建筑工程施工安全管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

張嘉慶

山東德建集團(tuán)有限公司

1 引言

隨著新時(shí)代的高效發(fā)展，建筑業(yè)在提高我國社會的發(fā)展水平方面發(fā)揮著重要作用，并已成為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支柱。同時(shí)，建筑行業(yè)市場競爭加劇，各種規(guī)模的建筑公司都在飛速發(fā)展，所以給各公司的業(yè)務(wù)發(fā)展都帶來了一定壓力。施工環(huán)節(jié)是建設(shè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程中最重要的步驟，且這一步驟的施工周期長，影響因素也很復(fù)雜。因此，對于施工公司來說，如何在施工過程中做好安全管理工作是一個大問題。這不僅可以提高公司的自身經(jīng)濟(jì)利益，而且可以幫助公司提高在市場中的競爭力。傳統(tǒng)的安全管理工作因?yàn)槠淙狈ο冗M(jìn)的管理理念和施工技術(shù)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段的發(fā)展要求，因此會使得整體施工存在一定的安全隱患。通過使用BIM技術(shù)，即建筑信息模型技術(shù)，管理人員可以看到可視化和虛擬化的實(shí)際施工特征，分析隱藏的安全風(fēng)險(xiǎn)及其影響因素，并制定科學(xué)合理的解決方案[1]。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

BIM技術(shù)的可視化功能是基于對建筑物信息構(gòu)建的三維數(shù)據(jù)模型，以提高設(shè)計(jì)計(jì)劃和施工計(jì)劃的可操作性，并確保項(xiàng)目的可靠性和合理性。建筑工程安全經(jīng)理可以借助這項(xiàng)技術(shù)的可視化功能更好地了解建筑工程中的安全管理問題，并更準(zhǔn)確且及時(shí)地識別潛在的影響因素，進(jìn)而提高管理人員檢查現(xiàn)場隱患的能力，同時(shí)也保護(hù)了建筑工人的人身安全。

2.2 動態(tài)性

由于需要隨著施工進(jìn)度實(shí)時(shí)顯示正在施工的各種信息，因此這對于管理施工安全工作也具有一定的復(fù)雜性。使用建筑信息模型技術(shù)構(gòu)建三維模型可以及時(shí)更改和調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，以識別和監(jiān)視施工中的新危險(xiǎn)[2]。

2.3 模擬

BIM 技術(shù)可以對建筑項(xiàng)目建設(shè)中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行動態(tài)仿真，并為管理人員更好地了解建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)過程中可能存在的隱患和問題提供可靠的基礎(chǔ)。通過將分析數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)連接起來，管理人員制定的安全管理計(jì)劃和應(yīng)急計(jì)劃將更加重視運(yùn)營工作，從而最大程度地提高施工期間的項(xiàng)目質(zhì)量，并減少安全事故的發(fā)生。

3 建筑施工安全管理中的問題

3.1 公司的建筑安全管理意識不足

隨著現(xiàn)階段中國建筑行業(yè)對建筑安全管理意識的增強(qiáng)，中國已經(jīng)逐步建立并實(shí)施了國家建筑安全監(jiān)管信息系統(tǒng)。但是，由于建筑行業(yè)與其他行業(yè)相比仍存在較高風(fēng)險(xiǎn)，建筑行業(yè)的安全事故發(fā)生率仍然很高。一個重要的原因就是建筑公司對建筑安全管理不夠重視，且相關(guān)的管理人員安全管理意識低下[3]。

3.2 危險(xiǎn)性高

施工安全不是一個小問題，所以國家非常重視工程開展的安全性，近年來，各種安全管理法規(guī)和相關(guān)法規(guī)都在不斷更新和發(fā)布，但是仍然還存在許多的問題。雖然各單位已經(jīng)建立了安全管理部門，但是在不同施工現(xiàn)場的每個施工環(huán)節(jié)中仍然存在一定的安全隱患，有時(shí)還會發(fā)生各種安全事故。圖1顯示了來自某網(wǎng)調(diào)查的有關(guān)建筑安全事故和施工的統(tǒng)計(jì)分析圖。在項(xiàng)目建設(shè)期間，有許多危險(xiǎn)源可能導(dǎo)致發(fā)生安全事故，所以工人的工作情緒和狀態(tài)都應(yīng)保持良好。如果忽略了某些施工細(xì)節(jié)，或者如果施工人員未能及時(shí)消除安全隱患，則很可能導(dǎo)致技術(shù)資產(chǎn)的重大損失，甚至整個項(xiàng)目都會受到嚴(yán)重影響。因此，有效的安全管理和風(fēng)險(xiǎn)源管理是建筑施工的重要組成部分，同時(shí)也是一個很好的施工管理工具。

