基于BIM與RFID技術(shù)的裝配式建筑施工安全管理研究

苗震

摘 要：近些年來(lái)，裝配式建筑憑借著自身的優(yōu)勢(shì)得到了業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可與好評(píng)。但其自身也存在著較大的安全隱患。例如預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸困難，吊裝工序較多等。所以，裝配式建筑施工的安全管理也成為了很多研究學(xué)者的關(guān)注重點(diǎn)。文章在研究的過程中首先對(duì)BIM技術(shù)與RFID技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目中的價(jià)值進(jìn)行了分析，之后又從人身安全管理、基坑施工安全、臨時(shí)支撐布置以及吊裝安全管理的角度出發(fā)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；RFID技術(shù)；裝配式建筑物；施工安全管理

中圖分類號(hào)：TU714 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）31-0189-02

Abstract： In recent years， the assembly architecture has been unanimously recognized and praised by the industry by virtue of its own advantages， but it also has its own big security risks. For example， the transportation of prefabricated components is difficult， and there are more lifting procedures， and so on. Therefore， the safety management of assembly construction has become the focus of many scholars. In the course of research， the paper first analyzes the value of BIM technology and RFID technology in the assembly construction project. Then from the point of view of personal safety management， foundation pit construction safety， temporary support layout and hoisting safety management point of view， the analysis is carried out.

Keywords： BIM technology； RFID technology； assembly building； construction safety management

引言

與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑能夠有效的提高工作效率，相關(guān)的構(gòu)件都是在工廠中制造而成的，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)有效的提高施工速度。另外，裝配式建筑施工的過程中不需要現(xiàn)場(chǎng)澆筑，因此不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生過大的影響。但是，其自身也存在著一定的劣勢(shì)。例如，目前我國(guó)相關(guān)部門并沒有制定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及圖集。在受力性能以及抗震性能與傳統(tǒng)建筑相比也存在一定的差距，另外在工廠制造方面，也存在著預(yù)制構(gòu)件開發(fā)不足，形式較為單調(diào)等問題。而目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者在研究的過程中也將重點(diǎn)集中在了裝配式構(gòu)件生產(chǎn)與施工技術(shù)完善上，普遍缺乏安全管理方面的內(nèi)容。而有效的將BIM與RFID技術(shù)運(yùn)用于裝配式建筑的施工安全管理中，將會(huì)起到十分積極的幫助作用。

1 BIM技術(shù)與RFID技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目中的價(jià)值分析

BIM技術(shù)是建筑信息模型技術(shù)的簡(jiǎn)稱，在實(shí)際應(yīng)用的過程中所建立的3D模型當(dāng)中包含了建筑所有的信息，在進(jìn)行計(jì)算的過程中能夠?qū)ㄖ麄€(gè)生命周期進(jìn)行合理的模擬，并在建筑最終建設(shè)完畢之后將所有的信息進(jìn)行合理的匯總并歸入到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，為今后同類型建筑施工提供信息基礎(chǔ)。RFID技術(shù)是一種非接觸式、可遠(yuǎn)程讀取的無(wú)線電波通信技術(shù)，這種技術(shù)是在最近幾年逐漸的被應(yīng)用到建筑領(lǐng)域。由于施工的過程中所處環(huán)境比較惡劣，室內(nèi)環(huán)境變化也比較快。伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及裝配式建筑應(yīng)用范圍不斷增大，RFID技術(shù)已經(jīng)逐漸的被應(yīng)用到了裝配式建筑構(gòu)建識(shí)別以及施工數(shù)據(jù)采集等多個(gè)方面。

從導(dǎo)致裝配式建筑施工安全問題產(chǎn)生的原因上來(lái)看可以大致分為兩大類，其一就是從設(shè)計(jì)的角度上來(lái)說(shuō)，過多的將重點(diǎn)集中在了結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)當(dāng)中，而并沒有充分的考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及在實(shí)際施工過程中可能會(huì)發(fā)生的一些特殊情況等等，導(dǎo)致了一些風(fēng)險(xiǎn)因素的產(chǎn)生。其二，在施工工期超過計(jì)劃工期的時(shí)候，為了能夠加趕工工期，導(dǎo)致了安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。對(duì)于第一個(gè)原因，BIM模式能夠?qū)Χ喾N設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比對(duì)，并在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行后期施工模擬工作，從而提供良好的數(shù)據(jù)，最大程度上的避免多種突發(fā)情況的產(chǎn)生，預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。針對(duì)第二個(gè)問題來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)與RFID技術(shù)有效結(jié)合在一起的話，能夠使得施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況在最短的時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)叫畔⒅行模行У慕鉀Q了人工信息傳遞速度較慢的問題。

