BIM技術在建筑施工安全管理中的應用研究

暢寧寧 暢 行

（陽光學院 土木工程學院，福建 福州 350015；洛陽中軒建筑設計有限公司，河南 洛陽 471000）

伴隨著“一帶一路”政策的提出我國建筑業(yè)得到迅猛發(fā)展、基礎設施建設屢創(chuàng)新高、合作項目遍布全球各地，彰顯著國家綜合實力的提升，為國民經(jīng)濟帶來紅利；同時，超高、復雜、異型、環(huán)保節(jié)能型等項目也逐漸增多；機遇產(chǎn)生的同時也面臨新的挑戰(zhàn)，如對建筑施工安全管理提出更高要求。建設項目自身的特點決定了行業(yè)的高危性；據(jù)住建部統(tǒng)計，2018年全國房屋市政生產(chǎn)安全事故共發(fā)生734 起、死亡840 人，較2017年分別增加42 起（6.1%）、33 人（4.1%）；[1]傳統(tǒng)的安全管理方法、制度及理念已無法滿足復雜多變的施工環(huán)境的需要。

BIM 技術以參數(shù)化設計為基礎、多維數(shù)字模型為核心，為協(xié)同設計、施工模擬、費用管理等帶來諸多便利，[2]其可視化、動態(tài)性、模擬性等優(yōu)勢愈來愈明顯；如何利用BIM 技術的優(yōu)勢識別危險源、提高安全技術交底與安全監(jiān)督效率，發(fā)揮其在安全管理工作中的作用值得深入研究。

1 BIM 技術與安全管理優(yōu)勢

1.1 BIM 技術

BIM 技術的本質是建筑信息模型，以包含項目物理、幾何、功能等基本信息的三維建筑模型為基礎，將建設項目所有信息有效集成、處理、更新及優(yōu)化，實現(xiàn)建筑信息的數(shù)字化表達，為項目管理提供一個信息共享、協(xié)同管理的平臺。[3]

1.2 BIM 技術在安全管理中的優(yōu)勢

BIM 技術以建筑信息模型為核心，不僅僅是對信息的簡單集成及應用，其價值在于以此為中心與仿真模擬、碰撞檢測、監(jiān)測定位等軟件、技術有機結合形成的協(xié)同管理平臺，使管理工作向精細化、信息化發(fā)展。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

可視化；傳統(tǒng)的建筑物呈現(xiàn)、審圖視圖方式通過BIM 技術得以改變，將建筑構件等項目信息及周邊環(huán)境以三維模型可視化形式展示，有助于工作人員理解建筑信息、發(fā)現(xiàn)直觀危險源、獲得分析危險源所需信息并找出安全隱患；為安全計劃的制定、防護設施的布置提供依據(jù)，提高安全方案與實際情況的吻合度。

模擬性；BIM 技術的模擬性意味著可預先模擬施工現(xiàn)場布置、施工過程，找

出規(guī)劃中存在的碰撞問題、施工中的安全隱患，以此來調整施工平面布置圖、優(yōu)化施工方案；基于此技術還可對關鍵施工過程事先模擬，如基坑開挖、塔吊搭設等危險性較大工作，根據(jù)模擬結果劃分安全區(qū)域、針對性地進行防護調整、制定應急預案措施；提高安全管理工作效率。

動態(tài)性；BIM 技術的動態(tài)性使模型中任一參數(shù)發(fā)生變化時與之相關的所有

信息均會自動調整。當某一施工工序做出調整時其他關聯(lián)信息將會隨之變化，其模型更新信息會在云端共享并借助現(xiàn)代技術手段第一時間傳遞至相關人員，方便管理人員及時發(fā)現(xiàn)新的安全問題并制定相應的控制措施，保證信息的一致性與時效性及管理效率。

2 基于BIM 技術的安全管理

將BIM 技術數(shù)字化、參數(shù)化等優(yōu)勢與安全管理工作特點相結合，建立一套以BIM 技術為基礎、重視事前預防和持續(xù)改進的安全管理體系。事前，利用BIM 技術的可視化和模擬性參與者可清晰直觀地發(fā)現(xiàn)危險源，實現(xiàn)靜態(tài)查看與動態(tài)監(jiān)視同時兼顧、保證安全隱患辨識工作的全面準確性，為教育培訓和決策提供可靠資料；事中，借助AR 技術、現(xiàn)代通訊等技術實現(xiàn)對材料設備、工作人員的監(jiān)控，不安全行為、不安全狀態(tài)將觸動預警信號并傳至相關平臺；事后，整個過程的數(shù)據(jù)、人員行為將通過平臺分類儲存，作為績效評估依據(jù)，分析、處理后的案例被列入安全事故數(shù)據(jù)庫，為后期安全管理和教育培訓提供素材；形成動態(tài)循環(huán)的管理模式。

