BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 77 BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用研究 夏得宝 杨忠坤 王本庆 青岛福瀛建设集团有限公司，山东 青岛 266520 摘要：摘要：在建筑工程大规模建设的背景下，建设周期普遍较长，技术含量高，整个施工阶段都易受到多种因素的影响及干扰，施工安全管理的难度及复杂性都有所上升。因此，需加强对 BIM 技术的应用，提高施工安全管理的科学性及有效性，对各个施工环节的危险源进行全面排查，准确识别安全风险，构建起安全稳定的现场作业环境，从根本上消除安全隐患。本文本文就对 BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用展开研究及讨论。关键词：关键词：BIM 技术；建筑施工；安全管理；应用 中图分类号：中图分类号：TU714 1 BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用价值 1.1 BIM 技术的特征 首先，BIM 技术具有协调性特点。由于建筑工程建设中涉及多个学科及专业领域，要想提高各工序的衔接性，实现高标准、高质量的工程建设目标，就需基于BIM 技术对各流程及各部门进行组织协调，通过将建筑项目的不同学科领域的信息集成在一个数字模型中协调及优化，包括建筑结构、机电管道、给排水、暖通空调、消防安全等方面的信息，避免不同学科之间的冲突和错误，提高建筑项目的整体效率和质量；其次，可视化特点。通过对 BIM 技术的三维模型数据进行应用，能够将工程项目的设计方案及施工方案以更为立体、形象的方式展现出来，提高设计的合理性及可操作性。在施工安全管理中，可通过模型排查及辨别施工现场存在的危险源及安全隐患，便于制定出可行性的安全管理及突发事件突发事件的应对措施；第三，模拟性特点。BIM技术可以通过模拟不同的设计方案、施工方案、运营方案等，来预测建筑物在不同情况下的性能表现，如能源消耗、热舒适性、采光效果等，从而帮助设计师、施工人员和业主等更好地做出决策。通过对建筑施工阶段各环节可能出现的问题及隐患进行动态模拟，可根据模拟环节的数据分析，制定出科学有效的安全管理方案，排查现场的安全隐患，提高施工现场的安全系数。1.2 BIM 技术的应用价值 首先，建筑工程的建设周期普遍较长，各环节都需配备专门的材料设备及人员，施工环节的影响因素多，基于 BIM 技术构建安全管理系统，可快速收集及整合施工阶段的信息数据资料，通过模型去识别风险，分析其原因，并将施工现场准确划分为危险区及安全区，为安全管理部门开展工作提供参考，可能出现的安全风险及危险点也能够用不同颜色进行标记，便于提前制定应对措施，消除安全隐患；其次，建筑工程施工现场的空间范围较大，基于 BIM 技术可根据工程特点，对施工空间进行合理划分，减少施工空间冲突问题；第三，为了在建筑工程施工安全管理中，全面识别显性及隐性危险源，可将 BIM 技术应用于现场安全检查及排查工作中，通过配备传感设备，对各项施工作业、各区域的信息进行收集及分析，分析结果也能快速上传至 BIM智慧管理平台，提高现场的危险监控能力；最后，在建筑施工安全管理中应用 BIM 技术，可根据现场环境情况及施工特点，对对危险区域的隐藏危险源进行分析及排查，便于管理人员根据分析结果制定出更为合理且完善的安全管理措施，以保证安全管理的全面性，消除安全隐患。2 BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用 2.1 现场规划 在建筑工程现场的不同分区中，安全管理的内容及要点也有所差异，这就需基于 BIM 技术，在施工现场进行建模，将施工现场的实际情况通过 BIM 技术进行模拟和展示，合理划分施工区、办公区及生活区，在提高各分区安全系数的基础上，对施工现场的空间进行最大化利用。在正式构建三维模型前，需先对建筑物的红线范围及空间位置参数进行测量，基于可视化环境，对工程数据进行整合，准确、立体的分析建筑物的立体空间，借助三维模型识别施工现场及施工过程的中国科技期刊数据库 工业 A 78 安全隐患，由此制定出完善的安全风险防控防控方案及应急措施。