裝配式建筑安全管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

靳立磊

（山東高速資源開發(fā)管理集團有限公司，山東 濟南 250101）

裝配式建筑工程項目，是在施工現(xiàn)場將預(yù)制的構(gòu)配件進行組合而形成的一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)模式，裝配式建筑由于是模塊化施工，所以建造速度相對來說更快，在施工的過程中不容易受到氣候等因素的影響。較傳統(tǒng)建筑施工在各個方面的成本都能相對節(jié)約，模塊化施工也使建筑工程項目的整體質(zhì)量水平得到了顯著提高。和傳統(tǒng)的建筑工程項目相比較的過程中，裝配式建筑施工工程更加特殊，施工過程中存在更多的交叉作業(yè)、吊裝作業(yè)以及高空作業(yè)，導(dǎo)致在施工過程中的安全隱患問題變得更加復(fù)雜多樣，通過BIM技術(shù)的使用，能夠提前構(gòu)建裝配式建筑模型，對施工工序中存在的安全問題進行事前評估，提高安全管理水平，促進這種新型建筑模式的發(fā)展和進步。

1 BIM技術(shù)用于裝配式建筑安全管理中的重要價值

BIM技術(shù)的優(yōu)勢展現(xiàn)在可視化、共享性、動態(tài)性模擬上，在裝配式建筑施工安全管理工作中應(yīng)用，可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)施工過程中的各種安全問題，更有助于安全管理的事前控制，體現(xiàn)了其價值所在。

1.1 BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑安全管理中有特殊的技術(shù)優(yōu)勢

首先，在利用BIM技術(shù)構(gòu)建5D立體施工模型，能夠模擬整個工程項目的進度流程以及操作情況，實現(xiàn)對建筑工程項目全生命周期的動態(tài)性模擬和管理工作。也正是基于這種全面的動態(tài)管理，可以分析和了解在裝配式建筑工程項目開展制造過程中存在的各方面安全風(fēng)險問題及缺陷性，能更好地發(fā)現(xiàn)問題并能有針對性地去解決問題。其次，通過BIM建筑模型的可視化，可以讓安全教育培訓(xùn)更加直觀并深入人心，達到安全培訓(xùn)目的，并且為了避免出現(xiàn)因個人不安全的行為造成的安全事故，對施工人員的安全管理一定要更加全面、嚴謹、細致。另外，所有建筑工程的信息都要通過裝配式建筑工程項目團隊來進行匯總，并存儲在BIM立體建筑模型中，實現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)的全部門共享，解決在項目安全管理中存在的信息孤島問題，緩解或杜絕在建設(shè)過程中的信息不對稱和不透明，信息共享渠道更加便捷。

1.2 BIM技術(shù)用于裝配式建筑安全管理有著環(huán)境方面的優(yōu)勢

在傳統(tǒng)的安全管理模式下，裝配式建筑安全管理工作會消耗很多的資源和人員精力。在施工過程中，安全責(zé)任制度落實效果不理想以及安全制度的不健全都可能會導(dǎo)致安全監(jiān)管成效不理想，施工過程中出現(xiàn)問題無法及時解決。隨著國家高質(zhì)量發(fā)展政策提出和對安全生產(chǎn)嚴格要求，在安全管理中對科學(xué)技術(shù)注入和應(yīng)用也提出了更高要求。有關(guān)方面將BIM技術(shù)作為了未來行業(yè)發(fā)展過程中思考和關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)，同時出臺了一系列的政策措施，對其加以規(guī)范，使得BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑管理具有一定前景，從而為BIM技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用提供了良好的環(huán)境基礎(chǔ)。

