摘 ?要 ?目前國(guó)家每年發(fā)生的火災(zāi)數(shù)量驚人，造成的生命財(cái)產(chǎn)損失巨大，消防安全教育普及困難重重。為解決消防安全教育培訓(xùn)中存在的圖紙理解困難以及實(shí)踐訓(xùn)練成本高等問題，采用BIM技術(shù)進(jìn)行輔助培訓(xùn)，分析BIM技術(shù)在可視化、信息化等方面的應(yīng)用，并對(duì)信息化與VR技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用前景進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 ?消防安全教育；BIM技術(shù)；可視化；信息化；VR

中圖分類號(hào)：X925 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）05-0150-03

0 ?引言

應(yīng)急管理部消防救援局的數(shù)據(jù)顯示，2022年一季度全國(guó)共接報(bào)火災(zāi)21.9萬起，共有625人因火災(zāi)死亡、397人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失15.2億元。為減少火災(zāi)發(fā)生以及火災(zāi)發(fā)生后引起的損失，保護(hù)人民群眾的生命安全，國(guó)家每年投入很多人力物力用于消防安全培訓(xùn)教育。我國(guó)人口眾多，且普遍受教育程度不高，即使在大學(xué)校園，對(duì)消防安全教育培訓(xùn)的普及也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期[1]。其中消防安全教育培訓(xùn)的素材專業(yè)化程度高，不易被理解吸收，是阻礙消防安全教育普及的因素之一。而BIM技術(shù)的興起，帶來建筑信息化變革，其可視化與信息化特征能夠很好地協(xié)助消防安全教育培訓(xùn)素材的補(bǔ)充，解決部分消防圖紙晦澀難懂的問題，為全面普及消防安全教育助力。

1 ?BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

建筑信息模型（Building Information Model-

ing，簡(jiǎn)稱BIM），是將建筑構(gòu)成要素以三維模型的形式進(jìn)行搭建，賦予每個(gè)模型構(gòu)件全生命周期信息，為決策提供支持，更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目?jī)r(jià)值[2]。BIM建筑模型具有可視化和信息化的特點(diǎn)[2]，能夠以三維立體的形態(tài)展示整個(gè)建筑構(gòu)造和各構(gòu)件，并且實(shí)現(xiàn)構(gòu)件和設(shè)備信息化，可以為消防安全培訓(xùn)提供優(yōu)質(zhì)素材。

2 ?消防安全教育培訓(xùn)存在的問題

2.1 ?二維平面圖理解困難

傳統(tǒng)的建筑功能表達(dá)都是采用二維圖紙的形式，非專業(yè)的人理解起來比較困難，尤其是機(jī)電專業(yè)消防圖紙，復(fù)雜的工藝系統(tǒng)圖、管道圖對(duì)學(xué)習(xí)者的專業(yè)知識(shí)要求較高。一般消防救援人員基本都不是建筑設(shè)計(jì)相關(guān)人員，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解不夠全面，對(duì)消防設(shè)計(jì)理解得不夠深，在消防救援過程中，不能及時(shí)找到滅火救援設(shè)施，容易錯(cuò)失滅火最佳時(shí)期，導(dǎo)致火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大，造成不必要的損失。

2.2 ?安全疏散圖表達(dá)簡(jiǎn)單

建筑內(nèi)掛墻的安全疏散圖雖然表達(dá)比較簡(jiǎn)單，但是普通群眾看了后不能在腦海中形成立體模型，找不準(zhǔn)自身在建筑內(nèi)的定位，無法快速找到最近的逃生路線?；馂?zāi)往往是突發(fā)情況，在缺乏最基礎(chǔ)的消防安全教育的前提下，容易出現(xiàn)逃生方向混亂甚至踩踏情況，造成不必要的安全事故。

