的实时信息难以进行监管。所以一旦发生火灾，其建筑设备信息管理对消防救援的参考价值过小。

1.3 建筑消防设备误报率较高

现阶段由于建筑内部消防设备的管理漏洞问题，消防报警设备的误报率相对来说很高，因为在消防设备检测到火灾之后就进行报警，消防喷淋系统同时做出相应的措施进行火灾扑灭。但是，在有些时候这样的喷淋是完全不必要的，系统做出这样的反应反而造成建筑内部的巨大损失。同时，建筑消防水泵设备的启动消耗了能源。所以安全可靠的建筑设备管理系统不光能使建筑内设备的管理更加完善、合理，更重要的是它能够让建筑内设备的能耗降到最低，达到建筑节能降耗的目的。

2 建筑消防设备能耗管理平台开发

基于BIM 的建筑消防设备可视化管理系统能够在建筑信息模型的基础之上对建筑中的消防设备进行信息以及能耗管理，能够实现建筑消防设备能耗信息在建筑设计施工运维阶段的无损传输。同时在对建筑设备信息管理时系统能够对建筑设备的实时信息进行管理，对建筑消防设备的管理和维护有很大帮助。

2.1消防设备信息无损传输

跟传统的建筑二维图纸相比，BIM模型在建筑的全生命周期中都有参与，所以建筑的设备信息可以在每个阶段都能够实现信息的无损传输，通过 BIM 模型载体，可实现消防管理分级、分层次的数据交互和调用，可以使用整体空间信息、楼层信息或平面局部信息，进行有针对性的设备、人员、路径分析，传统的纸质信息通过 BIM 技术被信息化为数据库，通过IFC标准进行各种基于数据的消防管理工作。

2.2设备能耗信息管理及应用

在建筑的运维阶段，因为BIM模型的加入，管理人员能够对建筑内的消防设备进行信息化的管理。在日常维护中，对建筑内消防设备的维护信息是通过维护人员的现场勘查或传感器的探测设备信息采集获取的，并可对设备的能耗情况进行统计，然后通过无线通信技术将维护信息传输入建筑设备管理平台的服务器之中，实现建筑设备信息的管理。

在建筑内未发生火灾时，建筑消防能耗管理平台对建筑消防设备的状态通过传感器进行收集并传入系统中，系统通过对其能耗分析得出最佳的能耗管理方式，通过此可以对建筑设备的能耗做出合理的管理，达到降低能耗的目的。

当建筑内发生火灾时，建筑消防设备管理系统能够第一时间探测到建筑消防设备的异常信号而进行报警，同时，在此建筑消防设备附近的安防设备可将现场发生的实时画面，在建筑消防设备管理系统的界面上展现出来，让管理人员在最短的时间内确定火灾发生的地点，判断是否需要对此区域进行喷淋灭火，如果不需要就不用启动消防水泵，通知附近巡逻人员对此事故进行处理，将损失降到最少。与此同时系统还可自动将建筑发生火灾的时间和地点等信息记录入服务器之中，以便后期查看取证，并对以后的建筑能耗管理提供有效的参考数据。。

3基于BIM的建筑消防能耗管理平台设计与实现

在此介绍一个三维可视化消防设备能耗管理平台的建立方法和实现功能。实现方法是利用 rviet软件搭建包含建筑物本体与消防设备的 BIM 模型，利用接口技术获取消防设备运行的实时数据信息，并与 BIM 模型进行关联，建立包含建筑信息(设备信息(人员信息(运行实时数据的专用数据库，通过二次开发完成数据的调用和处理，通过三维引擎完成三维显示和数据表达。三维可视化的消防管理平台实现了在建筑环境中的消防管理可视化，消防设备的运行状态、运行能耗情况、起火点的位置以及相应的消防设备的配置情况直观表达，可实现消防信息的快速查寻、提取、录入和变更，提高了消防设备管理的准确性和效率。

3.1设备信息的高效快速录入

在建筑消防设备能耗管理系统中利用建筑信息模型，将建筑内的消防设备能耗信息录入其中，在此系统中，通过三维模型对建筑消防设备进行查看时可以自由转换其观看视角，能够更加直观的对建筑设备的具体情况进行表达，获取更多有价值的设备信息，能够更好地对建筑内消防设备的能耗分析，做出更加合理的能耗运行方案。下图2为建筑设备管理系统截图。

3.2建筑消防设备规范管理

在建筑中，其建筑设备的高效规范的管理关乎整个建筑运维的正常运行，在建筑消防设备能耗管理系统之中，各建筑设备的信息都被分类管理。设备的基本信息如：生产厂家，安装时间，维修次数，维修人员、耗能度数等信息都被记录在系统之中方便随时调用。同时每个设备都具有自己的独立的位置编号，在发生紧急事件时能够快速准确地定位其位置，实现早发现早解决。图3为建筑设备管理系统中消防设备信息管理表。

4总结

本文利用BIM技术将建筑消防设备的能耗管理与其相互连接起来，实现了建筑消防设备的可视化管理，信息的传输也实现无损传输，同时利用接口技术对建筑设备的实时信息进行传输，使得建筑设备的管理更加的高效，能够提高建筑消防设备上的能耗管理方式，同时还提高了建筑消防救援的效率。为城市中空间结构复杂多变的城市综合体和超高层建筑的消防能耗管理提供了保障。

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