2 BIM技術(shù)與RFID技術(shù)在裝配式建筑施工安全管理中的具體應(yīng)用

2.1 人身安全管理

首先，在裝配式建筑施工的過程中可以進(jìn)行有效的人工定位，在傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)當(dāng)中，為了能夠方便施工現(xiàn)場(chǎng)的日常管理，施工單位都會(huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝攝像監(jiān)控、無(wú)線電通話等裝置，但是這些裝置無(wú)法對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行同時(shí)定位，而這也是RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一。在應(yīng)用RFID技術(shù)的過程中通過橫縱坐標(biāo)，能夠準(zhǔn)確對(duì)施工人員位置進(jìn)行定位。另外，RFID技術(shù)除了這項(xiàng)功能之外，還可以進(jìn)行對(duì)工人類別進(jìn)行合理的區(qū)分，并對(duì)施工區(qū)域的安全性進(jìn)行分析。例如，在裝配式建筑日常施工的過程中需要對(duì)一些危險(xiǎn)性比較高的施工區(qū)域進(jìn)行檢修，在檢修的過程中應(yīng)當(dāng)保證所有的其他工作人員撤出目標(biāo)區(qū)域，而此時(shí)就可以通過RFID技術(shù)判斷施工人員是否撤出了區(qū)域。同時(shí)，在RFID系統(tǒng)當(dāng)中還具有預(yù)警功能，當(dāng)工作人員進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域之后，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)，在信息中心接收到信號(hào)之后就能夠?qū)ぷ魅藛T的位置進(jìn)行定位，將警報(bào)信息傳遞給管理人員，而其離開危險(xiǎn)區(qū)域之后，警報(bào)會(huì)自動(dòng)解除，如果系統(tǒng)一直發(fā)出警報(bào)的話，施工管理者就需要安排人員去現(xiàn)場(chǎng)判斷是否存在危險(xiǎn)。一些企業(yè)則明確規(guī)定，如果工作人員接收到預(yù)警信息的一段時(shí)間內(nèi)沒有離開危險(xiǎn)區(qū)域的話，就會(huì)對(duì)其進(jìn)行一次處罰，對(duì)于違反規(guī)定的施工人員施工安全意識(shí)進(jìn)行重新的判斷，切實(shí)的保證施工人員的人身安全。

2.2 基坑施工安全

在進(jìn)行深基坑工程施工的過程中，有效的利用好BIM技術(shù)當(dāng)中的多維可視化、施工模擬以及全參數(shù)巨大優(yōu)勢(shì)，有效的運(yùn)用BIM軟件當(dāng)中的模塊，建立深基坑多維安全監(jiān)測(cè)模型，保證在深基坑施工的過程中能夠?qū)ζ溥M(jìn)行動(dòng)態(tài)的警示化監(jiān)測(cè)行為。在BIM安全監(jiān)測(cè)模型當(dāng)中能夠建立基坑的多位變形監(jiān)測(cè)族，之后在族當(dāng)中添加相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，例如基坑出現(xiàn)的位移、基坑支撐的內(nèi)力、基坑出現(xiàn)的變形等等，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模型有效的關(guān)聯(lián)起來(lái)，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行合理的顯示，保證對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警。

另外，在利用RFID安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的過程中，如果基坑周圍的地表出現(xiàn)不均勻沉降或者支撐軸力異常等現(xiàn)象的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出警示聲音，通過完全不同的警示聲就能夠?qū)Υ龣z測(cè)項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行合理的判斷，通過報(bào)警聲音的頻率以及大小判斷實(shí)際值與預(yù)警值之間的差距。通過將相關(guān)的模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)紹IM模型當(dāng)中，可以形象的反映出基坑在任意時(shí)間點(diǎn)各個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)源以及危險(xiǎn)源的變化情況，對(duì)深基坑工程的危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行合理的判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形以及受力趨勢(shì)進(jìn)行合理的監(jiān)測(cè)。

2.3 臨時(shí)支撐布置

在裝配式建筑施工的過程中，臨時(shí)支撐是一個(gè)十分重要的構(gòu)件，幾乎所有構(gòu)件的安裝行為都需要進(jìn)行臨時(shí)支撐，而在對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行吊裝的過程中，在吊鉤脫鉤之前，需要提前安裝構(gòu)件后期受力狀態(tài)設(shè)置臨時(shí)支撐，保證整個(gè)體系的穩(wěn)定性。而從基坑處理的角度上來(lái)說(shuō)，由于其可能受到多種因素的影響，必然會(huì)導(dǎo)致臨時(shí)支撐出現(xiàn)受力不均勻的問題，嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件出現(xiàn)不穩(wěn)定，比較容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

