建筑施工安全管理工作中BIM技术的运用廖菊蓉

建筑施工安全管理工作中BIM技术的运用廖菊蓉

廖菊蓉

上海二十冶建设有限公司上海201900

摘要：BIM施工技术现在被广泛的利用，所涉及到的有结构工程师、开发商、水暖电工程师与施工承包商等等多个工作领域，BIM施工技术可以给这些工作领域带来一个多方面的平台，那就是可视化科学协作平台。BIM施工技术之所以能够做到这一点，主要是归功它的可视化的多维数字建设模型以及三维数字设计。

关键词：BIM技术；建筑施工；安全管理

1导言

随着超高、复杂、异形等建筑物的建造，使施工安全变得更加难以管理，BIM技术在建筑施工领域被广泛应用，因其具有高度的可视化、动态化、协调性、模拟性等特征而被项目管理人员逐渐接受，在施工安全管理方面也起到了较强的指导作用，与传统安全管理方式不同之处是，它能够让项目管理人员更直观的时时辨识现场危险源，并及时采取对策措施消除事故隐患，防止事故发生。同时，对施工作业人员的安全技术交底、安全告知、安全警示等可由传统的纸面二维图变为云端的三维动态图，能够让施工作业人员时刻了解作业场所的安全注意事项，从而降低事故的发生。笔者将从以下几个方面的应用阐述基于BIM技术对建筑施工安全管理的指导作用，达到降低安全生产事故发生，提高安全管理工作效率的目的。

2建筑施工安全管理及BIM相关概念

2.1建筑施工安全管理相关概念

在建筑施工项目中，建筑施工管理包含了信息管理、合同管理、安全管理等几个方面，而安全管理和其他方面的管理存在的差异在于，安全管理贯穿整个建筑施工过程，从内容上看，它包括建筑图纸绘制、材料采购、质量控制、进度控制等几个方面，从合作单位上看，安全管理涉及项目设计方、施工方、建设方等。安全管理是建筑施工过程中最基本也是最重要的要求，一旦某项建筑施工项目离开了安全管理，那么这项建筑施工项目的质量和安全就得不到保障。由此可知，建筑施工安全管理在建筑施工项目中是非常重要的。

2.2BIM技术定义

BIM全称BuildingInformationModeling，即：建筑信息模型。1986年美国学者就提出了“Build-ingModeling”的基础概念，随后，BIM概念被正式提出。BIM的产生是科学技术发展的成果，它的开展需要三维数字设计和工程软件支持，两者共同构成了可视化的数字建筑模型。BIM技术通常运用于工程设计、建筑、设备等，通过建立数字化建筑模型，可以将工程项目的信息进行整合，将工程项目的策划、运行及维护提供共享和传递。BIM技术的产生让工程技术人员能够正确准确地把握工程项目的详细信息，为组成工程建设团队的各个单位提供沟通、撰写协作基础，将BIM技术投入到工程项目中，不仅提高了工作效率，更能节约成本和缩短工期，优质保量完成工程的实施。

3BIM技术在安全管理方面的优势

BIM施工技术有很多的优点，这些优点在建筑的项目管理中被一一的体现了出来，具体我们可以将它分为五点，那就是可出图性、可视性、优化性、协调性和模拟性。以下内容是对它们的介绍：

3.1可视性

可视性简单的来说会是BIM施工技术的可视化水平，不过这个可视化水平并不是一般的可视化水平，这主要是因为BIM施工技术自带较高的可视化水平，所以我们这次要介绍的是更高程度的BIM施工技术的可视化水平。还有BIM施工技术自带完善的物理和功能信息、项目几何，在施工的时候只要有BIM模型就够了，只要从它里面提取所需要的信息就可。

3.2协调性

BIM施工技术的协调性简的说就是帮助建筑工程处理事前事情更方便一些，项目参与方要想迅速的找到模型的碰撞点，就可以利用到碰撞检查系统，该系统可以帮助项目参与方收集BIM模型的参数，并且快速的进入实验，除此之外，它还能自动形成实验的分析报告。分析报告极大的方便了项目参与人员的分析与沟通。

