BIM技術(shù)在高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理中的應(yīng)用研究

張 林 云南地礦建設(shè)工程有限責(zé)任公司

1 前言

BIM技術(shù)屬于一種新型的項(xiàng)目技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目全過(guò)程的管理，還可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效處理。這種技術(shù)在高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理中的應(yīng)用，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的安全問(wèn)題，優(yōu)化管理流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)此施工項(xiàng)目的全過(guò)程管理，從而為我國(guó)建筑行業(yè)在社會(huì)中的穩(wěn)定發(fā)展提供條件。

2 BIM技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)建筑設(shè)備和管理方案已經(jīng)在新時(shí)代下得到了完善和創(chuàng)新，但是在一些特殊和復(fù)雜的建設(shè)中還是存在一定的安全問(wèn)題。特別是在我國(guó)城市化進(jìn)程高速發(fā)展的背景，高層建筑項(xiàng)目越來(lái)越多，其中的基礎(chǔ)設(shè)備規(guī)模也越來(lái)越大。因此，21世紀(jì)，要想提高我國(guó)建筑業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的核心力，需要完善管理機(jī)制，加強(qiáng)對(duì)不同先進(jìn)技術(shù)的有效應(yīng)用，分析建筑業(yè)在發(fā)展中所存在的危險(xiǎn)。

相關(guān)資料顯示[1]，我國(guó)在2016年，共發(fā)生了房屋工程安全事故634起，高層建筑施工中的安全施工更多，并且即使是在產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大以及相關(guān)管理制度不斷完善的今天，在具體的施工中還是存在安全事故，要想解決此問(wèn)題，需要加強(qiáng)對(duì)安全管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用。可以說(shuō)BIM技術(shù)是一項(xiàng)為工程建設(shè)領(lǐng)域所打造的數(shù)據(jù)化技術(shù)，它可以對(duì)各方各技術(shù)的信息進(jìn)行整合，然后在此基礎(chǔ)上建立建筑信息模型，將簡(jiǎn)單數(shù)字信息進(jìn)行整合，讓其可以形成反映建筑的真實(shí)信息。

同時(shí)，此技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)信息之間的共享，為建筑單位和安全管理人員提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，以此做出更完善的項(xiàng)目的決策，加強(qiáng)對(duì)其中成本的有效控制，實(shí)現(xiàn)資源利用地最大化。

3 BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)

要想保證BIM技術(shù)在高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理中應(yīng)用的有效性，需要對(duì)此技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

①BIM的建筑信息模型，可以實(shí)現(xiàn)建筑整個(gè)過(guò)程的可視化，所以不管是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，還是施工建造過(guò)程中的溝通交流等一般都是在可視的狀態(tài)下完成的。

②一體化。BIM技術(shù)是貫穿于施工和安全管理等工作中的一種技術(shù)方式，可以以計(jì)算機(jī)三維模型為數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)核心，然后在此基礎(chǔ)上整合全壽命周期中的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑過(guò)程的一體化管理。

③BIM技術(shù)可以通過(guò)對(duì)工程對(duì)象特點(diǎn)的分析，然后應(yīng)用3D幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系的描述，讓其中的信息更完善。BIM技術(shù)還可以通過(guò)對(duì)參數(shù)的調(diào)整，反映不同構(gòu)件間的關(guān)系的，調(diào)整參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)新模型的建立和分析。

4 BIM技術(shù)下的高層建筑施工安全管理模型

4.1 安全管理模型

要想在BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑施工中的信息和內(nèi)容進(jìn)行全面管理，需要建立安全模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同模型的分級(jí)。

首先是數(shù)據(jù)層。在此層中，要明確其中的數(shù)據(jù)源，主要是來(lái)自設(shè)計(jì)階段，并由建模軟件所創(chuàng)建的BIM參數(shù)化模型。還需要對(duì)其中的使用進(jìn)度計(jì)劃軟件進(jìn)行編制，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)度信息的整合，對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行分類和識(shí)別。

其次是模型層。在對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其主要包括的施工階段信息的具體應(yīng)用，如動(dòng)態(tài)施工模擬等?？梢酝ㄟ^(guò)BIM施工管理系統(tǒng)的應(yīng)用，讓復(fù)雜項(xiàng)目信息和參數(shù)更加簡(jiǎn)單，為工作人員的審閱和漫游提供便利，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)信息的可視化。

最后為應(yīng)用層。其主要功能是對(duì)動(dòng)態(tài)施工的模擬和危險(xiǎn)源識(shí)別等內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，然后在此基礎(chǔ)上完善施工安全的管理方案，從而減少其他因素對(duì)施工過(guò)程的影響。

