基于BIM技術建筑工程施工安全管理研究

張耘馗

摘要：隨著我國建筑業的蓬勃發展，從業人員增加，建筑安全事故頻發發生。BIM技術的發展及在建筑領域全生命周期的廣泛應用，有利于提高施工管理水平，改善安全事故頻發的現象。文章通過分析國內建筑工程安全事故發生情況以及當前安全管理現狀，構建了集成BIM的安全管理應用技術架構，并對其在建筑工程施工階段的管理應用進行了說明介紹。

關鍵詞： BIM；建筑工程；安全管理

1 BIM技術的概念及適用性分析

1.1 BIM概念

BIM技術，是一個完備的信息模型，能夠將工程項目在全壽命周期中各個不同階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，方便的被工程各參與方使用。通過三維數字技術模擬建筑物所具有的真實信息，為工程設計和施工提供相互協調、內部一致的信息模型，使該模型達到設計施工的一體化，各專業協同工作，從而降低了工程生產成本，保障工程按時按質完成。

1.2 技術適用性

一方面，信息互通性，在高層建筑工程中，項目信息互通，信息準確性和實效性是行業研究的重點。在BIM背景下，可以有效解決信息交互和共享問題，對設計與施工方案進行優化，保證施工安全計劃的有序實施；另一方面，在建立BIM安全模型中，要對危險源、安全管理規范、成本與進度計劃等相關信息進行匯總，對施工中可能存在的問題進行有效識別，及時發現安全問題，為安全管理計劃的編制奠定基礎，從而實現安全風險的有效控制。

1.3經濟適用性

BIM軟件的成本較高，且對計算機配置要求較為嚴格。BIM技術的應用，可以有效控制建筑工程施工安全風險，提高工程的經濟效益。據統計結果表明，BIM技術的應用，可以消除預算外造價變化的40%，成本估算偏差也可以控制在3%以內，成本估算所需的時間也可以縮短20%。

2 基于BIM技術的安全管理

2.1 集成BIM的安全管理應用技術架構

集成BIM的安全管理，需要考慮組織、過程、信息和系統四要素以及它們之間的關系，結合BIM建模過程，從數據層、模型層、應用層三方面形成安全管理技術架構，如圖4所示，保證信息有效傳遞，避免信息斷層、信息割裂的現象出現。建筑信息具有異構、離散、海量、復雜、專業和文檔化等特征性[7]，基于BIM技術組件建筑工程安全管理架構體系，可以保證信息無損傳遞，更好地將建筑相關信息應用于安全管理中，保證施工現場安全管理有序進行。

2.1.1 數據層

施工階段的工程數據可分為結構化的BIM數據，非結構化的文檔數據以及用于表達工程數據創建的組織和過程信息。將BIM數據以標準模式進行轉化，如IFC格式，形成標準數據庫；合同、招標文件等文件以文檔形式進行儲存，形成文本數據庫，存儲于文檔管理系統中；施工過程中的組織及信息數據存儲于相應數據庫中。

2.1.2 模型層

通過BIM數據集成平臺，形成安全信息模型，根據不同需求，可以根據應用需求生成相應的安全信息子模型，如臨邊、洞口識別模型，腳手架安全模型，機械設備安全輻射模型等。根據施工需要，向應用層各施工管理專業軟件提供模型和數據支持，更好地將模型應用于施工安全管理。

2.1.3 應用層

結合工程管理云平臺，將BIM模型連同生產的相關子模型，以及相關施工數據上傳到云平臺，組成基于BIM的建筑工程安全管理系統，進行施工安全與沖突分析，便于管理人員實時掌握施工現場情況，排查安全隱患，如臨邊洞口是否有工人逗留，機械覆蓋區域是否存在交叉作業等。通過基于BIM的安全管理系統，結合其它施工管理系統，可以更好地對施工現場進行監測管理，利用信息化管理平臺，掌握施工現場安全動態以及施工人員施工行進路線，及時消除安全隱患，提供安全保障措施，當工人接近危險源時提醒其遠離，確保施工現場安全狀態。

2.2 BIM技術在施工安全管理中的應用

2.2.1 危險源識別及危險區域劃分

工程施工前，建立以BIM模型為基礎的危險源識別體系，根據《重大危險源辨識標準》要求，找出所有潛在危險源，如臨邊防護、洞口、安全通道等，并在工程項目模型信息中予以標注，在建模過程中用不同的警示顏色表示不同危險源的危險程度。通過建立危險源識別體系，可以非常清晰有效地識別施工現場可能出現的危險因素。

在施工模擬過程中，根據危險源體系識別結果，可以將所有危險源按照事故發生幾率和事故產生損失量劃分為4個安全事故發生風險區，并采用紅、橙、黃、綠4種顏色予以標注，根據危險程度指導施工。如起重機吊臂下方及吊臂覆蓋區域標記為紅色，起重機運作期間吊臂下方禁止站人，吊臂覆蓋區域內施工工序暫停施工。建模及危險源標注完成后，尤其是重大危險源，需在施工現場標識牌處張貼公示，讓所有施工參建人員了解到整個施工現場哪些部位存在危險以及危險性大小。

2.2.2 安全交底及施工現場安全信息化管理

傳統安全交底模式，只是安全負責人對工人簡要說明，可視化程度低，工人接受程度不高，一些危險地段施工應該注意的地方亦做口頭說明，工人無法切實感受到施工現場的危險性，也無法直觀地感受危險源的存在，施工現場的安全隱患無法在工人腦中形成深刻印象。結合BIM技術，將施工現場中容易發生危險的部位進行標識，將BIM模型導入VR設備中，使用VR設備對工人進行交底，讓工人對施工現場所發生的安全事故有一種身臨其境的感覺，可以切身感受到施工現場危險源的存在。

3 結論

1）提高施工效率，新增施工資料信息添加的重復錄入工作量大量減少；檔案查找方式以計算機軟件查找為主；脫離了手工編制、繪制工藝控制表格及溫度曲線；溫度信息傳遞采用的是最先進的無線射頻技術；應用質量安全事故分析軟件揭示施工缺陷事故原因；實現管理信息系統軟件的溫度曲線分析，提高了施工效率。

2）新的資料信息存儲方式更加環保，降低施工成本.互聯網絡平臺傳遞施工現場溫度信息；脫離手工核對修改項目建設的內業資料，不再以紙介質為設計、施工計劃的傳遞載體，專家現場分析工作減少，大大降低施工成本。

3）提高施工技術問題分析的精準性.通過實施BIM，信息添加，檔案資料查找，施工現場工藝及技術信息的傳遞，質量問題、缺陷乃至施工的分析、技術資料的分析不再完全依靠人工，能夠借助BIM實現的，全部由BIM完成，剔除很多人為主觀因素的影響，使施工技術相關分析更加客觀、科學、合理.

參考文獻：

[1]趙挺生，盧學偉，方東平.建筑施工傷害事故誘因調查統計分析[J].施工技術，2003（12）：54-55.

[2]管驪然.基于BIM的建筑生命周期內的安全管理綜述[D].北京：清華大學，2012.

（作者單位：廊坊市南城熱力有限公司）