3.3模拟性

它主要指的是建筑项目工程利用BIM施工技术做的模拟实验，而模拟实验主要包括紧急疏散、节能和导热性等等。除此之外，在招标与施工使，BIM施工技术可以很好的帮助项目进行动态模拟，有利于工程项目更好的完成。

3.4优化性

它可以帮助项目工程完成设计图纸的修改和优化，这要主要是通过前面的碰撞试验分析报告和各种的模拟实验来完成的。

4BIM技术在建筑施工安全管理中应用的几点思考

4.1场地立体规划

目前城市建筑物呈现密集化分布，预留给新建的建筑空间变得极为狭窄，这给办公区、生活区、施工区的布局带来了巨大挑战，如何更加高效的利用每一处可用空间成为决策者的难题。测量出新建建筑物的红线范围及周围建筑的空间位置数据，然后通过BIM技术将各类信息集合并创建三维模型，项目决策人员能够根据三维模型中各建筑物的立体空间位置及施工工序更加合理的布设有限场地，避免因CAD平面图无法立体客观反映出各建筑物间的空间位置而出现安全距离不足或施工材料多次搬运的问题。通过BIM三维模型的创建能够将可用空间更加高效的利用，达到项目“三区”布置合理、美观的效果。

4.2可视化安全技术交底

传统的安全技术交底为二维平面图，无法客观反映出如何进行详细施工作业，例如用CAD画脚手架各杆件位置，用文字描述各杆件间的间距，使得搭设人员容易看错数据导致杆件间距不合理，而通过三维建模可以使用立体的脚手架模型进行安全技术交底，使搭设人员能够360°全方位查看每个杆件的位置及间距，并通过4D模拟动画随时查看搭设要求，使搭设人员高质量的完成脚手架搭设，BIM技术的可视化特点改变了传统纸面线条式安全技术交底的方式，更能准确的反映出各项施工要求。

4.3危险区域隔离与引导

BIM三维模型能够真实的反映出整个施工内外环境的基本信息，项目管理人员能够在建设初期根据三维模型对工程全过程施工中存在的危险区域一一识别，并对不同区域的危险程度进行分类，采取有效隔离措施防止无关人员进入危险区域内作业，同时将安全区域采用安全色进行标示，引导外来人员和施工作业人员安全通行，避免因误入危险区域而导致事故的发生。

4.4虚拟应急演练

BIM三维模型是真实建筑物的虚拟信息化表现，通过与VR技术的结合，搭建具像化的虚拟施工环境，让参与演练人员能够按照自己的扮演的角色完全沉浸在应急演练环境中，感知环境的紧迫性，高质量的完成应急演练的要求，从而真正达到应急演练的效果。

4.5危险源辨识

施工项目危险源辨识的是否全面影响着事故发生的可能性，传统的做法是管理人员依据个人经验进行确定危险源的类型和危险程度，因对现场实际的施工环境情况无法最直接的查看而导致危险源辨识漏项不全面。通过BIM建模将施工范围内的所有既有环境真实的创建，并与实际工程项目进行融合，让危险源辨识人员更加直观的面对施工环境情况，从不同视角辨识危险源。这样就可更加全面分析出各阶段施工过程中存在的安全问题，并在模型中高亮色调显示出来，以便提醒参建人员施工到某项工序时应当注意的安全事项。

4.6云端安全检查

通过BIM360Glue的开发与应用，可将创建完毕的三维模型上传至云端，项目管理人员只需携带移动端设备IPAD进入现场进行安全检查，对发现隐患问题的位置在模型中找到，通过点击模型中元素打开相机拍摄隐患问题照片，然后载入模型中，并发布隐患问题情况及整改责任人，同时将警示信息关联发送所有管理人员，起到安全隐患人人自查与消除的目的。当隐患问题整改完毕后，整改责任人再通过移动端设备拍摄整改后的照片载入模型，并关联管理人员进行查验，从而达到隐患问题的发现与消除的闭合管理。

