BIM三維建模技術(shù)在房建工程中的風(fēng)險因素及安全管理體系構(gòu)件研究

管愛山

摘 要 本文首先簡述房建施工中的風(fēng)險因素，繼而引入BIM三維建模技術(shù)對現(xiàn)場安全管理及事故應(yīng)急處置進(jìn)行詳細(xì)解析，旨在針對計算機(jī)技術(shù)與施工現(xiàn)場管理的深度融合建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞 BIM三維建模；房建；風(fēng)險；安全管理

引言

隨著社會的發(fā)展和時代的進(jìn)步，人們對于房屋建筑工程的需求越發(fā)增加，要想更好地滿足人們的實(shí)際需求，就要積極地強(qiáng)化房建施工力度，同時還要確保房建施工過程的科學(xué)性和高效性，尤其要注重房建施工管理中的風(fēng)險防范和控制。本文首先簡述房建施工中的風(fēng)險因素，繼而引入BIM三維建模技術(shù)對現(xiàn)場安全管理及事故應(yīng)急處置進(jìn)行詳細(xì)解析，旨在針對計算機(jī)技術(shù)與施工現(xiàn)場管理的深度融合建言獻(xiàn)策。

1 房建施工中的風(fēng)險因素

房建施工可能面臨三大類安全風(fēng)險：

一是能量和危險物質(zhì)。通常把可能發(fā)生意外釋放的能量或危害物質(zhì)稱作第一類危險源。此類危險源是事故發(fā)生的物理本質(zhì)，一般來說，系統(tǒng)具有的能量越大，存在的危險物質(zhì)越多，則其潛在的危險性和危害性也就越大。二是造成約束、限制能量和危險物質(zhì)措施失控的各種不安全因素。這類危險源主要體現(xiàn)在設(shè)備故障或缺陷、人為失誤和管理缺陷等幾個方面。三是現(xiàn)場安全事故。這類事故的發(fā)生是前兩項(xiàng)風(fēng)險因素共同作用的結(jié)果。其中，能量和危險物質(zhì)是導(dǎo)致事故發(fā)生的前提[1]。

2 基于BIM三維建模技術(shù)的現(xiàn)場安全協(xié)同管理體系的構(gòu)建

2.1 基于iBan建立現(xiàn)場安全協(xié)同管理模型

采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場質(zhì)量缺陷、安全風(fēng)險等數(shù)據(jù)資料，與BIM模型實(shí)時關(guān)聯(lián)。iBan功能是BE系統(tǒng)中一項(xiàng)重要移動應(yīng)用，主要用于工程現(xiàn)場質(zhì)量缺陷管理，快速將現(xiàn)場質(zhì)量、安全等問題直接反映到項(xiàng)目管理層，避免質(zhì)量、安全隱患，登陸客戶端后，項(xiàng)目現(xiàn)場人員對現(xiàn)場的質(zhì)量、安全隱患問題拍照，并且根據(jù)實(shí)際問題的不同選擇系統(tǒng)中不同選項(xiàng)、軸線、工程項(xiàng)目等參數(shù)，將照片通過WIFI或者3G網(wǎng)絡(luò)傳送到系統(tǒng)中。上傳完成后，在BE系統(tǒng)的界面中，出現(xiàn)大量的“圖釘”，項(xiàng)目管理人員無論在什么地方，只要打開系統(tǒng)點(diǎn)任何一個“圖釘”，即可以了解項(xiàng)目現(xiàn)場的即時問題，從登錄到系統(tǒng)查閱，可以快到幾秒鐘，大大縮短問題反饋時間。

2.2 基于BIM搭建現(xiàn)場人員緊急疏散模型

通過建立建筑物BIM模型，將模型導(dǎo)入專業(yè)的分析軟件如Pathfinder，并通過對各類不同人群逃生能力進(jìn)行設(shè)置，模擬整個建筑物在緊急情況下的人流疏散情況，也可以模擬各種預(yù)先設(shè)置的疏散方案，通過模擬結(jié)果優(yōu)化疏散方案，最后得到最佳疏散方案。

通過對已有的BIM模型簡化，得到疏散模擬軟件中可以參考和瀏覽的模型。簡化的目的是為了在疏散模擬分析軟件中便于參照和直觀瀏覽最終得出的動畫視頻可對人員的疏散過程一目了然。