1.3 BIM技術(shù)用于裝配式建筑安全管理有著獨特的經(jīng)濟優(yōu)勢

在裝配式建筑施工過程中，通過使用BIM立體動態(tài)模型，能夠從不同的環(huán)節(jié)和角度對建筑施工中的安全風(fēng)險進行相應(yīng)的檢查和測試，發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的安全隱患和問題，并通過安全教育培訓(xùn)讓安全風(fēng)險及隱患更加具象性展現(xiàn)在施工人員面前，起到事前控制作用。使施工安全規(guī)劃的效果更加理想。這樣的方式能夠減少因安全事故而帶來的人員傷亡、財產(chǎn)經(jīng)濟損失等問題。通過施工之前的BIM建模安全模擬檢測，及時發(fā)現(xiàn)施工工序中存在的交叉作業(yè)、工序沖突等安全隱患問題，讓工作人員提前掌握施工的情況，對施工中的問題進行改進，使不良的施工問題得到順利解決，同時優(yōu)化了施工成本控制?？傮w來說，基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程的安全管理，安全風(fēng)險得到了更加有效地控制，建設(shè)成本相應(yīng)降低，具有極大的經(jīng)濟優(yōu)勢。

2 準確判斷裝配式建筑安全管理工作的影響因素

社會的進步促進了建筑施工體系的發(fā)展與進步，推動新型建材不斷出現(xiàn)。我國建筑行業(yè)中的重要組成部分之一就是裝配式建筑，在裝配式建筑施工項目中需要使用很多種類的機械設(shè)備，人機協(xié)調(diào)性較為復(fù)雜，如果在施工的過程中對安全問題有所忽視，不能進行有效的事先控制，就有可能發(fā)生安全事故，這樣不但影響施工質(zhì)量，造成不良社會輿論，進而影響企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

2.1 裝配式建筑的施工方案編制不合理

施工方案以及流程對整個工程項目的質(zhì)量和安全性有著指導(dǎo)性作用，施工方案的設(shè)計和規(guī)劃會涉及到整個項目的環(huán)境要素、人工要素、物理要素、技術(shù)要素等不同的方面。由于裝配式建筑施工涉及到各個不同環(huán)節(jié)要素，在編制施工方案時就會難免存在疏漏，尤其是在臨時性的工程項目上表現(xiàn)的會更加明顯。比如在預(yù)制陽臺板、預(yù)制梁等預(yù)制構(gòu)件的施工安裝中，都需要在吊裝環(huán)節(jié)設(shè)置好臨時的支撐體系，如果在施工方案中對于固定的連接方式或者是支撐點的表述不明確就會造成位移偏差，導(dǎo)致裝配式建筑工程項目中的預(yù)制構(gòu)件穩(wěn)定性降低，因此而產(chǎn)生安全方面的事故，對于施工人員造成影響。

2.2 裝配式建筑施工現(xiàn)場的安全隱患存在

在裝配式建筑工程項目中一個重要的特點就是吊裝工具交叉作業(yè)，在施工過程中如果進行高強度的吊裝工作，安全風(fēng)險就會增加。比如當(dāng)塔吊機器設(shè)備出現(xiàn)機械故障或操作人員的失誤，都可能會導(dǎo)致構(gòu)件高空墜落，威脅到地面人員安全性。另外，多設(shè)備在有限空間場地內(nèi)交叉作業(yè)，由于設(shè)備定位存在旋轉(zhuǎn)半徑交叉，造成設(shè)備之間的碰撞，極易造成安全生產(chǎn)事故。

2.3 對人員提供的安全培訓(xùn)不足

要提高工作人員的安全意識，這在很大程度上會直接影響到裝配式建筑施工的安全性，在現(xiàn)場施工前要進行安全教育培訓(xùn)，可以采取定期宣教以及書面考試形式，讓安全操作的直觀效果比較好，同時對于施工中重要的安全要點得到真正體現(xiàn)。在裝配式建筑工程項目中，安全交底環(huán)節(jié)也存在一定的缺陷和不足，工作人員無法按照不同構(gòu)件的分類情況以及施工的層級，對安全交底的問題進行嚴格規(guī)劃和分析，甚至?xí)踩坏坠ぷ髦械牟糠謨?nèi)容直接忽略，導(dǎo)致較低的不完善或不詳細，都會影響到裝配式建筑施工安全培訓(xùn)的最終成果。