2.3 ?實(shí)踐訓(xùn)練成本高

目前消防安全教育大多采取書本或圖紙的形式，實(shí)踐教育成本較高，只有消防救援人員才會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練。而用到的培訓(xùn)素材基本是二維平面圖，很多非專業(yè)人員，由于想象能力不足，難以充分理解圖面表達(dá)的內(nèi)容，因而達(dá)不到理想的消防安全教育培訓(xùn)效果。傳統(tǒng)的消防演練也不能再現(xiàn)火情臨場(chǎng)感[3]，火災(zāi)突發(fā)時(shí)，人在烈火和濃煙中會(huì)高度緊張、恐懼，失去判斷能力，而大多數(shù)的消防演練存在走過場(chǎng)、敷衍等情況，達(dá)不到訓(xùn)練目的。逼真的火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)模擬費(fèi)用也比較高[4]，數(shù)據(jù)繁雜，不易實(shí)現(xiàn)，還需要專業(yè)的人員解析，不適合大規(guī)模推廣。利用BIM的可視化與信息化，結(jié)合VR虛擬技術(shù)，可以讓人在虛擬世界中反復(fù)訓(xùn)練火災(zāi)救援、火災(zāi)逃生。生動(dòng)的教育模式可以加深人對(duì)建筑構(gòu)造和安全逃生路線的理解，節(jié)省很多實(shí)踐教育成本。

3 ?BIM技術(shù)在消防安全教育培訓(xùn)中的應(yīng)用

BIM模型與現(xiàn)場(chǎng)施工安裝同步，最終形成竣工模型。竣工模型不僅外形與現(xiàn)場(chǎng)一致，各構(gòu)件及設(shè)備信息均錄入，可用于消防安全教育培訓(xùn)。

3.1 ?三維模型可視化教育

BIM三維模型具有可視化特點(diǎn)，建筑和設(shè)備等各類構(gòu)件均能進(jìn)行可視化展示，三維可視化模型可作為消防安全教育素材被廣泛應(yīng)用。

3.1.1 ?地庫(kù)三維模型可視化教育

如圖1所示，以地庫(kù)為例，圖1a為地庫(kù)負(fù)一層機(jī)電安裝平面圖，圖1b為BIM三維可視化模型。單看平面圖，需要在腦海中構(gòu)思三維立體結(jié)構(gòu)，對(duì)于非專業(yè)人員來說比較困難。BIM三維模型的搭建，使整個(gè)區(qū)域的建筑構(gòu)件全部可視化展示，這種三維模型，通俗易懂，可多維度旋轉(zhuǎn)展示，也可以放大縮小，既能看整體，也能剖切看局部細(xì)節(jié)，各構(gòu)件、設(shè)備等還能夠選中進(jìn)行單獨(dú)講解，適合絕大多數(shù)群體的安全教育培訓(xùn)。

3.1.2 ?水泵房三維模型可視化教育

如圖2所示，以水泵房為例，圖2a為水泵房機(jī)電安裝平面圖，圖2b為BIM三維可視化模型。水泵房管道和設(shè)備復(fù)雜，作為消防救援人員，需要適當(dāng)了解建筑內(nèi)的消防設(shè)施運(yùn)行原理，而傳統(tǒng)平面圖加系統(tǒng)圖的培訓(xùn)素材對(duì)于非專業(yè)人員來講難度較大。如圖2b所示，結(jié)合水泵房BIM三維模型的可視化，參加安全教育培訓(xùn)的人員能夠逐一捋清楚消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、水炮系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)等消防管道的運(yùn)行，也能夠?qū)W習(xí)了解消防泵房中的閥門、壓力開關(guān)等設(shè)置原理，在三維立體狀態(tài)下直觀感受水泵房管道和設(shè)備安裝情況，促進(jìn)理解消防設(shè)施的運(yùn)行原理。相對(duì)于二維圖紙，系統(tǒng)的三維可視化訓(xùn)練，可快速在培訓(xùn)人員腦海中形成水泵、閥門、壓力開關(guān)等構(gòu)件的外形構(gòu)造，加上講解員對(duì)功能的解讀，消防安全教育培訓(xùn)會(huì)變得生動(dòng)有趣。

