基于BIM技術(shù)的建筑工程安全管理

尚賓 孫毅然

廣東空港置業(yè)有限公司 廣東 廣州 510080

引言

建設(shè)工程項目實施中，安全問題是一個值得重視的問題，而如何在項目工程中提高安全管理水平，推動項目的有序開展，是近年來該領(lǐng)域研究的重點。在新時代的背景下，運(yùn)用多種科技手段，可以提升安全管理的水平，BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以利用可視化建模的方法，通過模型的構(gòu)建來對工程項目進(jìn)行管理，極大地提升了整個工程的安全性，下面就這一技術(shù)的實施要點展開討論。

1 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)因其具有全過程的特點而被普遍采用，從理論上講，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對項目的多層面和機(jī)動性的管理，從而達(dá)到工程的安全管理目的。具體來說，BIM技術(shù)中的管理層次與動態(tài)數(shù)據(jù)有關(guān)，從而與傳統(tǒng)安全管理技術(shù)的數(shù)據(jù)可見性特征有所區(qū)別而被合理運(yùn)用，極大地提高了工程的效率。所以，現(xiàn)在大部分的建筑工程在使用BIM技術(shù)進(jìn)行安全管理時，都會基于其相應(yīng)的模型建立，也就是用相應(yīng)的BIM信息化技術(shù)模型來取代傳統(tǒng)的人工管理，這樣就可以減少各個方面的成本投入和資源消耗。但是，與之相對應(yīng)的是，BIM技術(shù)的實施，需要對BIM的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時更新，才能保證其應(yīng)用效果的最大化和最優(yōu)化[1]。

2 BIM技術(shù)安全管理特性

經(jīng)過一段時期的BIM技術(shù)應(yīng)用后，相關(guān)學(xué)者將BIM技術(shù)在安全管理方面的特性進(jìn)行了整合，即真實化、高效化以及機(jī)動化等。BIM技術(shù)安全管理的真實化特征即BIM技術(shù)通過對應(yīng)的三維模型進(jìn)行實際操作的試驗，從而保證不同階段中安全管理的有效性。眾所周知，BIM技術(shù)最直觀的表現(xiàn)即三維模型的建立，以此，技術(shù)人員便擁有實時獲取以及操作相關(guān)數(shù)據(jù)的能力，進(jìn)而有組織地對施工各個階段進(jìn)行安全管理，從人力、財力、物力等各個方面降低能耗，大幅度提升工程效益。同時，由于建筑工程在實際作業(yè)中往往因環(huán)境、地理等問題會產(chǎn)生諸多異化現(xiàn)象，所以BIM技術(shù)的模擬功能便顯得尤為關(guān)鍵。具體而言，BIM技術(shù)通過相關(guān)信息的采集與模擬，例如結(jié)構(gòu)位置、形式等等，以分析的方式幫助相關(guān)人員進(jìn)行安全預(yù)防，并且，在面對不同類型的建筑作業(yè)時，安全預(yù)防的作用更為顯著，因此，對于安全事故而言，BIM技術(shù)的模擬能力十分重要。另外，BIM技術(shù)安全管理的機(jī)動化特征意味著它本身對于各種形式、類別的建筑作業(yè)，以及不同環(huán)境下的施工安全管理都具有較大優(yōu)勢。

3 建筑工程安全管理現(xiàn)狀

我國對于建筑工程的需求量較大，而城鎮(zhèn)化的發(fā)展需求也決定了我國在此階段的發(fā)展過程中必須重視建筑工程安全管理?？傮w而言，我國建筑工程的數(shù)量與安全事故的數(shù)量呈正比上升狀態(tài)，由此可得出，目前我國日益增長的施工量并未提高我國建筑施工安全管理的意識，這種以社會性損失代替經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方式并不可取，我國建筑工程安全管理現(xiàn)狀必須得到改善，從而以相對合理的、科學(xué)的措施，幫助建筑工程行業(yè)妥善發(fā)展。對于建筑工程安全管理本身而言，其不僅代表社會發(fā)展的狀態(tài)，更是將國家各個體系、層面的力量再凝固的過程。因此，重視建筑工程安全管理勢在必行，這不僅僅關(guān)乎施工方的成本與效益，更關(guān)系到施工人員與社會居民的生命、財產(chǎn)安全[2]。

4 基于BIM技術(shù)的安全管理策略

4.1 在施工場地立體規(guī)劃

在發(fā)達(dá)國家的眾多建筑施工安全管理當(dāng)中，其多以BIM技術(shù)進(jìn)行場地的立體規(guī)劃，從而建立合理化的施工空間。具體即通過BIM技術(shù)的施工方案動態(tài)模擬，以規(guī)劃性的方式，將機(jī)械作業(yè)、人工作業(yè)等進(jìn)行提前設(shè)計，以空間設(shè)計的時效性作為施工前提，幫助后續(xù)施工建立一個相對平衡的、安全的施工空間與邏輯，進(jìn)而避免施工因素的復(fù)雜化，降低施工風(fēng)險。通常在大型器械作業(yè)過程中，往往會存在較大的阻礙，即如塔吊的操作空間等，通過BIM動態(tài)布置的確定，一方面能夠為塔吊建立行之有效的操作空間，另一方面，還能夠避免因多座塔吊的重復(fù)性作業(yè)，而出現(xiàn)碰撞問題。在BIM動態(tài)模擬技術(shù)與信息采集的共同作業(yè)下，塔吊的相關(guān)數(shù)據(jù)會被BIM技術(shù)實時確立，在直觀化的動態(tài)運(yùn)動下，塔吊的實際作業(yè)方案便更為可靠、科學(xué)。

