基于 BIM 技術(shù)的住宅工程施工安全管理探析

王廣衛(wèi)

（山東師范大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014）

0 引言

在住宅工程施工中，因?yàn)槭┕み^程相對(duì)復(fù)雜，再加上施工周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致部分工程施工危險(xiǎn)性偏高，就需要注重對(duì)于施工技術(shù)的合理優(yōu)化。因?yàn)樽≌こ添?xiàng)目安全管理難度偏大，并且施工之中受到影響的因素偏多，不健全、不完善的安全管理制度與體系就會(huì)影響后續(xù)施工管理的順利實(shí)施，進(jìn)而留下諸多安全隱患，引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)安全事故?；谶@一形勢(shì)，為了保障住宅工程的施工安全，就需要合理應(yīng)用 BIM 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)建模優(yōu)化施工，實(shí)現(xiàn)施工管理的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。通過 BIM 技術(shù)模擬演示過程，從而掌握施工過程的重難點(diǎn)，讓施工管理人員能夠?qū)φ麄€(gè)施工過程有所熟悉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃與安排，做好住宅工程從安全管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)，在提升施工管理水平的同時(shí)，也能夠保障項(xiàng)目能順利地開展。

1 BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

1.1 可視化

針對(duì)建筑工程而言，其需要施工圖紙的支持，以往的施工圖紙都是二維形式，但是從二維圖紙中，施工人員是很難發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案存在的不足之處，這樣就會(huì)引發(fā)施工設(shè)計(jì)問題的出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量與安全帶來不同程度的影響。BIM 技術(shù)的使用，能夠很好地解決圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案之中存在的不足，同時(shí)也可以通過 3D 可視化模型的方式，將其直接呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員面前，直接剔除對(duì)施工安全的影響因素，為建筑工程的安全管理奠定良好的基礎(chǔ)條件［1］。

1.2 模擬性

在建筑工程中發(fā)揮 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，主要是通過 BIM 技術(shù)來模擬設(shè)計(jì)方案的具體實(shí)施過程，以此來規(guī)避在實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的安全事故。第一，通過 BIM 技術(shù)，可以模擬施工中可能出現(xiàn)的安全因素，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)糾正問題；第二，通過 BIM 技術(shù)本身?yè)碛械哪M優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)?shí)際施工中無(wú)法完成的項(xiàng)目直接模擬出來，這樣就可以通過設(shè)計(jì)方案科學(xué)性與合理性的提高，從而盡可能將危險(xiǎn)因素降至最低。

1.3 協(xié)調(diào)性

由于建筑工程施工本身具有施工環(huán)節(jié)復(fù)雜、工程量大的特點(diǎn)，很多施工環(huán)節(jié)都要求各個(gè)部門的相互配合才能夠完成。但是通過 BIM 技術(shù)協(xié)調(diào)性的使用，不僅可以確保施工環(huán)節(jié)建筑工程實(shí)現(xiàn)高效的銜接，同時(shí)也能夠滿足工程項(xiàng)目各個(gè)部門與環(huán)節(jié)的實(shí)際需求，從而提升項(xiàng)目施工質(zhì)量的安全性［2］。

