BIM技術在建筑施工安全管理中應用的思考

黃曉俊

上海建工四建集團有限公司

BIM技術在建筑施工安全管理中應用的思考

黃曉俊

上海建工四建集團有限公司

本文簡要闡述建筑施工安全管理和BIM的相關概念，分析當前我國建筑行業在施工安全管理過程中存在的問題，結合BIM技術，探討BIM技術在建筑施工安全管理過程中的運用。

建筑施工；安全管理；BIM技術

導言

隨著超高、復雜、異形等建筑物的建造，使施工安全更加難以管理，BIM技術在建筑施工領域被廣泛應用，因其具有高度的可視化、動態化、協調性、模擬性等特征而被項目管理人員逐漸接受，在施工安全管理方面也起到了較強的指導作用，與傳統安全管理方式不同之處是，它能夠讓項目管理人員更直觀的時時辨識現場危險源，并及時采取對策措施消除事故隱患，防止事故發生。同時，對施工作業人員的安全技術交底、安全告知、安全警示等可由傳統的紙面二維圖變為云端的三維動態圖，能夠讓施工作業人員時刻了解作業場所的安全注意事項，從而降低事故的發生。筆者將從以下幾個方面的應用闡述基于BIM技術對建筑施工安全管理的指導作用，達到降低安全生產事故發生，提高安全管理工作效率的目的。

1 建筑施工安全管理及BIM相關概念

1.1 建筑施工安全管理相關概念

在建筑施工項目中，建筑施工管理包含了信息管理、合同管理、安全管理等幾個方面，而安全管理和其他方面的管理存在的差異在于，安全管理貫穿整個建筑施工過程，從內容上看，它包括建筑圖紙繪制、材料采購、質量控制、進度控制等幾個方面，從合作單位上看，安全管理涉及項目設計方、施工方、建設方等。安全管理是建筑施工過程中最基本也是最重要的要求，一旦某項建筑施工項目離開了安全管理，那么這項建筑施工項目的質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項目中是非常重要的。

1.2 BIM技術相關概念

1.2.1 BIM技術定義

BIM全稱Building Information Modeling，即：建筑信息模型。1986年美國學者就提出了“Building Modeling”的基礎概念，隨后，BIM概念被正式提出。BIM的產生是科學技術發展的成果，它的開展需要三維數字設計和工程軟件支持，兩者共同構成了可視化的數字建筑模型。BIM技術通常運用于工程設計、建筑、設備等，通過建立數字化建筑模型，可以將工程項目的信息進行整合，將工程項目的策劃、運行及維護提供共享和傳遞。BIM技術的產生讓工程技術人員能夠正確準確地把握工程項目的詳細信息，為組成工程建設團隊的各個單位提供溝通、撰寫協作基礎，將BIM技術投入到工程項目中，不僅提高了工作效率，更能節約成本和縮短工期，優質保量完成工程的實施。

1.2.2 BIM技術在我國的運用和發展

歐美發達國家對BIM技術理論研究開展了幾十年，并有其成功的運用實踐。我國直至21世紀初才開始運用。作為建筑領域新興起的一項技術，它在中國推廣初期主要在沿海城市運用。并且集中于大型設計公司和施工單位。發展到現在，它主要是應用在大型項目的規劃、設計以及施工中。由于BIM技術首先在沿海城市推廣，因而我國內地在使用BIM技術上比沿海城市少。同時，由于我國使用時間較短的原因，我國BIM技術推廣較為緩慢，自主研發技術欠缺或不成熟，還需要投入大量的資金和時間去研發。但總的來說，BIM技術的推廣將使我國建筑行業獲益深遠，隨著人們對BIM技術的重視，BIM技術將得到成熟而廣泛的運用。

2 BIM技術的特點

Building Information Modeling簡稱為BIM，直譯為建筑信息模型，它是以建筑工程項目的各項相關信息數據為基礎建立的三維建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的各項真實信息，并將此三維模型作為項目協同的公共管理平臺，它具有以下幾個特點：

2.1 可視化

可視化即“所見即所得”，對于建筑行業來說，可視化的模型在工程建設中作用非常大，它改變了用傳統的二維線條施工圖來相互交流和決策的方式，特別是目前層出不窮的復雜異形構造體讓參建者更是難以想象，BIM三維模型的出現能夠讓所有參建者更加清晰明朗的討論問題。在安全管理方面可以讓參建者通過BIM三維模型的可視化狀態下來辨識工程項目從開始到竣工施工作業中存在的全部風險源，在未施工前制定對策措施，達到預防事故發生的目的。

2.2 動態化

BIM模型是高度的真實數字信息的集合載體，通過修改某一元素的參數其他關聯參數都會隨之修改，對于每天一個施工狀態的現場，可以每天定時對BIM模型時時動態更新然后上傳至云端，讓管理人員及時分析辨識出新的風險源，并發出相應的安全指令，實現動態化的現場管理。