2.4 裝配式建筑施工現(xiàn)場布置不充分

裝配式建筑工程項目的施工現(xiàn)場涉及到的內(nèi)容豐富，范圍廣泛。施工過程中，要求不同的專業(yè)人員負責(zé)不同的項目內(nèi)容，組織相應(yīng)的施工工作，不同工種現(xiàn)場布置一般采用物資就近存儲原則，這樣能夠保證施工的便利性，如果裝配式建筑施工場地布置不科學(xué)，那么在進行物資運輸和吊裝時，就可能存在沖突，安全風(fēng)險變大。比如裝配式建筑構(gòu)件的現(xiàn)場存放位置與塔吊旋轉(zhuǎn)半徑之間，如果塔吊和現(xiàn)場構(gòu)件放置之間的距離過大，那么就增加了構(gòu)建的二次運輸，增加成本，同時安全風(fēng)險增大?；蛘咴谒踹\轉(zhuǎn)的過程中就可能會和其他位置的構(gòu)建之間相互產(chǎn)生碰撞，造成碰撞事故，甚至引起其他事故。

2.5 裝配式建筑施工安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案適用性不強

要有一套現(xiàn)場的安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案，這也是為了更好地保障安全生產(chǎn)，使員工在面對突發(fā)事件時可以有效組織應(yīng)急救援或疏散，但這些安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案受施工進度影響，無法開展常態(tài)化演練，只能停留在書面上，或者偶爾組織演練達不到理想效果。一旦出現(xiàn)安全事故，無法及時科學(xué)地組織安全救援或疏散。

3 裝配式建筑安全管理中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 利用BIM技術(shù)針對裝配式建筑工程的施工方案進行優(yōu)化和改進

通過BIM技術(shù)選擇合適的施工方案以及對施工方案進行優(yōu)化，建立相應(yīng)的安全信息模型。通過BIM技術(shù)對施工方案進行三維建模，對預(yù)制構(gòu)件進行仿真處理，使用立體化的模型準確鑒定預(yù)制構(gòu)件施工規(guī)范性。建立動態(tài)施工流程模型，通過施工過程中的碰撞分析和實驗來了解在施工過程中存在的各項安全隱患，優(yōu)化施工方案，提前消除安全隱患。同時也可以根據(jù)系統(tǒng)分析得出數(shù)據(jù)報告，將預(yù)制構(gòu)件的運輸、吊裝、安裝等多個環(huán)節(jié)進行深化改進，使最終的施工方案和工序更符合建設(shè)要求。

3.2 使用BIM技術(shù)對裝配式建筑施工進行安全檢查及預(yù)警

要把重要信息同步，并進行BIM建模，如：裝配式建筑工程項目的進度、設(shè)計變更的信息、安全設(shè)計的驗證以及安全檢查規(guī)則。設(shè)定關(guān)鍵節(jié)點安全預(yù)警紅線，同時配套可視化安全管理系統(tǒng)設(shè)備，更加便利安全管理工作，隨著項目的進展完成相應(yīng)的工作內(nèi)容，在巡檢工作中將重點危險源及風(fēng)險進行電子標(biāo)識、預(yù)警提醒，讓安全檢查工作的時效性以及全面性得到提升。通過BIM技術(shù)建立形成的施工防護體系，能夠明確施工過程中需要防護的關(guān)鍵部位，防范現(xiàn)場的施工人員誤入危險地段而遭遇安全威脅。使用BIM技術(shù)也可以針對裝配式建筑施工現(xiàn)場的各種防護設(shè)施進行進一步模擬檢查，了解施工的狀態(tài)，分析施工過程中的問題。在建筑施工模型中還會包括工程項目所處地區(qū)的氣候條件以及地質(zhì)條件和材料等多方面的因素，BIM技術(shù)也能提供多元化的信息支持?？傮w來說，使用BIM技術(shù)開展裝配式建筑施工的安全管理工作，能保證安全檢查及預(yù)警全面性，讓施工過程中的安全風(fēng)險得到有效控制。