2 施工安全管理中 BIM 應(yīng)用的必要性

2.1 科學(xué)管理的需要

在工程項(xiàng)目建設(shè)管理中，科學(xué)性是基本目標(biāo)，只有科學(xué)的施工管理，才能夠獲取根本的效益。但是就目前的住宅施工安全管理而言，還很難保障其科學(xué)性，其主要表現(xiàn)在施工安全管理無(wú)法與設(shè)計(jì)意圖相互的銜接，信息的傳遞局限于二維或者是三維設(shè)計(jì)方式，安全管理人員對(duì)于設(shè)計(jì)者的意圖難以理解，并且在細(xì)節(jié)方面也只能夠通過文字的方式來說明，導(dǎo)致施工人員無(wú)法獲取工程的基本信息，進(jìn)而影響施工管理。施工管理本身就體現(xiàn)出動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn)，在管理之中應(yīng)當(dāng)保障數(shù)據(jù)的一致性、完備性和關(guān)聯(lián)性。通過 BIM 技術(shù)的使用，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的建立，在施工管理之中利用動(dòng)態(tài)化的信息處理方式，以此來保障信息處理的實(shí)效性。并且 BIM 技術(shù)的使用，還可以通過射頻識(shí)別技術(shù)，收集施工中人員、機(jī)具、材料等動(dòng)態(tài)信息，通過控制系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息，這樣就能夠及時(shí)地提示相關(guān)人員盡快移出危險(xiǎn)區(qū)域，以此來規(guī)避事故的出現(xiàn)。而且 BIM 技術(shù)的使用還能夠優(yōu)化施工環(huán)境，以此來提升施工的規(guī)范性［3］。

2.2 提升管理效率的需要

住宅工程項(xiàng)目管理，其包含了立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)等環(huán)節(jié)，施工能夠確保工程項(xiàng)目順利的實(shí)施。住宅工程施工本身具有復(fù)雜性，不僅需要確保不同主體之間能夠相互地配合，并且還要求信息的暢通，其管理效果主要表現(xiàn)在協(xié)同、配合、溝通等方面的實(shí)現(xiàn)。在施工管理中，雖然使用了信息化管理工程，但是其管理主要局限于二維或者三維，雖然可以滿足管理效率的要求，但是局限性必定會(huì)存在，無(wú)法實(shí)現(xiàn)住宅工程多種信息的表達(dá)，管理內(nèi)容也相對(duì)局限。傳統(tǒng)的安全管理手段無(wú)法讓管理人員直觀地認(rèn)知施工內(nèi)容，無(wú)法獲取對(duì)應(yīng)的施工信息，施工圖紙也體現(xiàn)不了非幾何信息，進(jìn)而影響安全管理效率，另外，安全管理也需要保持一定的溝通效率，傳統(tǒng)的安全管理，因?yàn)闇贤〞?huì)影響其實(shí)際的效率。不同主體在傳遞信息都是利用人工的方式，無(wú)法自動(dòng)地傳遞，所以就可能會(huì)阻礙安全隱患的發(fā)現(xiàn)。因此，通過 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以讓安全管理變的更加的高效率。

3 基于 BIM 技術(shù)的住宅工程施工安全管理模型分析

BIM 技術(shù)的住宅工程施工安全管理，需要重點(diǎn)考慮到基于移動(dòng)監(jiān)控軟件，落實(shí)住宅工程安全管理、實(shí)施疏散分析、建立安全管理模型制定應(yīng)急預(yù)案，這樣就能夠滿足住宅工程施工安全管理的分析與探討。

3.1 基于移動(dòng)監(jiān)控軟件 落實(shí)住宅工程安全管理

開展住宅工程施工建模，合理地應(yīng)用 BIM 技術(shù)，能夠通過建立施工模型，明確其鋼結(jié)構(gòu)與建筑內(nèi)部的安全隱患，找準(zhǔn)隱患出現(xiàn)的位置，從而采取合理有效的方式進(jìn)行處理。同時(shí)，針對(duì)住宅內(nèi)部安全出口和求生通道的設(shè)置，能夠構(gòu)建建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部的安全疏散模型。在住宅工程施工之前，需要基于 BIM 技術(shù)來進(jìn)行安全交底，明確安全出口與安全通道的實(shí)際位置，讓施工人員能夠明確安全施工的重要性，這樣就可以降低施工事故的實(shí)際發(fā)生概率［4］。