3.2 ?三維模型安全疏散教育

如圖3所示，圖3a為某樓層安全疏散平面圖，圖3b為安全疏散三維模擬圖。一般建筑內(nèi)各樓層均貼有安全疏散平面圖，以幫助人員了解疏散路徑，發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)逃生。在消防安全教育培訓(xùn)過程中，也會(huì)對(duì)安全疏散平面圖進(jìn)行講解，很多人由于空間想象力不足，理解存在困難。利用BIM技術(shù)搭建模型，將模型導(dǎo)入Pathfinder軟件，設(shè)置房間、人數(shù)、人員配速、安全出口，進(jìn)行消防逃生模擬。如圖3b所示，各房間人員會(huì)自動(dòng)選擇最近的門到達(dá)過道，再選擇最佳逃生路線抵達(dá)最近的安全出口進(jìn)行逃生。參與培訓(xùn)的人員可以很直觀地學(xué)習(xí)火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員如何疏散，在各位置如何選擇最優(yōu)逃生路線，幫助缺乏方向感的人快速找到逃生方向。火災(zāi)突然發(fā)生時(shí)，大部分人過度緊張，容易到處亂竄，找不到方向，甚至相互踩踏。

模擬的火災(zāi)逃生是設(shè)置人員自動(dòng)按一定速度，緊張有序地在最優(yōu)路線進(jìn)行逃生，通過觀看模擬，可以教育培訓(xùn)人員在火災(zāi)發(fā)生時(shí)沉著冷靜，緊張有序地進(jìn)行疏散，速度不一定要最快，但是要找到正確方向，有序地疏散，可以很快抵達(dá)安全出口，保護(hù)生命安全。

3.3 ?BIM技術(shù)與VR技術(shù)結(jié)合的模擬演練

BIM技術(shù)的可視化與VR技術(shù)結(jié)合，可以使人戴上VR眼鏡后，模擬在建筑物內(nèi)外的活動(dòng)，熟悉建筑內(nèi)的業(yè)態(tài)分布和安全逃生路線。BIM技術(shù)的信息化與VR結(jié)合，可以使人在虛擬環(huán)境中，觸碰建筑構(gòu)件和設(shè)備等，隨即顯示相應(yīng)的信息，閱讀信息并結(jié)合虛擬實(shí)物，比從書本上了解的知識(shí)更加深刻。人在虛擬環(huán)境中，可快速熟悉建筑構(gòu)造，學(xué)習(xí)逃生路線，學(xué)習(xí)找到消火栓和滅火器等救火設(shè)備。一系列的訓(xùn)練，比單純通過書本學(xué)習(xí)更加有效，相比實(shí)地演練成本更低，而且沒有次數(shù)限制，可以反復(fù)訓(xùn)練、反復(fù)學(xué)習(xí)。虛擬訓(xùn)練場(chǎng)景可以設(shè)置不同的模式，模擬演練各種突發(fā)火災(zāi)，在不同火災(zāi)情況下，不斷地尋找最佳滅火措施、選擇最佳逃生路線，反復(fù)地演練最終會(huì)形成肌肉記憶，在火災(zāi)中能夠快速反應(yīng)。

4 ?結(jié)束語

BIM的可視化、信息化特征，解決了消防安全教育培訓(xùn)中存在的圖紙理解困難、實(shí)踐訓(xùn)練教育成本高等問題。其中可視化教育可進(jìn)行規(guī)?；占?。但BIM信息化與VR技術(shù)結(jié)合的模式還有待改進(jìn)，待技術(shù)成熟，肯定能為消防安全教育培訓(xùn)帶來變革，推動(dòng)消防安全教育的普及，減少火災(zāi)帶來的損失。

5 ?參考文獻(xiàn)

[1] 毛天珂.大學(xué)生消防安全教育存在的問題及對(duì)策研究

[J].合肥學(xué)院學(xué)報(bào)（綜合版），2018，35（1）：138-140.

[2] 劉前進(jìn).BIM技術(shù)在大型商業(yè)綜合體給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)

用：以巢湖萬達(dá)廣場(chǎng)項(xiàng)目為例[J].福建建筑，2019（6）：

93-96.

[3] 張婷，楊揚(yáng)，楊啟浩，等.利用虛擬現(xiàn)實(shí) 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室消

防安全教育[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2021，40（7）：305-

308.

[4] 祁巍.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在礦山救護(hù)隊(duì)消防訓(xùn)練中的應(yīng)用

[J].山西建筑，2020，46（8）：187-188.