通过三维立体模型，便于合理布置施工现场的空间及安全距离，规避空间利用的冲突情况，保证施工现场的安全性。在明确建筑工程结构特点及各环节施工内容后，可编制出可操作的施工计划，应用 BIM 技术进行安全模拟，分析施工计划中的缺陷及设计问题。除此之外，还可根据现场施工情况，运用先进软件创建塔吊模型，基于软件分析建筑结构与塔吊之间的间距，合理规划塔吊运行半径，将塔吊设置在施工现场的合适位置，在提高塔吊操作效率的同时，保证施工作业的安全性。将建筑工程施工安全管理中应用 BIM 技术，可自动定位安全隐患的点位及范围，基于隐患数据分析，提高施工安全管理的有效性。2.2 危险源排查 在建筑施工安全管理中，危险源排查是保证管理质量的关键所在，在传统管理模式下，完全依靠管理人员的能力及经验定位施工现场的危险区，制定精细化的排查方案，但是人工排查方式不仅会消耗较多时间及精力，更存在一定的局限性，隐藏性的危险源往往会被忽视，无法准确辨识，致使安全管理工作中易出现缺陷及不足。在施工安全管理中应用 BIM 技术，则能够根据现场情况构建可视化的空间模型，通过对工程实况进行模拟，全面排查危险源，并对不同区域用颜色进行标记，便于技术人员明确技术交底阶段的难点，有序推进施工安全管理工作。在建筑施工安全管理中，各类潜在因素及安全问题都需引起重视，通过制定出完善的管理措施，对安全隐患加以预防及控制，而施工安全管理本身就具有复杂性，基于 BIM 技术，可将施工现场、施工进度及构件等方面的数据统一纳入到安全管理体系中，扩大管理范围，确保各项细节也能得到管控。建筑施工进程规划阶段，也需通过 BIM 技术构建 4D 模型，对风险问题进行准确识别，通过完善配套的系统，构建安全文明的施工现场。2.3 三维碰撞检查 建筑工程施工阶段涉及多个流程，对施工安全管理提出了较高要求，应先明确各环节的施工要求及内容，再结合现场情况进行规划设计，尤其是前期设计中，需对各类管线进行合理规划，以免部件及施工操作中出现碰撞问题。在传统的 2D 施工设计图中，信息分析及整合的效率有待提升，需基于 BIM 技术的可视化功能，高效进行三维碰撞检查工作，提高流程设计的合理性及规范性，推动各项施工作业的有序进行，将事故发生的可能性降至最低，有效规避交叉施工及返工问题。在建立 BIM 模型的过程中，需要考虑各个构件之间的关系，包括相邻构件之间的距离、重叠、交错等情况，以便在检查过程中能够准确地判断构件之间的碰撞和干涉问题，例如物料吊装、材料堆放及基坑施工等各项信息，都要上传至 BIM 模型中，确定施工现场有无空间碰撞情况，将之作为参考依据，制定出完善的施工安全方案，准确识别安全风险，切实解决管理阶段的各类问题。基于 BIM 技术的三维碰撞检查中，可针对建筑结构、排水及消防等专业项目，构建起可视化的三维模型，对建筑空间及现场进行协调及规划布局，准确划分现场的多个功能分区，在提高空间利用率的同时，减少空间的冲突性，以免在施工阶段埋下安全隐患。通过三维碰撞检测，还能对修改后的图纸进行检测，与相关人员进行高效的技术交底，对建筑施工中的重点及难点进行沟通、模拟，协调好各个环节及要素，提高施工进度及施工质量控制的有效性。2.4 4d 仿真模拟 在建筑工程规模化建设的过程中，其复杂性及难度都有所上升，应通过完善的施工安全管理措施，消除各类风险，提高各环节施工作业的规范性，以保证工程建设项目如期完成。因此，需将 BIM 技术融入到施工安全管理中，对施工进度、施工质量及安全进行协调控制，消除因管理缺陷而引起的各类问题，运用 BIM 技术创新施工安全管理模式。通过运用 4D 仿真模拟对建筑工程各环节的施工作业及施工流程进行反复模拟，便于设计人员根据工程参数及信息对比各类施工模式的效率及安全系数，从中选择最佳施工方案，提高实际施工效率，构建起安全文明的施工现场。运用 4D 仿真模拟技术，还能够准确识别建筑施工中的各类危险因素，通过模拟各类施工方法，对安全性能进行综合分析，制定出可行性的应对措施，将危险因素排除，提高施工现场的安全系数。