通過裝配式建筑 BIM 設(shè)計(jì)軟件的 BeePC 軟件，可以滿足住宅工程現(xiàn)場(chǎng)管理的要求，同時(shí)可以找到住宅工程中存在的安全隱患，并且及時(shí)地反饋給管理部門，以便能夠提升對(duì)于安全隱患的處理速度。相關(guān)人員在登錄到對(duì)應(yīng)移動(dòng)監(jiān)控軟件客戶端之后，住宅工程現(xiàn)場(chǎng)施工人員就可以及時(shí)找到留存的安全隱患圖片，從而基于實(shí)際施工情況來進(jìn)行項(xiàng)目參數(shù)的合理選擇，通過互聯(lián)網(wǎng)直接將其傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi)部。針對(duì)移動(dòng)監(jiān)控軟件內(nèi)部系統(tǒng)，可以直接將模型與照片相互連接起來，同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)部界面之中就會(huì)顯示出問題標(biāo)志，相關(guān)人員基于問題點(diǎn)擊，就可以獲取對(duì)應(yīng)的故障信息。在住宅工程施工中，這種方式進(jìn)一步加快了故障的處理速度，最終就可以滿足施工安全問題的反饋與處理時(shí)間的縮短，具體如圖 1、圖 2 所示。

圖1 移動(dòng)監(jiān)控軟件界面

圖2 照片與模型連接

基于 BIM 技術(shù)的使用，住宅工程施工管理可以利用移動(dòng)監(jiān)控軟件來滿足對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)信息的收集，在采集完成之后針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這樣就可以針對(duì)住宅工程施工內(nèi)部的安全問題采取合理有效的解決方式，與 BIM 模型建立對(duì)應(yīng)的連接，直接暴露問題，方便相關(guān)人員把握穩(wěn)定與定位問題。并且在 BIM 技術(shù)的支持下，住宅工程管理可以實(shí)現(xiàn)其工程質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避，這樣才能夠?yàn)楹罄m(xù)的施工奠定良好的基礎(chǔ)條件。

3.2 實(shí)施疏散分析

基于住宅工程施工 BIM 模型的建立，可以在 pathfinder 之中與之相互地融合，在不同情況下，人員的疏散都可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)的模擬，這樣就可以在施工之前就制定合理有效的緊急疏散方案，以此來提升疏散速度。基于 BIM 模型作為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化處理，以此來獲得參考模型。通過 BIM 模型簡(jiǎn)化，能夠展示出疏散視頻，以便獲取最終的直觀參照，能夠?qū)θ藛T緊急疏散一目了然。通過 BIM 模型直接導(dǎo)入人員緊急疏散模擬軟件，其本身對(duì)于接口有一定的要求，不同人員經(jīng)濟(jì)疏散模擬軟件，其對(duì)應(yīng)的格式會(huì)存在差異，為了滿足預(yù)期效果要求，需要進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，找到直接轉(zhuǎn)換的方式，以此來降低報(bào)錯(cuò)概率。通過 DXF 格式，可以實(shí)現(xiàn)兩者之間流暢的導(dǎo)入與導(dǎo)出，以此來提升實(shí)際的瀏覽順暢度。然后與導(dǎo)入完畢的 BIM 模型分析相互結(jié)合起來，這樣就可以明確人員經(jīng)濟(jì)疏散方案。在緊急情況下，工作人員就可以快速地找到安全的疏散口，從而實(shí)現(xiàn)合理的疏散，并且也需要重點(diǎn)關(guān)注建筑疏散指示下人員朝著正確的方向疏散。

