黃曉俊

上海建工四建集團有限公司

BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中應(yīng)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(guān)概念，分析當前我國建筑行業(yè)在施工安全管理過程中存在的問題，結(jié)合BIM技術(shù)，探討B(tài)IM技術(shù)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(shù)

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(shù)在建筑施工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，因其具有高度的可視化、動態(tài)化、協(xié)調(diào)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(tǒng)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(xiàn)場危險源，并及時采取對策措施消除事故隱患，防止事故發(fā)生。同時，對施工作業(yè)人員的安全技術(shù)交底、安全告知、安全警示等可由傳統(tǒng)的紙面二維圖變?yōu)樵贫说娜S動態(tài)圖，能夠讓施工作業(yè)人員時刻了解作業(yè)場所的安全注意事項，從而降低事故的發(fā)生。筆者將從以下幾個方面的應(yīng)用闡述基于BIM技術(shù)對建筑施工安全管理的指導作用，達到降低安全生產(chǎn)事故發(fā)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(guān)概念

1.1 建筑施工安全管理相關(guān)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(nèi)容上看，它包括建筑圖紙繪制、材料采購、質(zhì)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(shè)計方、施工方、建設(shè)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(zhì)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(shù)相關(guān)概念

1.2.1 BIM技術(shù)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(chǔ)概念，隨后，BIM概念被正式提出。BIM的產(chǎn)生是科學技術(shù)發(fā)展的成果，它的開展需要三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件支持，兩者共同構(gòu)成了可視化的數(shù)字建筑模型。BIM技術(shù)通常運用于工程設(shè)計、建筑、設(shè)備等，通過建立數(shù)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(shù)的產(chǎn)生讓工程技術(shù)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(shè)團隊的各個單位提供溝通、撰寫協(xié)作基礎(chǔ)，將BIM技術(shù)投入到工程項目中，不僅提高了工作效率，更能節(jié)約成本和縮短工期，優(yōu)質(zhì)保量完成工程的實施。

1.2.2 BIM技術(shù)在我國的運用和發(fā)展

歐美發(fā)達國家對BIM技術(shù)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(lǐng)域新興起的一項技術(shù)，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(shè)計公司和施工單位。發(fā)展到現(xiàn)在，它主要是應(yīng)用在大型項目的規(guī)劃、設(shè)計以及施工中。由于BIM技術(shù)首先在沿海城市推廣，因而我國內(nèi)地在使用BIM技術(shù)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(shù)推廣較為緩慢，自主研發(fā)技術(shù)欠缺或不成熟，還需要投入大量的資金和時間去研發(fā)。但總的來說，BIM技術(shù)的推廣將使我國建筑行業(yè)獲益深遠，隨著人們對BIM技術(shù)的重視，BIM技術(shù)將得到成熟而廣泛的運用。

2 BIM技術(shù)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(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的三維建筑模型，通過數(shù)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(xié)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(yè)來說，可視化的模型在工程建設(shè)中作用非常大，它改變了用傳統(tǒng)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(gòu)造體讓參建者更是難以想象，BIM三維模型的出現(xiàn)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(tài)下來辨識工程項目從開始到竣工施工作業(yè)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(fā)生的目的。

2.2 動態(tài)化

BIM模型是高度的真實數(shù)字信息的集合載體，通過修改某一元素的參數(shù)其他關(guān)聯(lián)參數(shù)都會隨之修改，對于每天一個施工狀態(tài)的現(xiàn)場，可以每天定時對BIM模型時時動態(tài)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(fā)出相應(yīng)的安全指令，實現(xiàn)動態(tài)化的現(xiàn)場管理。

2.3 協(xié)調(diào)性

在工程項目施工中經(jīng)常會出現(xiàn)各專業(yè)間信息“不兼容”現(xiàn)象，常因溝通不暢出現(xiàn)盲目施工或發(fā)現(xiàn)隱患問題未及時告知相關(guān)人員解決，從而使得隱患問題長期出現(xiàn)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(fā)出指令所有人都能接收，使安全隱患得到持續(xù)關(guān)注與及時解決，實現(xiàn)高效協(xié)同現(xiàn)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(tài)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(gòu)件物的關(guān)聯(lián)參數(shù)，并以某一醒目色調(diào)高亮顯示，以便提醒管理人員關(guān)注資金是否足額投入及資金使用的合規(guī)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(jié)合，能夠使設(shè)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(jiān)控數(shù)據(jù)相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)字化的現(xiàn)場監(jiān)控，使項目各級人員均能在第一時間了解現(xiàn)場的實際情況，并模擬下一道工序中易發(fā)生的不良狀況。