導(dǎo)人模型存在接口和格式的要求不同的疏散模擬分析軟件導(dǎo)入的格式是不一樣的為了達(dá)到預(yù)期的效果經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)研究總結(jié)出模型轉(zhuǎn)換過程中采取DXF格式最為直接也不容易導(dǎo)致錯誤，模型在逃生疏散軟件中顯示很正常，三維瀏覽較流暢，但模型過大也會影響三維瀏覽的順暢度或者不能導(dǎo)入。

根據(jù)已經(jīng)導(dǎo)入的三維模型進(jìn)行必要的分析，確定在緊急情況下建筑內(nèi)人員的疏散方案，即有緊急情況發(fā)生時建筑內(nèi)的人員應(yīng)就近找到合理的安全疏散出口進(jìn)行疏散此時要考慮到在建筑內(nèi)的疏散指示下使人員合理地按照引導(dǎo)方向進(jìn)行緊急疏散。當(dāng)在給區(qū)域內(nèi)設(shè)置人員時有多種追加方法并能直接在建立區(qū)域時同時設(shè)置不同區(qū)域的人員峰值也可以最后直觀地驅(qū)逐區(qū)域設(shè)置人員。

模擬分析不是簡單的這些設(shè)置就可以的，還需要的就是詳細(xì)的設(shè)置人員的屬性，比如：人員的身高、身體寬度、疏散時的速度，還有模擬分析期限、緊急情況下人員的反應(yīng)時間和行為等參數(shù)的設(shè)置，不同的模擬軟件的設(shè)置參數(shù)也是不同的，具體還需要進(jìn)一步研究。

經(jīng)過這些設(shè)置，我們才可以實(shí)現(xiàn)我們的人員疏散模擬分析，并通過對實(shí)際情況的考慮結(jié)合建筑本身的性質(zhì)去不斷調(diào)整這些參數(shù)的數(shù)值，最終得到有參考價值的疏散模擬分析數(shù)據(jù)和圖表，以及三維動畫。

通過動畫我們不但可以清晰地看到建筑內(nèi)不同時刻的人員逃生疏散情況和人員的疏散軌跡還能看到不同時間內(nèi)已安全疏散的人數(shù)和疏散總?cè)藬?shù)，還有哪些出口會造成人員擁擠，些出口疏散人員相對較少這個直觀的動畫可以讓我們的設(shè)計師更有針對性地去優(yōu)化設(shè)計。逃生模擬分析還可以生成數(shù)據(jù)圖表助于我們的設(shè)計經(jīng)過分析可以得出疏散口在疏散全過程中的疏散人數(shù)變化值，并得出每個區(qū)域在疏散過程中的人數(shù)變化情況。

通過對疏散模擬動畫和數(shù)據(jù)的分析和研究可以幫助設(shè)計師調(diào)整建筑出口位置以及疏散寬度，做到有的放矢的優(yōu)化設(shè)計盡可能避免在緊急情況下經(jīng)常產(chǎn)生人流擁擠、疏散不均等問題有效地縮短逃生時間，更能保障人員的安全。

2.3 基于BIM搭建現(xiàn)場安全應(yīng)急處置模型

維護(hù)階段對于突發(fā)事件的處置在于準(zhǔn)確和快速，例如疏導(dǎo)人員的撤離，設(shè)備緊急關(guān)閉或更換，重要領(lǐng)導(dǎo)來訪的安保等。通過BIM模型可以很好地解決目前存在的問題。如發(fā)生水管爆裂事故，會延誤數(shù)十分鐘才能把就近的閥門關(guān)閉，會造成不小的損失。有了BIM模型可以快速調(diào)用數(shù)據(jù)，自動查找上游閥門，可以第一時間指導(dǎo)工作人員進(jìn)行關(guān)閉。同時可以通過資料找到需要更換管道是否有庫存，如果沒有庫存需要更換的話其規(guī)格、尺寸、材質(zhì)、廠家、聯(lián)系電話等[2]。

3 結(jié)束語

上文基于BIM三維建模技術(shù)在房建施工安全管理中的應(yīng)用進(jìn)行的一些探索和研究可以說是計算機(jī)軟件在建筑工程管理中的創(chuàng)新應(yīng)用，對保障建筑工程施工安全有指導(dǎo)性意義，也是未來建筑施工管理領(lǐng)域的一個主流發(fā)展方向，建議廣大工學(xué)學(xué)者和技術(shù)員在BIM的研究上傾注更多心力，不斷推動施工管理水平更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝海平.房建施工管理中的風(fēng)險防范與控制[J].建筑知識，2017，37

（11）：101.

[2] 尚世宇，李娟芳.BIM技術(shù)在施工企業(yè)安全管理體系中的應(yīng)用[J].安徽建筑，2016，23（02）：267-269.