4.2 建筑物BIM模型

這種模型一般是通過(guò)BIM建模進(jìn)行疏散分析的，可以將模型更好地導(dǎo)入到專業(yè)的分析軟件中，然后通過(guò)對(duì)各類不同人群綜合能的設(shè)置，更加準(zhǔn)確地模擬整個(gè)建筑物在緊急情況下的疏散情況，完善高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理流程，預(yù)先設(shè)置有效的疏散方案。此外，這種模型還能夠通過(guò)模擬結(jié)果，對(duì)BIM模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。

在此過(guò)程中，技術(shù)人員還可以根據(jù)已經(jīng)導(dǎo)入的三維模型，對(duì)相關(guān)的安全管理方案進(jìn)行全面分析，主要目的是確定在緊急情況下，疏散方案可以有效實(shí)施，并且有緊急情況發(fā)生的時(shí)候，建筑中的工作人員能夠就近找到合理的安全疏散出口。此外，在對(duì)其進(jìn)行疏散的時(shí)候，還需要考慮到建筑中的疏散指示，讓相關(guān)的人員可以按照引導(dǎo)方向逃離。還需要設(shè)置不同區(qū)域的人員峰值，然后在此基礎(chǔ)上直觀地驅(qū)逐區(qū)域中的設(shè)置人員，從而不斷降低安全事故的發(fā)生率。

5 BIM技術(shù)在高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理中的應(yīng)用

5.1 開(kāi)展施工檢查工作

現(xiàn)如今，我國(guó)高層建筑項(xiàng)目越來(lái)越多，但是由于其中所涉及的內(nèi)容多，施工環(huán)境復(fù)雜，所以需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理的力度，加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)地有效應(yīng)用，可以結(jié)合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容積極開(kāi)展嚴(yán)格的檢查工作。同時(shí)，技術(shù)人員還可以使用BIM技術(shù)對(duì)不同的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行提前模擬，讓其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都可以得到具體化，優(yōu)化各個(gè)實(shí)際操作環(huán)節(jié)的流程，進(jìn)而保證施工檢查的有效性和安全性。

例如，某個(gè)工程項(xiàng)目可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合理論和實(shí)際內(nèi)容的結(jié)合，然后實(shí)施以下措施，對(duì)高層建筑施工人員的墜落進(jìn)行預(yù)警，將項(xiàng)目的平面圖輸入到Revit軟件中，然后在此基礎(chǔ)上建立三維BIM模型。

在此過(guò)程中，需要明確網(wǎng)站上的所有實(shí)時(shí)信息以及預(yù)警信息都會(huì)反映在BIM模型中，可以結(jié)合其中的具體內(nèi)容，輸入不同工人的射頻識(shí)別標(biāo)簽資料，然后在此基礎(chǔ)上設(shè)定每個(gè)工人的相應(yīng)權(quán)限，讓他們?cè)诎踩秶鷥?nèi)完成施工?，F(xiàn)場(chǎng)的各危險(xiǎn)施工區(qū)域還需要設(shè)置射頻識(shí)別天線等設(shè)備，主要目的是確保此信號(hào)可以覆蓋在此區(qū)域中，從而保障施工檢查工作的順利進(jìn)行。

5.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)地的立體規(guī)劃

在應(yīng)用BIM技術(shù)規(guī)劃高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地的過(guò)程中，為了保證日后施工的安全性，需要對(duì)新建筑物周圍的建筑空間和位置數(shù)據(jù)等進(jìn)行測(cè)量，然后運(yùn)用BIM技術(shù)，對(duì)其中的不同信息進(jìn)行綜合性集合，創(chuàng)建一個(gè)完善的三維模型。相關(guān)的項(xiàng)目決策工作人員還要依據(jù)三維的模型，對(duì)不同的建筑物立體空間和位置進(jìn)行合理布置，結(jié)合施工具體順序，對(duì)有限場(chǎng)地進(jìn)行更規(guī)范化。在此過(guò)程中，需要盡量避免對(duì)其他的建筑流程帶來(lái)影響[2]。

由于CAD平面圖不能對(duì)各建筑物的空間位置進(jìn)行判斷，這會(huì)導(dǎo)致安全距離不合格，所以需要對(duì)其進(jìn)行重復(fù)多次的搬運(yùn)，從而保證施工材料應(yīng)用的穩(wěn)定性。

5.3 準(zhǔn)確識(shí)別施工安全管理中的危險(xiǎn)因素

由于高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工的難度大，內(nèi)容的多，要想保證安全管理制度在其中的有效實(shí)施，預(yù)防其他因素對(duì)施工安全的影響，需要對(duì)不同的危險(xiǎn)因素進(jìn)行提前控制和識(shí)別，然后在此基礎(chǔ)建立安全管理方案。此外，在BIM技術(shù)下，其中存在不同的建筑施工安全管理信息，并且不同體系中也包含了各種信息，如建筑的構(gòu)件信息和施工進(jìn)度的等。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的綜合性管理，更好地識(shí)別危險(xiǎn)源，需要運(yùn)用4D模型將其進(jìn)行立體呈現(xiàn)，幫助施工人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的危險(xiǎn)隱患，結(jié)合不同的危險(xiǎn)源，采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行處理，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

