基于BIM技術建筑工程施工安全管理研究

張耘馗

摘要：隨著我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，從業(yè)人員增加，建筑安全事故頻發(fā)發(fā)生。BIM技術的發(fā)展及在建筑領域全生命周期的廣泛應用，有利于提高施工管理水平，改善安全事故頻發(fā)的現(xiàn)象。文章通過分析國內建筑工程安全事故發(fā)生情況以及當前安全管理現(xiàn)狀，構建了集成BIM的安全管理應用技術架構，并對其在建筑工程施工階段的管理應用進行了說明介紹。

關鍵詞： BIM；建筑工程；安全管理

1 BIM技術的概念及適用性分析

1.1 BIM概念

BIM技術，是一個完備的信息模型，能夠將工程項目在全壽命周期中各個不同階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，方便的被工程各參與方使用。通過三維數(shù)字技術模擬建筑物所具有的真實信息，為工程設計和施工提供相互協(xié)調、內部一致的信息模型，使該模型達到設計施工的一體化，各專業(yè)協(xié)同工作，從而降低了工程生產成本，保障工程按時按質完成。

1.2 技術適用性

一方面，信息互通性，在高層建筑工程中，項目信息互通，信息準確性和實效性是行業(yè)研究的重點。在BIM背景下，可以有效解決信息交互和共享問題，對設計與施工方案進行優(yōu)化，保證施工安全計劃的有序實施；另一方面，在建立BIM安全模型中，要對危險源、安全管理規(guī)范、成本與進度計劃等相關信息進行匯總，對施工中可能存在的問題進行有效識別，及時發(fā)現(xiàn)安全問題，為安全管理計劃的編制奠定基礎，從而實現(xiàn)安全風險的有效控制。

1.3經濟適用性

BIM軟件的成本較高，且對計算機配置要求較為嚴格。BIM技術的應用，可以有效控制建筑工程施工安全風險，提高工程的經濟效益。據(jù)統(tǒng)計結果表明，BIM技術的應用，可以消除預算外造價變化的40%，成本估算偏差也可以控制在3%以內，成本估算所需的時間也可以縮短20%。

2 基于BIM技術的安全管理

2.1 集成BIM的安全管理應用技術架構

集成BIM的安全管理，需要考慮組織、過程、信息和系統(tǒng)四要素以及它們之間的關系，結合BIM建模過程，從數(shù)據(jù)層、模型層、應用層三方面形成安全管理技術架構，如圖4所示，保證信息有效傳遞，避免信息斷層、信息割裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。建筑信息具有異構、離散、海量、復雜、專業(yè)和文檔化等特征性[7]，基于BIM技術組件建筑工程安全管理架構體系，可以保證信息無損傳遞，更好地將建筑相關信息應用于安全管理中，保證施工現(xiàn)場安全管理有序進行。

2.1.1 數(shù)據(jù)層

施工階段的工程數(shù)據(jù)可分為結構化的BIM數(shù)據(jù)，非結構化的文檔數(shù)據(jù)以及用于表達工程數(shù)據(jù)創(chuàng)建的組織和過程信息。將BIM數(shù)據(jù)以標準模式進行轉化，如IFC格式，形成標準數(shù)據(jù)庫；合同、招標文件等文件以文檔形式進行儲存，形成文本數(shù)據(jù)庫，存儲于文檔管理系統(tǒng)中；施工過程中的組織及信息數(shù)據(jù)存儲于相應數(shù)據(jù)庫中。

2.1.2 模型層

通過BIM數(shù)據(jù)集成平臺，形成安全信息模型，根據(jù)不同需求，可以根據(jù)應用需求生成相應的安全信息子模型，如臨邊、洞口識別模型，腳手架安全模型，機械設備安全輻射模型等。根據(jù)施工需要，向應用層各施工管理專業(yè)軟件提供模型和數(shù)據(jù)支持，更好地將模型應用于施工安全管理。

