基于建筑信息模型技術(shù)的建筑工程施工安全管理研究

孫效良

【摘 要】安全是永遠的話題，尤其是在建筑工程的施工過程中，更是要注意安全問題。但是有些危險是難以發(fā)現(xiàn)的，只有在危險發(fā)生了之后才知道危險的存在。為了提升建筑工程施工安全程度，企業(yè)應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)來進行輔助，以加強施工安全管理。文章當中便基于建筑信息模型技術(shù)，對于建筑工程施工安全管理進行研究。

【關(guān)鍵詞】建筑信息模型技術(shù)；建筑工程；施工；安全管理

1.建筑信息模型技術(shù)及應(yīng)用

1.1BIM參數(shù)化建模的概念

參數(shù)化建模是指通過協(xié)調(diào)和變更管理項目中所有圖元之間的關(guān)系來進行模型的創(chuàng)建。這些圖元之間的關(guān)系可以通過軟件的默認來創(chuàng)建，也可以由設(shè)計人員在建模過程中進行定義。在數(shù)學(xué)和機械CAD中，定義這些關(guān)系的數(shù)字或特性稱為參數(shù)。參數(shù)化的方法對項目的協(xié)調(diào)組織和建模效率的提高都有很大的優(yōu)勢，主要原因是：在任意時間對項目中模型的修改，都會協(xié)調(diào)至整個項目中。

BIM是對某個工程建設(shè)項目相關(guān)信息的詳盡的數(shù)字化表達。BIM模型是信息高度集成化的，這種信息3D、4D甚至5D的形式儲存模型中。在BIM中，繪圖的基本單元不再是點、線、面，而是墻體、口、窗等基本構(gòu)件，每個構(gòu)件包含了構(gòu)件本身的三維構(gòu)造信息以及其他工程技術(shù)信息，并且其中一部分信息在使用過程中具有唯一性，也就是說修改一處所有使用該信息的地方都進行修改。因此工程發(fā)生變更時，只需要修改任意處的構(gòu)件信息，其他相關(guān)部分隨之自動修改，避免原有繪圖中對其他圖形逐點逐線的修改。

在設(shè)計過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方式，直觀的三維顯示比傳統(tǒng)的尺規(guī)作圖，使設(shè)計人員更容易找到方案的缺陷與不足，從而建筑師通過對BIM技術(shù)的應(yīng)用，改變了過去設(shè)計方案的思維方式，直觀的視圖方式可以更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計的不足之處，幫助建筑師不斷改進方案；在施工過程中，施工方由于得到大量BIM模型以及基于模型的二維施工圖紙，在施工過程中根據(jù)這些信息，更容易采用新型的施工技術(shù)，更容易設(shè)計和調(diào)整施工方案。

基于參數(shù)化的建模的流程是通過對實際項目的業(yè)務(wù)需求分析，從而引發(fā)了相關(guān)的BIM應(yīng)用，而BIM應(yīng)用又需要BM的工具和標準進行支持，相關(guān)人員對通過BIM工具和標準最終建立了BIM信息模型，該模型又支持了初始的業(yè)務(wù)需求。

1.2BIM在設(shè)計階段的應(yīng)用

目前市場上BIM軟件最多的當屬建模軟件，BIM建模軟件主要有4類，分別是建筑模型設(shè)計、結(jié)構(gòu)模型設(shè)計、機電及管線模型設(shè)計、場地布置設(shè)計。建筑模型設(shè)計有Auodesk Revit、Vector Works、ArchiCAD、鴻業(yè)樂建等；結(jié)構(gòu)模型設(shè)計主要有Auodesk Revit Structure、Teckla、PKPM等；機電及管線模型設(shè)計有Auodesk Revit MEP、Magicad、鴻業(yè)機電等；場地布置設(shè)計有Auodesk Revit Architecture、Auodesk Navisworks、廣聯(lián)達場布等。目前沒有任何一種軟件可將上述四種需求都完全滿足。大多數(shù)情況是某一種軟件建造各專業(yè)模型，然后通過FLC數(shù)據(jù)格式進行數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)傳遞。

1.3BIM的施工階段的應(yīng)用

施工階段的信息數(shù)據(jù)的來源主要有兩種形式，一是設(shè)計方直接將設(shè)計階段的BIM模型給施工方直接使用，但需要進行部分修改。通過專業(yè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件解決施工和設(shè)計交換數(shù)據(jù)的問題。二是如果設(shè)計方只有二維信息，可利用二維圖紙跨蘇翻模得到BIM模型。由于設(shè)計和施工階段的基本數(shù)據(jù)是相同的（如標高、軸網(wǎng)、墻體厚度等），而且轉(zhuǎn)換的過程也是動態(tài)的，初始階段數(shù)據(jù)格式的差異不會完全導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法復(fù)用。但隨著工程項目的深入進斤，數(shù)據(jù)信息將更加豐富、詳盡，施工企處可將更多更豐富的信息正在BIM模型中，建立更符合施工要求的參數(shù)化模型，這個模型在整個施工中是動態(tài)變化的。

這兩種獲得初始施工模型的做法的優(yōu)點在于：首先，雖然兩種做法提取建筑信息的方式不同，但都是基于相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，即相同的設(shè)計信息，因此兩種方式的BIM模型從根本上來講是沒有區(qū)別的；其次，第一種方式建模成本幾乎為零，而第二種方式借助現(xiàn)有的快速翻模工具，建模成本也不高，主要原因在于翻模是自動進行的，額外的人員培訓(xùn)費用較低。