2.3 協調性

在工程項目施工中經常會出現各專業間信息“不兼容”現象，常因溝通不暢出現盲目施工或發現隱患問題未及時告知相關人員解決，從而使得隱患問題長期出現無法消除，通過BIM模型可以讓所有參建者在同一云端模型中進行信息交流，一人發出指令所有人都能接收，使安全隱患得到持續關注與及時解決，實現高效協同現場管理。

2.4 預算可控性

BIM模型可以時時查看整個工程的各個施工階段或狀態的工程預算的完成情況，可以將每個階段必要投入的資金作為某一構件物的關聯參數，并以某一醒目色調高亮顯示，以便提醒管理人員關注資金是否足額投入及資金使用的合規性，使項目預算費用得到有效控制。

2.5 模擬性

4D或5D的施工模擬可以使建筑的建造順序明晰，通過施工模擬與施工方案的結合，能夠使設備進場、材料進場、人員分配等各項工作的安排變得更為有序、合理。在施工過程中，可將BIM三維模型與無線監控數據相結合，實現數字化的現場監控，使項目各級人員均能在第一時間了解現場的實際情況，并模擬下一道工序中易發生的不良狀況。

3 BIM技術在建筑施工安全管理過程中的運用

3.1 設計階段

3.1.1 BIM技術可以對工程項目的建筑、結構、設備工程等進行設計，在設計過程中BIM技術建立三維模型，實現每個環節之間的共享。例如設計方按照客戶要求完成建筑模型的建立后，可以將建筑模型轉交給結構工程師，讓結構工程師在原有基礎上進一步設計。設計之后，再轉交設備設計工程師，工程師將設計數據錄入。在這一過程中，每個環節銜接順暢，且效率較快。在以往的工程項目設計過程中，設計方、結構工程師分屬不同的企業或部門，兩者由于某些因素的制約難以時時進行交流，因而在進行工程項目設計中，也容易出現意見分歧問題，而BIM技術的引進，為兩者建立了溝通橋梁，同時，BIM技術的引進，更讓工程項目的設計流程更加的有順序和規范化。

3.1.2 在傳統的手繪圖紙中，一般需要借助二維軟件(autocad)完成工程設計圖，二維設計圖完成后再導入3Dmax軟件進行三位模型構建，這一設計過程不僅浪費時間，更浪費資源。利用BIM技術可以直接跳過二維圖紙設計，利用BIM相關技術直接完成三維模型構建，既節省時間，又避免重復工作。

3.1.3 使用BIM技術軟件可以對設計過程中出現的問題進行審核和糾正，也可以自動將三維數據導入各個分析軟件中。如對綠色建筑等進行模擬分析。

3.2 施工階段

BIM技術完成了三維模型后，對整個工程建筑進行了虛擬構建。虛擬構建建筑最主要的目的是對整個建筑施工過程進行演示，及時發現施工過程中的問題，結合問題及時改進。例如在建筑模擬構建過程中，構件出現問題，特別是各專業之間的碰撞問題，可以及時提出解決方案，并更改設計方案，避免實際施工過程中出現問題，這樣的演示方式不僅節省了工程實際施工時間，更節約了成本，短縮了工期。而在傳統的工程施工階段，由于沒有引進BIM技術，難以發現工程后期可能存在的施工問題，在正式施工之后，也會出現種種預料不及的問題，這些問題的出現，不僅打亂工程進度，更影響工程項目質量。將BIM技術引進工程項目的施工階段，可以預示工程施工中可能存在問題，降低施工事故發生概率。

3.3 運維階段

BIM技術在工程的運維階段主要應用在幾個方面，第一，有利于建筑管理，增加建筑商業價值。現當代建筑為了滿足經濟需要樓層建設往往比較高，且每一樓層為了滿足不同的需求設計也不同，BIM技術的引進方便對每一樓層進行管理，BIM技術可以模擬再現每一樓層的結構和框架；第二，前期整合信息為后期運維提供保障和支持。在建筑施工前期，利用BIM技術建模后可以保留建筑的相關信息資料，當建筑投入使用之后出現問題，可以使用BIM技術保留的相關信息對建筑進行維護；第三，BIM技術提供和互聯網接口。BIM技術需要三維數字設計和工程軟件支持，同時它支持和互聯網進行連接，BIM技術和互聯網連接后可以將建筑結構展示在屏幕中，全面地展示建筑相關信息；第四，運營過程中利用BIM技術可以獲取故障發生在建筑物里面方位，便于盡快解決問題。

結束語

文章重點闡述了基于BIM技術在建筑施工安全管理中七項應用的思考，通過新技術的應用改變傳統被動的安全管理方式，將BIM三維模型作為項目的公共管理平臺，能夠讓項目全員參與到項目的安全管理中，讓隱患問題無處可藏，讓崗位安全職責落到實處，實現各崗位間互聯互動式的安全管理方式，為創新安全管理方式帶來一定的指導性。

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