4.2 危險識別

在建筑工程行業(yè)中，危險因素的數(shù)量不可謂不多，而危險因素的存在又對整個工程項目的影響十分重大，即其將影響到如工程成本、工期、安全、效益等等，所以通常在建筑工程施工的各個階段，都會設(shè)定相關(guān)技術(shù)或人員進(jìn)行專門的危險識別。而以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的危險識別則具有十分顯著的預(yù)防性。具體而言，BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)模型可視化、規(guī)劃性特征首先為該技術(shù)提供了較為科學(xué)的危險識別功能。在面對諸如整體性的建筑結(jié)構(gòu)、框架模擬時，BIM技術(shù)可以通過模型建立的正確與否，提前識別該建筑的整體性問題；而當(dāng)面對較為細(xì)節(jié)性的建筑構(gòu)件等的模擬時，BIM技術(shù)能夠以相關(guān)數(shù)據(jù)的實時顯示，為相關(guān)人員提供較為合理的計算基礎(chǔ)。同時，BIM技術(shù)在施工過程中的危險識別以射頻技術(shù)為主，從而防止在施工階段中的危險因素遺漏，幫助相關(guān)人員降低識別風(fēng)險，提醒現(xiàn)場人員事先采取預(yù)防措施。另外，在施工數(shù)量與日俱增的基礎(chǔ)上，我國建筑施工的難度也逐漸增加，各具特色的建筑層出不窮，那么隨之而來的，自然也有各類形態(tài)各異的危險因素。在該環(huán)境下，BIM技術(shù)的4D動態(tài)模擬技術(shù)可以有效針對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)模擬，通過視點的多樣化呈現(xiàn)，幫助施工人員建立較為全面的危險識別觀念與視角。就區(qū)域性危險識別而言，BIM技術(shù)也擁有對應(yīng)的報警系統(tǒng)，即通過相關(guān)禁入?yún)^(qū)域的設(shè)定，在作業(yè)人員進(jìn)入相關(guān)區(qū)域時及時報警，幫助作業(yè)人員建立較為全面的安全作業(yè)意識，避免因失誤作業(yè)而產(chǎn)生安全事故?？傮w而言，BIM技術(shù)無論是對于整體性、階段性、細(xì)節(jié)性等的危險識別均具有一定的科學(xué)性，并且通過區(qū)域性的危險識別功能，更為它提供了較為全面的安全管理能力[3]。

4.3 安全監(jiān)控

在安全監(jiān)控領(lǐng)域，BIM以其智能的系統(tǒng)運(yùn)作方式，為各類建筑物的運(yùn)營提供了機(jī)動性的安全保證。具體地說，BIM技術(shù)的安全管理系統(tǒng)自身的智能特性，讓它可以識別出建筑安全管理的類型，并在此基礎(chǔ)上建立有針對性的安全防范措施，配合技術(shù)人員的安全管理設(shè)置，在雙重保障下的安全監(jiān)控操作將更加科學(xué)。一般而言，在制定安全監(jiān)控措施時，必須以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，以安全操作規(guī)劃為原則，從而確保后期措施的合理性。同時，基于BIM的實時動態(tài)安全監(jiān)測，使其具有高效率、高效果的監(jiān)測能力。具體來說，就是BIM技術(shù)利用工程信息的實時獲取，保證了自身對施工安全狀態(tài)的監(jiān)視與控制能力，從而確保安全管理措施的正確執(zhí)行。除此之外，高頻率的全程監(jiān)控也為BIM技術(shù)對施工每一個階段的監(jiān)控提供了便利。在動態(tài)、全程監(jiān)控的情況下，可以極大地增強(qiáng)上游作業(yè)人員與下游作業(yè)人員之間的信息流動透明化，從而降低了安全監(jiān)控的能耗。一方面，提升了施工環(huán)節(jié)的施工效率，另一方面，也提升了各部門團(tuán)隊協(xié)作的能力。