建筑企业还可以利用BIM技术对高层建筑项目进行安全检查，通过BIM平台模拟高层建筑施工过程中的涉及到的各环节和工序，然后进行综合分析和信息整合，充分的利用BIM平台的信息共享、参数化、可视化等优势，利用BIM技术建立关于高层建筑项目的安全检查模型，从而可以及时的发现施工过程中可能存在的安全隐患，继而有针对性的优化高层建筑的安全施工方案，有效的降低发生安全事故的可能性。施工企业可以通过IFC编写代码来实现外接检查点的挂接问题，同时还可以利用一些BIM软件的功能进行辅助。例如，施工企业可以利用位于广联达BIM浏览器上的视点外挂功能，用红线标出潜在的安全问题，同时备注安全问题的特征、类型、可能造成的危险及相应的整改措施，并将其保存为图片。这样只要需要就随时都可以提取相应的信息进行分析。

4.7人员定位与预警

施工现场危险源时刻伴随在作业人员的身边，只有远离或者减少接触危险源的时间方可降低人员受伤的可能性。通过对高处坠落、坍塌、触电等危险源的识别，划定红色禁入区域，通过内置于作业人员安全帽内的感应装置实时跟踪定位人员位置的变动。当人员的位置与危险区域的空间距离为零时，可以通过后台控制系统向触碰者发出声光预警信息，告知触碰者远离危险区域，达到预防事故发生效果。

4.8运用BIM平台开展施工安全方面的教育培训

施工企业很多的工作人员基本都是民工，他们的文化素质和安全意识相对较低，如果是运用书本方式来对其进行安全教育是非常困难的，但是，如果把高层建筑项目中的模拟仿真影像以动画或视频的方式展现给工人们，使他们有切身体验到安全事故的危害，这样就会取得比较理想的安全教育效果。在开始施工之前，通过在BIM平台对施工人员开展安全识别、动态施工模拟以及危险源识别等教育培训，使其能够比较全面的了解到高层建筑施工过程中可能存在的安全问题及相应的危害，能够有效的提高施工人员的安全防范意识。施工人员在虚拟的环境中有效识别危险源并及时采取相应的控制措施可以使他们在施工现场安全快速的完成施工任务。由此可见，利用BIM平台对施工人员开展施工安全方面的教育和培训是非常必要的，不仅可以提高施工人员的安全意识，而且还能够使其全面掌握施工安全操作，最大限度的避免施工现场发生安全事故。

4.9通过应用iBan实现对建筑工程施工、安全、协同、质量的管理

作为BE系统中非常重要的一项移动应用，iBan主要适用于建筑工程现场施工质量问题的管理，将施工现场的安全和质量问题直接迅速的反映给相关的管理者，从而有效的降低了发生安全隐患和质量问题的概率。在登录到iBan应用界面之后，施工现场的工作人员对可能存在的安全隐患和质量问题进行拍照取证，然后再结合实际的问题选择系统中相应的选项，填写好关于工程项目、轴线等方面的参数，把拍好的照片利用互联网传输到iBan应用中。通过运用iBan移动终端对施工现场的数据进行采集从而实现对施工安全和质量的协同管理，将施工现场的安全隐患和质量缺陷等数据资料上传到iBan中，同时将其及时关联到BIM模型中，实现这些问题的可视化。这样相关的管理者也可以准确掌握问题的详情和位置，从而实现对高层建筑施工场地、资源、质量和进度的动态管理，确保建筑施工能够安全顺利的进行。

5结束语

总之，经济的发展推动了我国建筑行业的发展，它们在面临机遇的同时势必面临竞争和挑战，建筑行业在生产运营过程中，必须将安全生产放在首位。利用BIM技术，将BIM技术投入到建筑施工过程的设计阶段、施工阶段以及运维阶段，只有将BIM技术全面地应用到建筑施工项目的整个施工周期中，才能保障建筑施工项目的安全施工，也才能保证建筑施工项目的质量。

参考文献

[1]李海涛.基于BIM的建筑工程施工安全管理研究[D].郑州大学,2014.

[2]翟越,李楠,艾晓芹,何薇.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究[J].施工技术,2015,12:81-83.

[3]严韦.基于BIM技术的施工现场危险源管理系统研究[D].上海应用技术大学,2016.