2.5 云端安全 在建筑施工安全管理阶段，影响及干扰因素多，要想实现对各个环节的安全管理，就需基于 BIM 技术突破时间及空间的限制性，扩散施工安全管理范围，提高管理的精细化水平。可将建筑工程的各个环节上传到中国科技期刊数据库 工业 A 79 云端三维模型中，基于其功能作用，及时发现各环节的安全问题，制定出针对性的管理措施，有效规避安全风险。在收集及载入安全信息的过程中，可运用相机精准定位施工现场的安全隐患，实现对信息的实时收集及上传，丰富云端三维模型的功能。在施工安全管理中，也可通过云端三维模型储存方式，将施工安全问题及时发布出去，基于高效便捷的云端沟通，促进各部门及相关人员的高效沟通。2.6 工程质量控制 在建筑施工安全管理中，质量控制也是较为重要的一部分，需积极引进 BIM 技术，提高施工质量的可控性，应协调好进度控制与质量控制之间的关系，始终将工程质量安全放在首位，制定出完善的进度计划，基于 BIM 技术，对工程信息进行高效传递，对整个工程的施工进度及施工质量进行动态监督，应先根据建筑工程的现场情况，可运用数码相机对现场信息进行采集，当现场情况复杂、设备较多时，则可运用全景扫描技术及视频影像技术，从局部到整体全面采集工程信息。而后将采集的信息上传到 BIM 数据库中，在既有模型上设置质量信息维度，将施工进度及施工状况等信息纳入其中，构建起完善的质量信息系统，与 BIM 模型中的某一构件创建联系，提高施工质量控制的有效性。2.7 监控施工人员的安全行为 虽然目前建筑工程建设中的机械化水平较高，却也需施工人员发挥作用，推动施工作业的顺利进行，这就需通过 BIM 模型，对施工人员进行精细化管理，对其安全行为进行动态监控，提高各环节施工操作的规范性，消除施工阶段的安全隐患。例如：可根据建筑工程的现场情况及施工特点，设置不同风险级别的预警模型，通过对相应信息进行分析，确保安全管理人员能够及时发现施工阶段的安全隐患，准确识别危险源，实现对安全问题的及时处理。在建筑施工安全管理中应用 BIM 技术，能够提高安全风险指标的可视化水平，确保风险结果快速上传到模型中，便于明确各个环节的安全管理要点，对施工人员的操作行为进行动态监控。2.8 安全事故分析 在建筑施工安全管理中，监管是提高现场安全系数的重点工作，如果监管工作流于表面，或监管措施不完善，就会导致隐藏的安全风险无法被及时发现，易在管理的薄弱环节出现安全问题。在建筑工程建设中，能够引起安全事故的原因较多，例如塔吊稳定性差、材料质量不达标、机械设备操作不当等，都会导致施工作业的规范性大打折扣，由此而产生严重的安全风险，致使施工进度及施工质量安全都受到威胁及不良影响。因此，需基于 BIM 技术对安全事故进行分析，准确定位危险源，制定出高效可行的安全管理措施，BIM 技术可以使用现场数据和 BIM 模型，对事故现场进行重建，以确定事故发生的位置和原因，帮助调查人员更好地了解事故的具体情况和原因。通过对模型的分析，可以明确设计、施工或材料等方面存在的问题，并找出导致事故的具体原因。除此之外，BIM 技术可以为预防措施的制定提供参考依据，以避免类似事故再次发生，通过对 BIM 模型的分析，快速明确可采取的针对性措施，例如改进设计、改进施工程序或采用更好的材料等。因此，BIM 技术的应用，能够在施工前就将安全隐患排除，提高施工现场的安全性，也能够在安全事故发生后，对事故进行分析和调查，以找出事故的原因和责任，并采取相应的措施以避免类似事故再次发生。3 结束语 综上所述，在建筑工程施工安全管理中，复杂性强，管理难度高，需基于 BIM 技术建立模型，对施工阶段可能出现的风险进行预测及分析，通过模型的可视化效果，安全管理人员也能够更加清楚地掌握现场情况，及时发现并解决安全问题，提高施工安全管理水平，减少安全事故的发生。参考文献 1沈云帆.BIM 技术在建筑施工安全管理中应用J.装饰装修天地,2019(12):39.2谢永强.BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用简述J.城市建设理论研究:电子版,2017(16):141-142.3王娇.BIM 技术在建筑施工安全管理中的应用J.工程抗震与加固改造,2019(06):173.