4.4 虛擬應(yīng)急逃生

就BIM技術(shù)的虛擬應(yīng)急逃生功能而言，是傳統(tǒng)的人力安全管理所無法比擬的。一般情況下，使用BIM技術(shù)安全管理的虛擬應(yīng)急逃生技術(shù)進(jìn)行逃生演練，一方面可以大幅度降低實地演練的人力、物力、時間消耗，另一方面，也可以從多方面、多層次進(jìn)行應(yīng)急問題預(yù)防。在傳統(tǒng)應(yīng)急演練中，預(yù)案演練的方式具有十分明顯的危險突發(fā)性，從而為工程作業(yè)提供了諸多阻礙，而人員培訓(xùn)則說明該演練形式具有短暫性、應(yīng)付性，在突發(fā)問題中，往往無法為工程安全提供有利條件。而BIM的虛擬應(yīng)急逃生系統(tǒng)相對而言更具科學(xué)性、全面性，即通過場景搭建來完成實際場地的模擬，以多形式、多層次的應(yīng)急事件作為模擬，可以為技術(shù)人員提供多重視角，進(jìn)而構(gòu)建相對完整的、全面的、有效的應(yīng)急措施，大幅度降低人員培訓(xùn)的時間，提高施工人員的應(yīng)急能力，在逃生通道的設(shè)定上更符合科學(xué)性要求[4]。

4.5 立體安全技術(shù)交底

在安全技術(shù)交底方面，傳統(tǒng)方式與BIM技術(shù)相比，落后性是顯而易見的。一般情況下，傳統(tǒng)的安全技術(shù)交底工作均以相關(guān)人員的書面交流、口頭講解為主，這種帶有口頭傳達(dá)性質(zhì)的交底方式，無法保證相關(guān)人員深入了解到安全技術(shù)，很大程度上影響了技術(shù)人員的信息溝通。而BIM技術(shù)則可以實現(xiàn)立體的安全技術(shù)交底，同樣的，BIM的立體安全技術(shù)交底也是通過三維動態(tài)模型實現(xiàn)的，即相關(guān)人員通過可視化的模型運(yùn)動，配合口頭講解，從而將相關(guān)安全技術(shù)實時呈現(xiàn)，以具象化的交底方式代替口頭傳達(dá)，避免了技術(shù)人員理解不夠深入的問題。同時，BIM技術(shù)在安全操作上的優(yōu)勢也十分明顯，即將相關(guān)安全操作進(jìn)行動畫演示，以二維碼的形式現(xiàn)場張貼，幫助工作人員重復(fù)、深入地了解相關(guān)安全技術(shù)要領(lǐng)。以此，安全技術(shù)交底工作的深入性、科學(xué)性、效率性便得到同步實現(xiàn)，同時，施工人員的安全施工意識也得到顯著增強(qiáng)。

4.6 核查三維碰撞情況

以往，工作人員經(jīng)常用2D圖來檢驗部件的碰撞，但2D圖很難給出一個直觀的結(jié)果，這就增加了碰撞檢驗的難度，也很容易出現(xiàn)各種各樣的檢驗漏洞。而利用BIM的可視化特性，可以實現(xiàn)對3D碰撞問題的精確驗證，對不同流程的設(shè)計工作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，降低碰撞風(fēng)險，避免反復(fù)返工。此外，一線施工者應(yīng)發(fā)揮BIM技術(shù)的防碰撞效能，優(yōu)化3D結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行施工模擬測驗，降低各種施工安全事故的概率。比如，工作人員可以在BIM模型中輸入物料堆積場地、工程車輛行駛線路、基坑施工和物料吊裝等各方面的工序內(nèi)容及指標(biāo)，利用模型模擬挖掘機(jī)行走情況以及吊裝設(shè)施架設(shè)情況，評估是否出現(xiàn)空間碰撞問題，從而處理好施工管理期間的安全問題。

4.7 教育培訓(xùn)

BIM技術(shù)中的信息量也是一大特色，即將相關(guān)教育信息進(jìn)行針對性設(shè)定，從而幫助多工種作業(yè)人員在基礎(chǔ)培訓(xùn)的同時，進(jìn)一步加深自身的安全作業(yè)理念。具體來說，首先要求相關(guān)人員必須接受基礎(chǔ)的安全作業(yè)培訓(xùn)，保證其具備施工安全信息的接收能力；其次，以BIM技術(shù)對各個工種的安全施工信息收集為基礎(chǔ)，針對性地為各個工種的安全施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。以此，區(qū)別于傳統(tǒng)口頭教育的方式，可視化的體驗式安全施工教育更為各個工種的安全施工提供了參考，從而使施工人員在作業(yè)過程之中謹(jǐn)記施工安全的重要性，避免因施工安全教育培訓(xùn)不到位而造成施工延期，甚至人員傷亡等。對于施工方而言，BIM技術(shù)的科學(xué)性安全施工教育培訓(xùn)不僅僅意味著施工成本的降低，更代表了施工效率、施工效益等的顯著提高；對于施工人員而言，不同教育水平、信息接收能力的人群均可以較為直觀地感受到施工安全事故的影響，進(jìn)而為自身創(chuàng)造較為深刻的記憶條件，避免自身遭受生命、財產(chǎn)損失[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，BIM在建筑工程安全管理中的優(yōu)勢涉及各個方面，這也是BIM得到廣泛應(yīng)用的根本條件。但是，盡管BIM技術(shù)給目前的建筑工程安全管理帶來了很多方便，但它還須得到建筑行業(yè)的大力支持，只有這樣，才能讓BIM技術(shù)得到更好的發(fā)展，才能為建筑行業(yè)創(chuàng)造出更加健康、安全、合理、科學(xué)的工作環(huán)境。