但是僅僅按照上述的設(shè)置，還達(dá)不到要求，需要針對(duì)人員的具體屬性進(jìn)行深入的分析與設(shè)置，如人員的高度、疏散速度等。只有將這一部分設(shè)置清楚，才能夠提升人員緊急疏散模擬分析的質(zhì)量，從而基于住宅工程的實(shí)際情況來進(jìn)行參數(shù)數(shù)值的合理調(diào)整，獲取高質(zhì)量的參考數(shù)值，以便在住宅工程中發(fā)揮緊急疏散模擬分析軟件的作用?；谌藛T緊急疏散模擬動(dòng)畫，可以將住宅內(nèi)部不同時(shí)間人員經(jīng)濟(jì)疏散的基本情況和軌跡加以明確，以此來掌握人員數(shù)量，避免出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，同時(shí)也可以結(jié)合模擬動(dòng)畫來進(jìn)行優(yōu)化改造，針對(duì)模擬動(dòng)畫之中出現(xiàn)的問題及時(shí)地解決，以此來滿足住宅工程的安全管理需求。在人員疏散分析中，還能夠自主生成數(shù)據(jù)表，能夠幫助人員獲取對(duì)應(yīng)的變化值，這樣就可以了解區(qū)域疏散過程中的人數(shù)變化情況。在開展住宅工程施工中，合理地應(yīng)用人員緊急疏散模擬軟件，能夠合理調(diào)整疏散通道口的實(shí)際寬度，從而避免人員疏散過于擁擠，也能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)人員提供安全保障。

3.3 建立安全管理模型制定應(yīng)急預(yù)案

在住宅工程施工安全管理中應(yīng)用 BIM 技術(shù)，能夠完成安全管理 BIM 應(yīng)用建設(shè)，并且針對(duì)其進(jìn)行合理的分類，將其直接劃分成為數(shù)據(jù)層、模型層和應(yīng)用層。第一層，數(shù)據(jù)信息主要來源于設(shè)計(jì)初期的 BIM 模型，在 BIM 技術(shù)的支持下，可以創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的參數(shù)化模型和使用進(jìn)度計(jì)劃中存在危險(xiǎn)源分類和對(duì)應(yīng)的識(shí)別信息庫(kù)；第二層，包含實(shí)際的施工應(yīng)用，如施工動(dòng)態(tài)模擬和安全檢查。在 BIM 系統(tǒng)下，能夠有效審閱項(xiàng)目信息，這樣才可以滿足動(dòng)態(tài)化的可視化目標(biāo)；第三層，這是針對(duì)住宅施工動(dòng)態(tài)模擬與安全培訓(xùn)加以模擬，這樣就可以完善其安全計(jì)劃，以此來降低建筑住宅工程的施工事故發(fā)生概率。在開展住宅工程施工中，維護(hù)階段也會(huì)出現(xiàn)突發(fā)事件，如設(shè)備緊急更換、人員緊急疏散等。為了有效及時(shí)地處理突發(fā)事件，在使用 BIM 模型后，可以有效地解決存在的問題，為住宅工程的穩(wěn)定運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)條件。如果在施工之中出現(xiàn)了嚴(yán)重的事故，那么就會(huì)直接影響工程的施工進(jìn)度，甚至還會(huì)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。在住宅工程中應(yīng)用 BIM 模型，可以滿足數(shù)據(jù)的快速查找與使用，能夠確保第一時(shí)間及時(shí)地進(jìn)行處理，以此來防范意外事故的出現(xiàn)［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，雖然現(xiàn)階段我國(guó)建筑工程安全管理已經(jīng)取得了一定的成效，但是為了能夠消除安全管理工作中潛在的危險(xiǎn)因素，還需要相關(guān)人員能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)上的共同探討。目前，BIM 技術(shù)的使用，可以推動(dòng)建筑工程發(fā)展水平的進(jìn)一步提高。所以，在建筑工程的安全管理中，就需要使用 BIM 技術(shù)來進(jìn)行合理的優(yōu)化與改進(jìn)，這樣才能推動(dòng)建筑工程安全管理朝著更高的目標(biāo)發(fā)展。不難看出，BIM 技術(shù)在當(dāng)前住宅工程施工中的應(yīng)用，不僅僅是一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)，同時(shí)也是一項(xiàng)有效的解決問題途徑，希望廣大技術(shù)人員能夠認(rèn)真地分析與對(duì)待這一項(xiàng)技術(shù)，最終通過 BIM 技術(shù)的合理使用，讓建筑水平更能夠邁上全新的臺(tái)階。Q