2.1.3 應用層

結合工程管理云平臺，將BIM模型連同生產的相關子模型，以及相關施工數(shù)據(jù)上傳到云平臺，組成基于BIM的建筑工程安全管理系統(tǒng)，進行施工安全與沖突分析，便于管理人員實時掌握施工現(xiàn)場情況，排查安全隱患，如臨邊洞口是否有工人逗留，機械覆蓋區(qū)域是否存在交叉作業(yè)等。通過基于BIM的安全管理系統(tǒng)，結合其它施工管理系統(tǒng)，可以更好地對施工現(xiàn)場進行監(jiān)測管理，利用信息化管理平臺，掌握施工現(xiàn)場安全動態(tài)以及施工人員施工行進路線，及時消除安全隱患，提供安全保障措施，當工人接近危險源時提醒其遠離，確保施工現(xiàn)場安全狀態(tài)。

2.2 BIM技術在施工安全管理中的應用

2.2.1 危險源識別及危險區(qū)域劃分

工程施工前，建立以BIM模型為基礎的危險源識別體系，根據(jù)《重大危險源辨識標準》要求，找出所有潛在危險源，如臨邊防護、洞口、安全通道等，并在工程項目模型信息中予以標注，在建模過程中用不同的警示顏色表示不同危險源的危險程度。通過建立危險源識別體系，可以非常清晰有效地識別施工現(xiàn)場可能出現(xiàn)的危險因素。

在施工模擬過程中，根據(jù)危險源體系識別結果，可以將所有危險源按照事故發(fā)生幾率和事故產生損失量劃分為4個安全事故發(fā)生風險區(qū)，并采用紅、橙、黃、綠4種顏色予以標注，根據(jù)危險程度指導施工。如起重機吊臂下方及吊臂覆蓋區(qū)域標記為紅色，起重機運作期間吊臂下方禁止站人，吊臂覆蓋區(qū)域內施工工序暫停施工。建模及危險源標注完成后，尤其是重大危險源，需在施工現(xiàn)場標識牌處張貼公示，讓所有施工參建人員了解到整個施工現(xiàn)場哪些部位存在危險以及危險性大小。

2.2.2 安全交底及施工現(xiàn)場安全信息化管理

傳統(tǒng)安全交底模式，只是安全負責人對工人簡要說明，可視化程度低，工人接受程度不高，一些危險地段施工應該注意的地方亦做口頭說明，工人無法切實感受到施工現(xiàn)場的危險性，也無法直觀地感受危險源的存在，施工現(xiàn)場的安全隱患無法在工人腦中形成深刻印象。結合BIM技術，將施工現(xiàn)場中容易發(fā)生危險的部位進行標識，將BIM模型導入VR設備中，使用VR設備對工人進行交底，讓工人對施工現(xiàn)場所發(fā)生的安全事故有一種身臨其境的感覺，可以切身感受到施工現(xiàn)場危險源的存在。

3 結論

1）提高施工效率，新增施工資料信息添加的重復錄入工作量大量減少；檔案查找方式以計算機軟件查找為主；脫離了手工編制、繪制工藝控制表格及溫度曲線；溫度信息傳遞采用的是最先進的無線射頻技術；應用質量安全事故分析軟件揭示施工缺陷事故原因；實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)軟件的溫度曲線分析，提高了施工效率。

2）新的資料信息存儲方式更加環(huán)保，降低施工成本.互聯(lián)網絡平臺傳遞施工現(xiàn)場溫度信息；脫離手工核對修改項目建設的內業(yè)資料，不再以紙介質為設計、施工計劃的傳遞載體，專家現(xiàn)場分析工作減少，大大降低施工成本。

3）提高施工技術問題分析的精準性.通過實施BIM，信息添加，檔案資料查找，施工現(xiàn)場工藝及技術信息的傳遞，質量問題、缺陷乃至施工的分析、技術資料的分析不再完全依靠人工，能夠借助BIM實現(xiàn)的，全部由BIM完成，剔除很多人為主觀因素的影響，使施工技術相關分析更加客觀、科學、合理.

參考文獻：

[1]趙挺生，盧學偉，方東平.建筑施工傷害事故誘因調查統(tǒng)計分析[J].施工技術，2003（12）：54-55.

[2]管驪然.基于BIM的建筑生命周期內的安全管理綜述[D].北京：清華大學，2012.

（作者單位：廊坊市南城熱力有限公司）