2.基于建筑信息模型技術(shù)的建筑工程施工安全管理

建筑工程施工安全管理的過程實際上就是在施工過程中對具體安全目標進行管理的。實際施工過程中施工安全管理的過程就是安全工作組按照完成事先制.定好的安全目標，因此安全管理行為其核也內(nèi)容就是運用項目管理的原理和方法來降低施工過程可能產(chǎn)生的各種安全風(fēng)險，消除或減少安全事故造成經(jīng)濟損失。施工安全管理采用的是PDCA管理循環(huán)，PDCA循環(huán)管理的對象是施工安全的管理者和現(xiàn)場施工人員。

P階段：

在傳統(tǒng)的施工安全管理的計劃階段，項目經(jīng)理部分析施工現(xiàn)場實際情況，從施工企業(yè)的安全生產(chǎn)形勢和安全生產(chǎn)狀況入手，查找企業(yè)往的一些安全問題，確定出該階段內(nèi)的合理、可量化的安全目標。在安全目標確立的基礎(chǔ)上，找出導(dǎo)致安全事故的主要影響因素，滿認問題的主要原因，并在施工現(xiàn)場予W確認。根據(jù)找到危險源和危險行為，編制相應(yīng)的安全管理的具體目標及相應(yīng)的施工安全作業(yè)標準。傳統(tǒng)的施工安全管理的計劃階段的存在的最大的問題是計劃的制定沒有針對性，由于安全計劃對于安全施工來講是前置的，在制定計劃時并沒有己完成的建筑作為參照，因此，無法完全考慮到施工時可能出現(xiàn)的問題。而且不同項目的安全風(fēng)險可能完全不同，要求安全管理人員在沒有實際模型的情況下制定安全計劃的難度是非常高而且不切實際的。

在基于BIM的施工安全管理的計劃階段中，安全工作組根據(jù)項目經(jīng)理部的要求以消除或減少安全事故及其隱患為目標，在施工作業(yè)前，通過對3D-BIM模型、施工進度計劃及4D施工模擬過程的研巧，找到施工安全風(fēng)險的危險源和危險行為，根據(jù)其內(nèi)容制定相應(yīng)的安全管理的具體目標作為安全管理的控制點。要求安全措施編制人員理解施王安全需求，并根據(jù)要求編制相應(yīng)的施工安全作業(yè)標準，并將該作業(yè)標準和相應(yīng)的安全風(fēng)險高進行關(guān)聯(lián)。

D階段：

在傳統(tǒng)的施工安全管理的實施階段，施工管理人員根據(jù)P階段制定安全管理目標和安全生產(chǎn)保證計劃具體組織和嚴格執(zhí)行。在施工前，管理人員通過反復(fù)的講授，將安全施工作業(yè)標準及施工安全教育的內(nèi)容傳達給施工人員。同時將安全物資的采購與驗收記錄歸檔。目前講授的模式非常單一，而且沒有具體建筑模型和施工環(huán)境作參照，是的教育和培訓(xùn)的結(jié)果流于形式，效果非常差。安全物資的使用記錄只能有效的記錄采購、驗收環(huán)節(jié)，對物資的使用及消耗情況無法做到動態(tài)追蹤。

在基于BIM的施王安全管理的實施階段，按照P階段所制訂的計劃和措施，要求施工人員在施工前通過相應(yīng)的設(shè)備，在BIM模型中對編制好的作業(yè)標準進行學(xué)習(xí)，通過BIM技術(shù)的可視化和高仿真性等特性使施工人員可以更好地理解施工安全作業(yè)標準，從技術(shù)方面保證了施王人員能夠最大限度的在施工過程中按照安全標準進行施工。同時在BIM模型中做好相應(yīng)的施王安全記錄及安全物資的采購、驗收及使用記錄。

C階段：

傳統(tǒng)的建筑施工安全管理檢查階段是根據(jù)制定的安全措施計劃，檢查進度和實際執(zhí)行的效果是否達到預(yù)期目標要求。安全檢查主要的內(nèi)容是對建筑施工中的可能存在的危險源及危險行為進行查證，以確定其存在的狀態(tài)，以及它們轉(zhuǎn)化為事故的條件，從而采取有效措施，以便消除人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和管理中的缺陷，防止各類事故的發(fā)生。

在基于BIM的施王安全管理的檢查階段對安全目標的監(jiān)測包括單項工程施工過程中的安全目標檢查和單項工程施工后的監(jiān)測。安全工作組通過基于BIM安全作業(yè)標準對照安全目標檢查安全標準執(zhí)行的情況和效果，及時發(fā)現(xiàn)是否存在新的問題，同時及時更新對應(yīng)的BIM模型。通過目標監(jiān)測，安全工作組能夠確認施工人員在施工過程對施工安全的執(zhí)行是否符合制定的標準，并在實際施工過程中檢驗所制定的標準是否和提出的安全需求相沖突。

A階段：

施工安全管理過程的改進分為突破性改進和漸進式，根據(jù)施工安全檢查的結(jié)果，采取相應(yīng)的措施，對原有的安全管理計劃進行漸進式改進或者根據(jù)新發(fā)現(xiàn)的問題制定新的計劃。同時要針對存在的問題和相關(guān)反饋信息制定的應(yīng)急措施、補救措施和整改措施。

對安全措施計劃檢查評估后，企業(yè)安全管理目標責(zé)任人召集與所有職能部門對整個實施過程進行全面系統(tǒng)的討論、匯總和總結(jié)。將實施過程中有效的經(jīng)驗和安全風(fēng)險防范對策措施用書面形式固定下來，并納入企業(yè)有關(guān)的標準、規(guī)定和制度之中。

結(jié)語

綜上所述，建筑信息模型技術(shù)具有多種作用，在建筑工程施工安全管理方面也發(fā)揮著重要的作用，在過程當中通過PDCA的管理循環(huán)，以加強施工安全，從而保障工程的安全穩(wěn)定建設(shè)。

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