3.3 利用BIM技術(shù)提高安全培訓(xùn)具象性

利用BIM安全信息模型可以展示出裝配式建筑施工過程中使用的各種材料、設(shè)備以及人員的信息參數(shù)，對施工過程中的整個路線和流程進行預(yù)演，得到更加逼真的現(xiàn)場情況以及安全事故的背景，之后可以通過視頻動畫的形式導(dǎo)入VR設(shè)備，為工作人員發(fā)放VR眼鏡以及手柄等輔助設(shè)備，使施工人員感受到身臨其境的感覺。這種新型安全教育更具備形象化，在進行培訓(xùn)的時候，更能調(diào)動起參加安全教育培訓(xùn)人員的積極性，并能增強其興趣，讓施工人員的安全意識水平得到提升，也在一定程度上達到了安全培訓(xùn)的良好效果和目標(biāo)。

3.4 利用BIM技術(shù)針對裝配式建筑施工現(xiàn)場進行優(yōu)化調(diào)整

傳統(tǒng)施工現(xiàn)場布置一般根據(jù)施工圖紙依靠工作人員的想象力來分析安排，在這種模式下，現(xiàn)場的沖突位置也無法得到真實的展現(xiàn)。而BIM技術(shù)通過建立安全信息模型，能夠更好地了解裝配式建筑工程項目所處的地形地貌特點，以及機械設(shè)備和道路設(shè)施的應(yīng)用狀況，創(chuàng)設(shè)場地布置模型。針對裝配式建筑施工現(xiàn)場的塔吊作業(yè)以及車輛運輸，還有構(gòu)件的存放位置進行動態(tài)模擬和分析，了解其中存在的安全隱患，同時，利用全息投影讓現(xiàn)場的布置更加立體展現(xiàn)在工作人員面前，為裝配式建筑工程的安全管理工作開展創(chuàng)造良好條件。

3.5 通過BIM技術(shù)實現(xiàn)施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案常態(tài)化演練

基于BIM技術(shù)信息模型，在其中導(dǎo)入施工現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案，對現(xiàn)場的施工環(huán)境進行全面細致的模擬和分析，利用軟件模擬出救援人員分工、處置流程、人員的疏散路徑以及最佳時間，對現(xiàn)場的人員場景進行動態(tài)化的模擬和分析，保障安全救援或疏散按部就班、有條不紊。使得安全應(yīng)急預(yù)案演練具體化、可視化、具有動態(tài)管理可控性。同時根據(jù)不同階段、不同工種的性質(zhì)制定有針對性的常態(tài)化演練，讓安全應(yīng)急預(yù)案深入人心，讓現(xiàn)場工作人員在實踐環(huán)境中學(xué)習(xí)到安全應(yīng)急技能。同時在這樣的模型背景下，工作人員可以更好地了解在裝配式建筑安全管理中存在的不足，不斷優(yōu)化安全應(yīng)急管理體系，使制定出的應(yīng)急疏散方案和流程和實際情況更加匹配，實用性更佳。

4 結(jié)語

總而言之，將BIM技術(shù)應(yīng)用在裝配式建筑安全管理的過程中，提高了安全管理中的技防水平，能夠增強安全管理事前控制，有效避免安全事故發(fā)生。同時顯著提高施工的質(zhì)量，保障工程項目的進度，也能控制施工的成本，體現(xiàn)出經(jīng)濟性、安全化的施工效果。文章針對裝配式建筑安全管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用方式進行分析，對于工程項目的順利開展具有重要的意義和參考作用，有利于促進健全完善裝配式建筑施工體系。