基于建筑信息模型技術的建筑工程施工安全管理研究

孫效良

【摘 要】安全是永遠的話題，尤其是在建筑工程的施工過程中，更是要注意安全問題。但是有些危險是難以發現的，只有在危險發生了之后才知道危險的存在。為了提升建筑工程施工安全程度，企業應用建筑信息模型技術來進行輔助，以加強施工安全管理。文章當中便基于建筑信息模型技術，對于建筑工程施工安全管理進行研究。

【關鍵詞】建筑信息模型技術；建筑工程；施工；安全管理

1.建筑信息模型技術及應用

1.1BIM參數化建模的概念

參數化建模是指通過協調和變更管理項目中所有圖元之間的關系來進行模型的創建。這些圖元之間的關系可以通過軟件的默認來創建，也可以由設計人員在建模過程中進行定義。在數學和機械CAD中，定義這些關系的數字或特性稱為參數。參數化的方法對項目的協調組織和建模效率的提高都有很大的優勢，主要原因是：在任意時間對項目中模型的修改，都會協調至整個項目中。

BIM是對某個工程建設項目相關信息的詳盡的數字化表達。BIM模型是信息高度集成化的，這種信息3D、4D甚至5D的形式儲存模型中。在BIM中，繪圖的基本單元不再是點、線、面，而是墻體、口、窗等基本構件，每個構件包含了構件本身的三維構造信息以及其他工程技術信息，并且其中一部分信息在使用過程中具有唯一性，也就是說修改一處所有使用該信息的地方都進行修改。因此工程發生變更時，只需要修改任意處的構件信息，其他相關部分隨之自動修改，避免原有繪圖中對其他圖形逐點逐線的修改。

在設計過程中，BIM技術的應用改變了傳統的設計方式，直觀的三維顯示比傳統的尺規作圖，使設計人員更容易找到方案的缺陷與不足，從而建筑師通過對BIM技術的應用，改變了過去設計方案的思維方式，直觀的視圖方式可以更容易發現設計的不足之處，幫助建筑師不斷改進方案；在施工過程中，施工方由于得到大量BIM模型以及基于模型的二維施工圖紙，在施工過程中根據這些信息，更容易采用新型的施工技術，更容易設計和調整施工方案。

基于參數化的建模的流程是通過對實際項目的業務需求分析，從而引發了相關的BIM應用，而BIM應用又需要BM的工具和標準進行支持，相關人員對通過BIM工具和標準最終建立了BIM信息模型，該模型又支持了初始的業務需求。

1.2BIM在設計階段的應用

目前市場上BIM軟件最多的當屬建模軟件，BIM建模軟件主要有4類，分別是建筑模型設計、結構模型設計、機電及管線模型設計、場地布置設計。建筑模型設計有Auodesk Revit、Vector Works、ArchiCAD、鴻業樂建等；結構模型設計主要有Auodesk Revit Structure、Teckla、PKPM等；機電及管線模型設計有Auodesk Revit MEP、Magicad、鴻業機電等；場地布置設計有Auodesk Revit Architecture、Auodesk Navisworks、廣聯達場布等。目前沒有任何一種軟件可將上述四種需求都完全滿足。大多數情況是某一種軟件建造各專業模型，然后通過FLC數據格式進行數據共享與數據傳遞。

1.3BIM的施工階段的應用

施工階段的信息數據的來源主要有兩種形式，一是設計方直接將設計階段的BIM模型給施工方直接使用，但需要進行部分修改。通過專業數據格式轉換軟件解決施工和設計交換數據的問題。二是如果設計方只有二維信息，可利用二維圖紙跨蘇翻模得到BIM模型。由于設計和施工階段的基本數據是相同的（如標高、軸網、墻體厚度等），而且轉換的過程也是動態的，初始階段數據格式的差異不會完全導致數據無法復用。但隨著工程項目的深入進斤，數據信息將更加豐富、詳盡，施工企處可將更多更豐富的信息正在BIM模型中，建立更符合施工要求的參數化模型，這個模型在整個施工中是動態變化的。

這兩種獲得初始施工模型的做法的優點在于：首先，雖然兩種做法提取建筑信息的方式不同，但都是基于相同的數據基礎，即相同的設計信息，因此兩種方式的BIM模型從根本上來講是沒有區別的；其次，第一種方式建模成本幾乎為零，而第二種方式借助現有的快速翻模工具，建模成本也不高，主要原因在于翻模是自動進行的，額外的人員培訓費用較低。