3 BIM技術(shù)在建筑施工安全管理過程中的運用

3.1 設(shè)計階段

3.1.1 BIM技術(shù)可以對工程項目的建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備工程等進行設(shè)計，在設(shè)計過程中BIM技術(shù)建立三維模型，實現(xiàn)每個環(huán)節(jié)之間的共享。例如設(shè)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(zhuǎn)交給結(jié)構(gòu)工程師，讓結(jié)構(gòu)工程師在原有基礎(chǔ)上進一步設(shè)計。設(shè)計之后，再轉(zhuǎn)交設(shè)備設(shè)計工程師，工程師將設(shè)計數(shù)據(jù)錄入。在這一過程中，每個環(huán)節(jié)銜接順暢，且效率較快。在以往的工程項目設(shè)計過程中，設(shè)計方、結(jié)構(gòu)工程師分屬不同的企業(yè)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(shè)計中，也容易出現(xiàn)意見分歧問題，而BIM技術(shù)的引進，為兩者建立了溝通橋梁，同時，BIM技術(shù)的引進，更讓工程項目的設(shè)計流程更加的有順序和規(guī)范化。

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

3.1.3 使用BIM技術(shù)軟件可以對設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題進行審核和糾正，也可以自動將三維數(shù)據(jù)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(shù)完成了三維模型后，對整個工程建筑進行了虛擬構(gòu)建。虛擬構(gòu)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(fā)現(xiàn)施工過程中的問題，結(jié)合問題及時改進。例如在建筑模擬構(gòu)建過程中，構(gòu)件出現(xiàn)問題，特別是各專業(yè)之間的碰撞問題，可以及時提出解決方案，并更改設(shè)計方案，避免實際施工過程中出現(xiàn)問題，這樣的演示方式不僅節(jié)省了工程實際施工時間，更節(jié)約了成本，短縮了工期。而在傳統(tǒng)的工程施工階段，由于沒有引進BIM技術(shù)，難以發(fā)現(xiàn)工程后期可能存在的施工問題，在正式施工之后，也會出現(xiàn)種種預料不及的問題，這些問題的出現(xiàn)，不僅打亂工程進度，更影響工程項目質(zhì)量。將BIM技術(shù)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(fā)生概率。

3.3 運維階段

BIM技術(shù)在工程的運維階段主要應(yīng)用在幾個方面，第一，有利于建筑管理，增加建筑商業(yè)價值?，F(xiàn)當代建筑為了滿足經(jīng)濟需要樓層建設(shè)往往比較高，且每一樓層為了滿足不同的需求設(shè)計也不同，BIM技術(shù)的引進方便對每一樓層進行管理，BIM技術(shù)可以模擬再現(xiàn)每一樓層的結(jié)構(gòu)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(shù)建模后可以保留建筑的相關(guān)信息資料，當建筑投入使用之后出現(xiàn)問題，可以使用BIM技術(shù)保留的相關(guān)信息對建筑進行維護；第三，BIM技術(shù)提供和互聯(lián)網(wǎng)接口。BIM技術(shù)需要三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件支持，同時它支持和互聯(lián)網(wǎng)進行連接，BIM技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)連接后可以將建筑結(jié)構(gòu)展示在屏幕中，全面地展示建筑相關(guān)信息；第四，運營過程中利用BIM技術(shù)可以獲取故障發(fā)生在建筑物里面方位，便于盡快解決問題。

結(jié)束語

文章重點闡述了基于BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中七項應(yīng)用的思考，通過新技術(shù)的應(yīng)用改變傳統(tǒng)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(xiàn)各崗位間互聯(lián)互動式的安全管理方式，為創(chuàng)新安全管理方式帶來一定的指導性。

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