0 引言

　　超高层建筑在施工过程中，由于给排水系统未完成施工，缺少有效灭火水源，加之垂直的楼梯间、电梯井及封堵不严密的管道井，易造成烟囱效应，火灾蔓延特别迅速。建筑内部作业上百人分散在各施工区域，一旦发生火灾，及时发现并扑灭火灾及隔离火源是防止小火变大火最关键的因素。若火势太大无法阻止，需保证现场人员安全有序撤离到避难层，保证生命安全，完成火灾疏散，避免人员伤亡。这些消防安全因素是超高层建筑在施工阶段应考虑的问题，并要有对应措施保障消防安全。

　　1 工程概况

　　东莞国贸中心项目位于广东省东莞市东城区东莞大道与鸿福东路交汇处东北侧，总占地面积104 871m²，总建筑面积1 046 808.637万m²，包括1号商业、办公楼;2号商业、办公楼;3号商业、办公、公寓楼;4号酒店楼;5号商业楼、裙楼及地下室，其中2号楼高428.8m，为东莞市第一高楼。本工程建筑面积大，单栋塔楼高，复杂施工节点较多，且处于市中心区域，建筑消防要求较高。

　　2 消防疏散模拟技术

　　超高层消防疏散演习是火灾发生时，降低伤亡率的最主要手段。超高层施工进行消防演习费时费力，大多数项目不具备高频率消防演习条件。因此可采用消防模拟系统，尽可能还原施工现场进行模拟，判断疏散能否达到要求。

　　2.1 疏散模拟要点

　　超高层消防疏散模拟要点为3方面:(1)尽可能还原现场真实情况，包括现场真实工程进度，人员分布情况;(2)还原人员参数数据，不同年龄段人员的移动速度不同;(3)还原工作面速度系数，同一人员在不同工作面上的步行速度不同，如在浇筑好混凝土面上的速度不同于钢筋作业面上。

　　项目安全管理人员能设置现场进度情况，能在系统内部署人员速度参数，并设置不同作业速度系数，该系统能根据工况模拟疏散状况。

　　2.2 疏散模拟步骤

　　对超高层建筑进行疏散模拟，必须基于该建筑最真实模型，施工现场每天都有新进度，所以模型必须跟随进度进行变换，针对该状况，对接智慧工地模型接口与疏散模拟系统，由于智慧工地中的模型与现场同步对接，只需将模型链接进入消防疏散，便使疏散模拟按现场实际情况进行，操作如下。

　　1)项目BIM模型导入疏散模拟系统基于Revit模型，模型导入包括模型轻量化处理及模型一键导入工具。

　　2)场景参数编辑在已有模型基础上，将模型各类施工作业面增加参数编辑功能。

　　3)角色参数编辑完善楼层参数后，需在工作面上增加人员，并描述人员属性，定义人员分布、工种、速度。

　　4)寻路算法布置人员后，编写整套寻路算法，驱动人员往一个目标点移动。

　　5)数据图表导出人员疏散模拟结束后，导出相应图表，方便模拟者分析各类参数。

　　2.3 疏散模拟展示

　　1)随机模式模拟火灾随机发生的模型，软件使用者可在系统中指定起火点和具体施工人员数量及分布。该模式适合使用者不明确所在楼层分布情况，也可用于测试满足基本消防疏散时，消防疏散通道的最大负载人数。模拟参数选择完毕后点击开始，系统将在不同楼层随机放置火点和人员，人员会避开火点向下自动疏散，最后得出总耗时、总逃生人数及每分钟逃生成功人数的数据。

　　2)特定模式用于模拟某个确定工况下，不同火灾隐患发生后的人员疏散情况。软件使用者可定义不同工作面上的速度系数，如人员在钢筋板面上速度降低30%，则系数为0.7。设置好系数后，可选择不同楼层正进行的作业种类，根据楼层作业面的火灾隐患点作为原始数据输入系统。如10层有20人进行机电安装，15层有20人进行砌筑工程，33层有15人进行钢结构施工，47层有15人浇筑混凝土，其中33层钢结构施工需动火，存在火灾隐患，此时用户需在10,15,33,47层分别布置20,20,15,15人，并在33层布置火点，火点数量以动火点数量为参考。数据输入完毕后，系统开始模拟，用户可查看不同作业层人员的疏散情况。