通過以上的相關(guān)論述就能夠看出，臨時(shí)支撐體系在使用的過程中也存在著比較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，而如果能夠有效的利用BIM技術(shù)的話，就可以對(duì)其整個(gè)施工過程中的受力情況進(jìn)行合理的分析，在與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較的過程中，最為明顯的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就在于其能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行針對(duì)性的受力研究。BIM技術(shù)以及RFID技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)臨時(shí)支撐體系進(jìn)行合理的分析，對(duì)支撐進(jìn)行不斷的優(yōu)化。而在土方開挖的過程中也應(yīng)當(dāng)設(shè)置有效的臨時(shí)支撐體系，確保在土方開挖的過程中實(shí)現(xiàn)整個(gè)支撐體系的受力平衡，保證臨時(shí)支撐體系的穩(wěn)定性以及安全性。

2.4 吊裝安全管理

從裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑兩者的區(qū)別上看，一個(gè)最為顯著的特征就是存在著較多的吊裝工序，這也就導(dǎo)致了在進(jìn)行吊裝的過程中存在著比較大風(fēng)險(xiǎn)，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，第一個(gè)就是連接部位出現(xiàn)了失效的情況，在進(jìn)行施工的過程中，需要使用塔吊對(duì)構(gòu)件進(jìn)行吊裝操作，在這個(gè)過程中塔吊的吊鉤與鋼筋是直接連接或者與起吊點(diǎn)進(jìn)行連接的，但是如果一旦出現(xiàn)預(yù)埋鋼筋長(zhǎng)度不足或者出現(xiàn)脫鉤情況的話，將會(huì)對(duì)施工人員的人身安全產(chǎn)生一定的影響。第二個(gè)就是吊裝設(shè)備自身可能存在著一定的安全隱患。在裝配式建筑物施工的過程中主要還是依靠塔吊對(duì)構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)輸，因此如果塔吊出現(xiàn)一定問題的話，可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)建長(zhǎng)時(shí)間處于懸空狀態(tài)，導(dǎo)致比較嚴(yán)重的安全問題。

通過以上的論述就能夠看出，裝配式建筑施工中吊裝工序還是比較復(fù)雜的，在實(shí)際應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中可以使用Navisworks軟件或者Tekla軟件對(duì)吊裝過程中比較容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理的模擬，最大程度的防止在吊裝過程中所可能出現(xiàn)的安全問題。Navisworks軟件是目前一款比較常見的項(xiàng)目信息交流的全面審閱解決方案軟件，在使用該軟件的過程中可以建立吊車模型實(shí)現(xiàn)三維的吊車參數(shù)化工作模擬，在該軟件當(dāng)中還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)吊車進(jìn)行選型，在最短時(shí)間內(nèi)模擬出吊車運(yùn)行的整個(gè)吊裝過程，從而判斷在進(jìn)行吊裝的過程中所可能出現(xiàn)的問題。而Tekla軟件則是目前世界范圍內(nèi)，應(yīng)用范圍最廣的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，對(duì)于裝配式建筑來(lái)說(shuō)，可以使用其中的吊裝模擬插件，實(shí)現(xiàn)各種工況下的起重機(jī)模型模擬，同時(shí)還能夠?qū)Φ踯囘M(jìn)行合理的控制，模擬整個(gè)吊裝過程，盡可能的防止出現(xiàn)鏈接部位失效或者吊裝設(shè)備問題所可能留下的安全隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

裝配式建筑這種目前應(yīng)用十分廣泛的施工方式有很多突出的優(yōu)勢(shì)，但是其在很多方面例如構(gòu)件吊裝、支撐布置、人員安全等多個(gè)方面存在著比較大的安全隱患，如果不采取積極有效的措施加以有效應(yīng)對(duì)，對(duì)于今后裝配式建筑的健康發(fā)展是十分不利的。本文對(duì)BIM技術(shù)與RFID技術(shù)如何應(yīng)用到裝配式建筑施工安全管理中進(jìn)行了深入的探究，兩種技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)構(gòu)件信息以及施工人員的安全情況，保證建筑施工信息能夠得以有效的實(shí)時(shí)反饋，提高建筑施工規(guī)劃的完成度，保證施工人員和設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)于裝配式建筑物今后更加廣泛的應(yīng)用將會(huì)起到積極的幫助作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張笑敬.基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工安全管理研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（15）：154.

[2]齊賀，孫佳琦，王楠，等.BIM與RFID技術(shù)用于裝配式建筑項(xiàng)目的施工管理研究[J].施工技術(shù)，2018，47（07）：4-6.

[3]張玉媛，余琴，杜夢(mèng)迪.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理研究[J].建筑安全，2018，33（04）：41-44.