3 BIM 技術在安全管理中的應用

3.1 危險源識別與管控

危險源識別的全面性決定著安全管理工作的效果；傳統(tǒng)的識別方法主要包括分析圖紙和現(xiàn)場、類似工作經(jīng)驗、安全管理手冊等，此類方法存在諸多弊端更無法滿足異型、復雜建筑安全管理需要。從BIM 模型危險源數(shù)據(jù)庫和類似項目案例庫中選取所需資料，對三維建筑模型進行分析，結合施工方案和進度計劃對施工過程進行仿真模擬，動靜兼顧地全面識別危險源；用適當?shù)姆椒▽ξｋU源評估、等級劃分，根據(jù)危險源的等級用紅橙黃藍四種顏色在模型中做出標記，以此確定安全教育培訓與交底的側重點、做好安全設防工作；如：高處墜落，依據(jù)墜落高度和墜落物性質對物體做出不同顏色的標記、劃分危險區(qū)域，為重大危險源配備標識信息牌，便于參與者監(jiān)督現(xiàn)場安全、增強其安全防范意識。

3.2 安全教育與交底

已標記危險源的BIM 模型和已更新的危險源數(shù)據(jù)庫均可作為安全教育培訓資料，BIM 技術為管理者提供一種全新的數(shù)字化教育培訓方式，使參與者多維度清晰地了解危險源、學習正確的操作過程、掌握基本的安全常識；作業(yè)者文化水平較低，對書面化、視頻式的培訓吸收不佳，BIM 技術與VR/AR 技術相結合創(chuàng)造逼真的虛擬環(huán)境，參與者在此環(huán)境中學習、練習操作過程，幫助其掌握正確操作方法、了解操作失誤造成的后果；即彌補傳統(tǒng)教育培訓的不足又調動員工參與的積極性。

管理者借助Navisworks 等軟件將隱患部位、危險等級、安全設防等可視化地展示，通過模擬操作過程介紹工作性質、施工中存在的安全隱患與應對措施，改變傳統(tǒng)耳提面命式的交底方式，加深其對交底內容的理解，改善交底效果。

3.3 安全監(jiān)控與預警

施工中腳手架位置高度的調整、安全防護欄桿的安拆重設等均會帶來新的安全隱患，培訓合格、接受安全交底的作業(yè)者未必記住全部注意事項和危險源，因此全面監(jiān)控施工過程、及時發(fā)出預警信號十分必要。BIM 技術為安全監(jiān)控提供一個信息交互、數(shù)據(jù)共享的平臺，智能安全帽實現(xiàn)對人員的定位監(jiān)控、RFID 技術實現(xiàn)對材料設備的監(jiān)控、無人機和高清視頻攝影設備從更寬廣、自由的視角對施工現(xiàn)場無死角全面監(jiān)控；監(jiān)控設備均與BIM 平臺、移動終端連接，對進入危險區(qū)域的人員發(fā)出提示信號，并將信號傳至平臺、通知管理人員；安全員根據(jù)BIM 模型中標記的危險源找出現(xiàn)場監(jiān)督和檢查的重點部位，借助VR 設備生動形象地解釋正確操作過程進行現(xiàn)場指導，在線上傳檢查結果、反饋現(xiàn)場情況。

3.4 安全應急救援與資料管理

BIM 技術的應用可實現(xiàn)救援設備的三維可視化展示、救援方法及逃生方式的動態(tài)介紹，提高救援培訓效果；結合VR/AR 技術增強救援演練的真實性和員工的緊迫感，節(jié)約演習成本；災害發(fā)生后，利用BIM 技術分析災害情況快速找出事故源、執(zhí)行救援預案。事后，BIM 平臺對安全管理全過程的資料進行分類歸納整理、儲存至不同數(shù)據(jù)庫中，作為類似安全控制方案的參考資料，避免同類事故再次發(fā)生。

4 結語

在建設項目管理中應用信息化、數(shù)字化等新技術實現(xiàn)建筑業(yè)智能化發(fā)展已是大勢所趨；BIM 技術作為“十三五”規(guī)劃重點發(fā)展技術，在碰撞檢測、復雜項目施工模擬等方面發(fā)揮重要作用。本文重點對BIM 技術在安全管理中的應用進行探究，從危險源管控、教育交底、監(jiān)督管理、救援演練四個方面介紹其具體應用，形成事前有效預防、事中全面管控、事后及時處理的持續(xù)循環(huán)管理體系，改善傳統(tǒng)管理的弊端、為創(chuàng)新安全管理方法提供借鑒。