BIM技術在住宅建筑施工管理中的應用

石曉燕，簡波，肖孝武

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

國內經濟的快速發展助推建筑業不斷取得突破，住宅建筑的高度不斷提升，結構設計日趨復雜，施工中不同專業、部門之間更需要相互溝通協作，導致了建筑項目的施工管理難度加大。傳統建筑模式下，現場施工安全管理信息不集中、數據失真，安全管理面臨資源數據無法共享、信息管理混亂、安全管理方式粗放，嚴重影響了現場的安全管理精細化水平。基于BIM技術的施工安全管理在一定程度上解決了上述難題，其強大的數據和信息流處理功能不僅可以解決數據共享問題，還可以加強安全管理的協作效率，優化安全管理體系，有效提高了建筑施工安全管理效率[1-5]。

2 BIM技術

BIM技術通過對建筑的具體參數進行分析處理建立起數字化模型，該模型可以展示建筑的結構設計、工程參數、施工數據等。BIM技術搭建的建筑模型具有精確性、可視化等特點，便于建筑工程管理中各參建方進行資源共享和信息交流。BIM技術的原理就是構建信息數據庫，并結合建筑參數和思維模式，借助數據分析能力實現項目不同主體和單位之間的信息有效傳遞，從而提高工程管理和協作施工的效率。其次，在建筑工程的各環節中均采用BIM技術進行統一建模，實現信息和數據的唯一性、精確性。借助信息模型可以實現建筑全過程的可視化展示、信息共享等功能，使各方主體了解建筑項目信息，降低因溝通不暢造成的施工風險。

3 BIM應用在施工安全管理的必要性

3.1 提升管理效率的需要

工程項目建設主要有現場勘查、主體設計、物料管理、工程施工、監理、驗收等多個關節，而建筑施工是一切工程建設實施的主要階段，同時也是周期最長、安全管理壓力最大的階段。建筑項目施工具有一定的高危性和復雜性，最重要的就是要做好施工各主體的信息溝通，才可以做到施工過程中的高效協同。傳統的項目施工管理，雖然也有信息化的施工管理工具，但是僅僅是二維或三維技術，不能全面表達或查閱建筑項目的重要信息，對于現場的安全管理具有一定的局限性。施工圖紙多采用二維技術，僅僅是結構設計難以展現建筑的參數信息，管理人員無法直觀的對建筑內部和施工過程進行了解。此外，在傳統的信息管理模式下，人工方式的信息傳遞和交流溝通效率低下，無法及時發現和處理施工過程中的問題和隱患，因此，建筑安全管理效率亟待提高。

3.2 科學管理的需要

在工程建設施工過程中，由于建筑項目工程量大、點多面廣，科學有效的管理體系是工程建設高效完成的保障。但是，在傳統的管理模式下，信息傳遞局限于二維設計圖紙，安全管理人員無法直觀有效地理解設計意圖，對工程細節或者注意事項采用文字進行標注，管理人員了解施工設計方案難度較大，導致設計與施工環節技術交底和信息傳遞效率低下，影響了施工的安全管理效率。基于BIM技術搭建的數據信息平臺，可以實現對數據庫的動態化管理，確保工程數據的關聯性、全面性、一致性，參建各方在權限范圍內可以及時查閱或者更新工程數據，確保數據處理和信息溝通的及時性。BIM技術結合射頻識別等專業技術，可以實現對施工過程中的物料、機械、人員等進行動態跟蹤和管控，當人員處于危險環境下或者現場存在安全隱患時，系統可以及時發出預警信息避免事故發生。BIM技術的應用提高了現場施工管理的規范性和科學性。

4 BIM技術下住宅工程施工安全管理模式

4.1 BIM技術應用于施工安全管理的條件

采用BIM技術提高住宅建筑的施工安全管理水平，需要BIM技術具有模型、時空、思維運算等方面的功能?；贐IM技術可以實現三維空間模擬與思維模擬相結合，通過對施工現場的監控資源進行整合，可以辨識施工現場的危險源，同時結合安全管理方案，進行安全監管流程設定，形成系統化的安全管理系統。借助建筑信息模型和現場實施信息形成的軟件系統，可以更加直觀、便捷、清晰地管理施工現場，能夠更加精準的進行危險源辨識，并與后臺數據庫進行比對，生成安全問題清單和預警，為現場安全生產提供一道防火墻。實現上述功能，得益于強大的BIM建模技術和數據處理技術，以及現場各種圖像、感應監測硬件裝置。