圖1 施工安全事故造成的傷害統(tǒng)計(jì)分析

4 BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

4.1 合理的場地規(guī)劃

在實(shí)際的發(fā)展中，建筑用地面積相比之前正在逐漸縮小，所以給新的建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施造成一定的困難，目前的建筑安全管理部門正在科學(xué)合理規(guī)劃著建筑物周圍的辦公室和住宅區(qū)。在確保施工安全的同時(shí)，必須要促進(jìn)空間的利用，以滿足企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。通過高效使用BIM 技術(shù)，就可以有效地測量建筑物的空間參數(shù)和建筑物的相關(guān)信息。建立三維模型需要將所需信息完全集成在一起，以便技術(shù)人員可以深入分析建筑物的三維空間位置，這樣不僅可以有效地計(jì)劃站點(diǎn)，還可以正確識別站點(diǎn)內(nèi)的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，并制定高效的預(yù)防和緊急處理計(jì)劃。在傳統(tǒng)的施工方法中，經(jīng)常使用CAD等技術(shù)進(jìn)行計(jì)劃，由于這仍屬于二維展示，很難在三個維度上準(zhǔn)確顯示建筑物的空間位置。如果可以合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，就能夠在三維空間中，可以保證安全距離的有效性，并且可以避免出現(xiàn)建筑材料頻繁運(yùn)輸?shù)膯栴}，也進(jìn)一步改善了建筑空間的利用率[4]。

4.2 用于數(shù)字安全培訓(xùn)的BIM技術(shù)

BIM 技術(shù)在建筑施工安全管理中有很廣泛的應(yīng)用。例如，這種技術(shù)的使用可以精準(zhǔn)確定施工升降機(jī)的出口和外框架之間的距離，使施工更安全。借助這種技術(shù)，還可以準(zhǔn)確模擬施工現(xiàn)場，確定有效相關(guān)信息，并改進(jìn)和完善施工計(jì)劃。施工單位還應(yīng)該定期培訓(xùn)所有的技術(shù)人員和相應(yīng)的建筑工人，尤其是還應(yīng)加強(qiáng)對BIM 數(shù)據(jù)庫的數(shù)字安全培訓(xùn)，以便建設(shè)者和管理者可以提高他們的工作水平。此外，想要合理地應(yīng)用BIM技術(shù)，就需要加強(qiáng)施工人員在實(shí)際施工時(shí)使用大型建設(shè)設(shè)備的能力。傳統(tǒng)的建筑安全管理模式還存在一定問題，所以必須要對其進(jìn)行相應(yīng)地完善，并與現(xiàn)代管理方式相結(jié)合，以有效地促進(jìn)安全管理工作的開展。只有建設(shè)單位完全意識到BIM 技術(shù)的重要性，才會使得現(xiàn)場管理人員和工人可以更好地了解施工的實(shí)際情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱藏的安全問題，并確保施工的安全性。除此之外，還需要提高人員培訓(xùn)的有效性。簡而言之，科學(xué)的管理技術(shù)和合理的培訓(xùn)課程是提高建筑施工安全管理效率的關(guān)鍵[5]。

4.3 使用BIM技術(shù)進(jìn)行三維模擬

隨著建筑業(yè)的快速以及高效發(fā)展，建筑物的規(guī)模和數(shù)量逐漸增加，所以建筑工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也在隨之增加，從而增加了施工管理的難度。為了有效保證建設(shè)項(xiàng)目的順利有序進(jìn)行，就必須要嚴(yán)格監(jiān)控施工過程中的所有環(huán)節(jié)，避免安全事故的發(fā)生，以免造成經(jīng)濟(jì)損失。為了確保施工過程的高效進(jìn)行，采用基于BIM的三維動態(tài)施工仿真技術(shù)，對施工過程進(jìn)行反復(fù)仿真，并對幾個主要環(huán)節(jié)的施工過程進(jìn)行仿真，還需要進(jìn)行多視圖仿真的動畫制作，以縮短施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量和安全管理的有效性。三維模擬分析技術(shù)可以在施工過程中的各個點(diǎn)模擬實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)，從而確保了整體施工的安全性。

4.4 加強(qiáng)建筑工程施工的安全檢查

BIM 技術(shù)在進(jìn)行建筑項(xiàng)目的安全檢查時(shí)具有很大的優(yōu)勢。首先，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中可能出現(xiàn)的專業(yè)碰撞問題，且減少了施工時(shí)間，并避免了在施工過程中出現(xiàn)危及人身安全的問題。其次，這種技術(shù)可以通過對大量數(shù)據(jù)的收集和動態(tài)分析，高效識別施工現(xiàn)場存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，并進(jìn)一步完善施工計(jì)劃。對于施工現(xiàn)場的安全管理，這種技術(shù)的優(yōu)勢還可以體現(xiàn)在對施工的三維碰撞檢查中。這種技術(shù)還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道或結(jié)構(gòu)之間的問題，高效管理和控制了施工安全隱患，并且保證了安全管理工作的高效開展，且減少了施工中的安全隱患[6]。

5 結(jié)束語

綜上所述，對于現(xiàn)階段的建筑工程安全管理工作來說，建筑單位還需要對其進(jìn)行優(yōu)化，以消除傳統(tǒng)安全管理工作中的潛在影響因素。目前，建設(shè)單位可以通過結(jié)合BIM技術(shù)，并充分發(fā)揮這種技術(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)而在一定程度上提高我國建筑工程的發(fā)展水平。因此，改進(jìn)和完善BIM 技術(shù)對建筑工程安全管理具有很大地積極影響，并且也是現(xiàn)階段下高效開展建筑工程安全管理工作的切實(shí)可行的解決方式。如果技術(shù)人員可以充分地掌握這項(xiàng)技術(shù)，那么我國的建筑水平將會得到很大地提高。