　　图1 随机模拟总图 

　　3 消防疏散预警技术

　　火灾预警是排查消防隐患，提前进行整改回复，将火灾隐患降到最小的方式。发生火灾时，及时传递信息给相关人员，让附近管理人员第一时间赶到现场实施救援，防止火灾扩大造成损失。

　　3.1 消防隐患排查

　　当安全管理人员发现消防隐患时，需第一时间通知生产管理人员进行整改回复，并确认整改人的整改完成时间。安全管理责任人通过智慧工地或消防疏散系统第一时间发现现场整改情况，向项目经理汇报或督促生产管理人员整改。

　　该系统中，项目管理人员可关注微信公众号，并进行实名注册。项目综合管理人员通过系统后台对所有人进行权限分配和角色描述，为避免恶意注册，项目综合管理人员将验证注册人填写的身份证号和姓名，验证完毕后再分配岗位。

　　分配完岗位，安全管理人员在现场发现问题后，可通过微信发起整改单，说明整改问题。安全隐患整改流程如下:描述整改需求→选择责任人→提交人查看→责任人查看。

　　描述整改问题后，可在整改单位内选择整改企业，可以是项目部成员或分包人员，且可添加抄送人员，如生产经理或其他人员。整改责任人通过微信发送提醒，接受整改信息。整改责任人完成工作后将整改信息反馈给安全管理人员，发起整改验收申请。安全管理人员前往现场查看该部位的整改情况，接受或驳回验收单。

　　该系统使安全管理人员能第一时间将消防安全隐患反馈给整改人，并确认整改效果，整改内容在系统中保存，管理人员可按时间进行统一整理，后期重点跟踪与管理每周或每月经常整改的内容，将消防风险降到最低。

　　3.2 消防预警系统

　　火灾发生时，现场管理人员可能并不知情，管理人员知道发生火灾后，可能错过最佳救援时机，针对这种情况，课题组研发超高层消防预警系统，一旦发生火灾，该地点的施工人员可第一时间按下楼层中的消防报警器，报警器响起后，指挥中心根据报警信息解析楼层信息。该信息将与楼层标签进行匹配，匹配成功后高亮显示对应楼层，如果多个楼层同时收到火情信息，则相应出现多楼层高亮显示。

　　发生警报后，信息第一时间发送到现场安全管理人员及领导班子手机中，提示火灾发生地点及警报响起时间，管理人员根据警报及时调配资源，协作扑灭火灾，及时控制火情，避免扩大火灾。

　　3.3 消防疏散人员定位系统

　　施工现场复杂多变，发生火灾时，人员在疏散过程中难免发生意外，为保障人员安全避难，掌握施工现场人员的疏散状态成为重点。人员定位系统可定位所有人员的位置与信息，现场人员信息可集成到后台服务器，管理人员查看某个已携带定位牌人员的定位情况，如定位人员是管理人员，可查看管理人员的具体信息，人员定位设备以反光背心为主，安全帽为辅。后台大屏幕可看到现场所有人员的定位，单独显现管理人员信息，发生火灾时，可调配距离最近的管理人员去事故发生地组织救援，指挥人员进行疏散，当系统中有人员3min内未挪动位置，系统则判定该人员处于异常状态，会在系统中标红警示，管理人员根据定位找到该人员并协助救援疏散。

　　4 结语

　　现阶段，国内超高层建筑越来越多，超高层消防安全问题日益突出，做好超高层消防隐患排查，提前做好消防疏散模拟与预警，是保障超高层施工消防安全的重要举措，一旦发生紧急情况，能做到及时预警、及时汇报、及时处理。利用物联网与互联网技术，形成高度智能化的消防模拟系统，对现场进行高度还原模拟，同时，基于模拟数据布置预警设备，进行现场人员定位跟踪，保证人员疏散安全，为超高层消防疏散与预警提供新方法。