4.2 BIM技術在安全組織管理中的應用

隨著施工技術和施工設備的進步，建筑施工現場的環境安全等級得到了提高，但是安全管理手段和方法并沒有改進，仍然依靠管理人員的人工巡視監管，并且依賴于管理人員的經驗式主觀判斷能力，這些都嚴重影響了施工安全管理的整體效率。在建筑安全管理工作中引進BIM技術，可以改變傳統的安全管理模式，通過對安全管理流程和細節重新設計，并采用數據算法，實現安全管理的細節流程化、資源配置最優化，以較低的成本取得最優的安全管理效果。對在建筑施工過程的安全管理中涉及到的問題跟蹤整改，傳統的人工管理無法對細節性問題做到監督。BIM技術通過數據對比和程序設置可以實現安全管理的精細化。基于BIM技術搭建的模型可以實現對施工方案的模擬，實現對施工工序的碰撞檢測，并對施工方案進行優化，實現施工中各工序和資源整合優化，消除施工碰撞的安全隱患。同時BIM技術與現場感應技術相結合，可以實現對現場危險區域的實時監測，當施工人員與危險區域距離超過限度時，系統及時發出告警并提醒人員遠離危險。除此之外，基于BIM技術的安全管理還可以應用到水電施工、結構、安裝等環節，確保施工組織更加科學合理、安全可靠。

4.3 BIM技術應用于現場施工沖突

隨著現代建筑結構設計等各方面要求的提高，其建設施工逐漸多元化、復雜化，而且需要使用各種大型機械設備，加之現場施工人員技能素質參差不齊，人與設備混雜一起產生較大的安全隱患。機械設備的安裝和操作人員操作不規范、現場人員流動量大，各工序交叉作業，都會給現場的安全管理帶來壓力?；贐IM技術的信息平臺結合數據分析技術，可以實現對現場的可視化監管并且具有動態監測和追蹤功能，能夠消除現場施工沖突帶來的安全隱患。在施工過程中，根據施工進度合理安排物料進場。由于物料較多，場地有限，在物料運輸和裝卸過程中操作不規范都可能產生安全隱患?；贐IM技術的可視化優勢，可以及時追蹤物料的運輸、裝卸和倉儲情況，消除安全隱患。BIM技術模型搭載了建筑的詳細信息，各參建方可以在權限范圍內及時修改和查閱相關信息，提高了安全溝通效率，避免因信息不對稱造成的安全問題。

4.4 BIM技術針對安全風險因素管理

在建筑工程的施工過程中，現場的安全風險識別是安全組織管理的重點。傳統的風險隱患識別辦法主要是靠管理人員和施工人員的人工識別，并且需要足夠的現場經驗和認知，識別過程依靠個人經驗，主觀隨意性大，存在一定風險盲區和漏洞。基于BIM技術的立體化模型搭建，可以清晰認知工程結構關系，尤其是施工現場的細節方面，同時針對現場易產生安全隱患或施工注意的地方進行信息標注提醒，對工程結構可進行廣度和深度層次上的管理。管理人員針對施工中可能存在的風險，事前制定風險預警和事故處理預案等措施。結合現場視頻技術和數據處理技術，可以實現對現場環境的違章采集，并及時與數據庫和結構模型信息比對，更加全面和細化風險種類。在現代復雜住宅施工中，涉及的各專業人員同時或交叉施工，BIM技術可以改變傳統各方信息傳遞失真的狀況，各專業可以實現安全信息共享，及時對施工風險進行研判并制定相應對策。

5 結語

住宅建筑的結構日趨復雜和精致，對施工的安全管理提出了較高的要求，傳統的安全管理手段已經無法滿足現代化的施工建設需要。BIM技術可以改變傳統施工管理中設計領悟偏差、溝通交流不暢、施工工序沖突等影響現場安全的因素。文章介紹了通過采用BIM技術后，實現了建筑結構立體化展示、施工工序動態模擬、現場施工可視化監管、建筑信息無紙化共享等功能，有效促進了現場各類風險因素的識別與處理效率，提高了施工安全的管理水平。