2.基于建筑信息模型技術的建筑工程施工安全管理

建筑工程施工安全管理的過程實際上就是在施工過程中對具體安全目標進行管理的。實際施工過程中施工安全管理的過程就是安全工作組按照完成事先制.定好的安全目標，因此安全管理行為其核也內容就是運用項目管理的原理和方法來降低施工過程可能產生的各種安全風險，消除或減少安全事故造成經濟損失。施工安全管理采用的是PDCA管理循環，PDCA循環管理的對象是施工安全的管理者和現場施工人員。

P階段：

在傳統的施工安全管理的計劃階段，項目經理部分析施工現場實際情況，從施工企業的安全生產形勢和安全生產狀況入手，查找企業往的一些安全問題，確定出該階段內的合理、可量化的安全目標。在安全目標確立的基礎上，找出導致安全事故的主要影響因素，滿認問題的主要原因，并在施工現場予W確認。根據找到危險源和危險行為，編制相應的安全管理的具體目標及相應的施工安全作業標準。傳統的施工安全管理的計劃階段的存在的最大的問題是計劃的制定沒有針對性，由于安全計劃對于安全施工來講是前置的，在制定計劃時并沒有己完成的建筑作為參照，因此，無法完全考慮到施工時可能出現的問題。而且不同項目的安全風險可能完全不同，要求安全管理人員在沒有實際模型的情況下制定安全計劃的難度是非常高而且不切實際的。

在基于BIM的施工安全管理的計劃階段中，安全工作組根據項目經理部的要求以消除或減少安全事故及其隱患為目標，在施工作業前，通過對3D-BIM模型、施工進度計劃及4D施工模擬過程的研巧，找到施工安全風險的危險源和危險行為，根據其內容制定相應的安全管理的具體目標作為安全管理的控制點。要求安全措施編制人員理解施王安全需求，并根據要求編制相應的施工安全作業標準，并將該作業標準和相應的安全風險高進行關聯。

D階段：

在傳統的施工安全管理的實施階段，施工管理人員根據P階段制定安全管理目標和安全生產保證計劃具體組織和嚴格執行。在施工前，管理人員通過反復的講授，將安全施工作業標準及施工安全教育的內容傳達給施工人員。同時將安全物資的采購與驗收記錄歸檔。目前講授的模式非常單一，而且沒有具體建筑模型和施工環境作參照，是的教育和培訓的結果流于形式，效果非常差。安全物資的使用記錄只能有效的記錄采購、驗收環節，對物資的使用及消耗情況無法做到動態追蹤。

在基于BIM的施王安全管理的實施階段，按照P階段所制訂的計劃和措施，要求施工人員在施工前通過相應的設備，在BIM模型中對編制好的作業標準進行學習，通過BIM技術的可視化和高仿真性等特性使施工人員可以更好地理解施工安全作業標準，從技術方面保證了施王人員能夠最大限度的在施工過程中按照安全標準進行施工。同時在BIM模型中做好相應的施王安全記錄及安全物資的采購、驗收及使用記錄。

C階段：

傳統的建筑施工安全管理檢查階段是根據制定的安全措施計劃，檢查進度和實際執行的效果是否達到預期目標要求。安全檢查主要的內容是對建筑施工中的可能存在的危險源及危險行為進行查證，以確定其存在的狀態，以及它們轉化為事故的條件，從而采取有效措施，以便消除人的不安全行為、物的不安全狀態和管理中的缺陷，防止各類事故的發生。

在基于BIM的施王安全管理的檢查階段對安全目標的監測包括單項工程施工過程中的安全目標檢查和單項工程施工后的監測。安全工作組通過基于BIM安全作業標準對照安全目標檢查安全標準執行的情況和效果，及時發現是否存在新的問題，同時及時更新對應的BIM模型。通過目標監測，安全工作組能夠確認施工人員在施工過程對施工安全的執行是否符合制定的標準，并在實際施工過程中檢驗所制定的標準是否和提出的安全需求相沖突。

A階段：

施工安全管理過程的改進分為突破性改進和漸進式，根據施工安全檢查的結果，采取相應的措施，對原有的安全管理計劃進行漸進式改進或者根據新發現的問題制定新的計劃。同時要針對存在的問題和相關反饋信息制定的應急措施、補救措施和整改措施。

對安全措施計劃檢查評估后，企業安全管理目標責任人召集與所有職能部門對整個實施過程進行全面系統的討論、匯總和總結。將實施過程中有效的經驗和安全風險防范對策措施用書面形式固定下來，并納入企業有關的標準、規定和制度之中。

結語

綜上所述，建筑信息模型技術具有多種作用，在建筑工程施工安全管理方面也發揮著重要的作用，在過程當中通過PDCA的管理循環，以加強施工安全，從而保障工程的安全穩定建設。

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