例如，在對(duì)危險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要加強(qiáng)其與射頻識(shí)別技術(shù)的有效結(jié)合，只有這樣才可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)中的風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)其進(jìn)行預(yù)先識(shí)別，然后提前采取應(yīng)對(duì)措施對(duì)其進(jìn)行處理。

5.4 建立施工安全監(jiān)控機(jī)制

BIM技術(shù)平臺(tái)不僅可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，還可以建立模擬施工模型，在基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)頻率較高的智能監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)高層建筑工程施工的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，優(yōu)化管理流程，并且還需要結(jié)合監(jiān)控管理主體的實(shí)際情況，完善相關(guān)的監(jiān)督機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)施工的安全管理。

在此過(guò)程中，多個(gè)部門(mén)之間需要緊密配合，分析安全管理和施工措施執(zhí)行的實(shí)際情況，然后在全方位監(jiān)控下，結(jié)合不同狀況對(duì)整個(gè)施工管理方案進(jìn)行調(diào)整，從而保證施工安全管理的科學(xué)性和有效性。

5.5 加強(qiáng)施工安全教育培訓(xùn)

雖然大部分的建筑施工單位加強(qiáng)了BIM技術(shù)在高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理中的應(yīng)用，但是由于一些施工人員的安全意識(shí)不強(qiáng)，所以整體的安全管理效果并不好。因此，需要加強(qiáng)施工安全的教育力度，豐富其中的內(nèi)容。在施工入場(chǎng)前，要熟悉相關(guān)的安全須知，規(guī)范施工操作人員的行為。

可以應(yīng)用BIM中的各種數(shù)據(jù)信息，開(kāi)展施工安全教育和培訓(xùn)過(guò)程，在常規(guī)化安全教育的基礎(chǔ)，結(jié)合不同施工專業(yè)的需求，開(kāi)展具有針對(duì)性的安全管理培訓(xùn)，強(qiáng)化工作的安全意識(shí)，讓每個(gè)工作人員都能夠認(rèn)識(shí)到自身在施工過(guò)程中要注意的安全隱患問(wèn)題。施工人員還要切身體會(huì)到不同的安全隱患，減少安全教育培訓(xùn)時(shí)間，降低這部分的資金和精力的投入，以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，保證安全教育的靈活性，加強(qiáng)施工人員對(duì)高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理工作的重視。

5.6 完善效果評(píng)價(jià)機(jī)制

安全管理是高層建筑工程施工中的主要內(nèi)容，更是此工程順利實(shí)施的保障。基于此，為了通過(guò)施工安全管理的整體效果，加強(qiáng)了對(duì)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，在此技術(shù)的基礎(chǔ)上，完善了效果評(píng)價(jià)機(jī)制。BIM高層建筑模型是目前安全管理工作中的主要?jiǎng)討B(tài)控制措施，并且技術(shù)人員還可以通過(guò)對(duì)仿真模擬方式的有效應(yīng)用，在不同的角度對(duì)安全檢查和動(dòng)態(tài)施工模擬效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)其中的危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別，調(diào)整施工安全計(jì)劃的方案，然后在為施工安全的順利進(jìn)行提供保證[3]。

在完善效果評(píng)價(jià)機(jī)制時(shí)，還需要加強(qiáng)三維BIM模型和RFID技術(shù)地有效相結(jié)合，更好地防止施工人員在高處墜落，預(yù)防其他安全事故的發(fā)生。在此過(guò)程中，還可以利用靜動(dòng)態(tài)三維模型，結(jié)合高層建筑中的特殊疏散模擬特點(diǎn)，對(duì)不同的施工階段進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其中可能發(fā)生的火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警，強(qiáng)化疏散速度。

此外，還可以在確保施工人員安全性的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的合理布局，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑整體結(jié)構(gòu)的化，加強(qiáng)對(duì)樁基材料和儀器應(yīng)用情況的評(píng)價(jià)，然后結(jié)合具體的評(píng)價(jià)結(jié)果，有效地利用空間，為建筑工程人員的逃生提供更多的空間和途徑，不斷優(yōu)化高層建筑現(xiàn)場(chǎng)施工流程，進(jìn)一步完善安全管理體系。

6 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)在高層施工安全管理中的作用是非常大的，可以建立新的高層施工安全管理體系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的危險(xiǎn)因素，然后對(duì)其進(jìn)行有效處理，進(jìn)而保證整體高層施工的安全性。