建筑工程施工安全管理中BIM技術的運用研究

張渠

摘要：現階段我國計算機技術發展速度不斷加快，在全球化的背景下，建筑行業面臨著嚴峻的考驗，其競爭日益激烈，行業發展環境也逐漸惡劣。在建筑行業發展過程中，使用BIM技術以及建立完善的建筑項目全生命周期管理，對于建筑工程行業信息化的發展有著推動性的作用。因此，當前我國工作人員需要對建筑行業傳統的建筑技術進行改善以及優化。當前BIM技術得到我國建筑行業的青睞，取得了一定的發展成果，但是相對于發達國家來說，我國建筑工程中BIM技術的應用方面還存在問題，需要進一步完善以及管理。

關鍵詞：建筑工程;安全管理;BIM技術;運用

1 BIM技術概述

BIM技術即建筑信息模型技術，BIM技術涉及建筑學、工程學以及土木工程等多個技術領域，通過建立虛擬的建筑工程三維模型，以數字化技術為依托，為模型提供具有完整性和真實性的建筑工程信息庫，其中包括有建筑物構件的幾何信息、專業屬性、狀態信息以及非構件對象的狀態信息。在當前我國建筑工程事業的發展中，BIM技術的普及與應用，極大程度提高了建筑工程信息集成化程度，并為建筑工程的相關利益方提供了良好的溝通互動平臺，為我國建筑工程事業現代化發展提供技術支持。從實際應用角度來看，在建筑工程設計工作中，BIM技術能夠將建筑的各項數據進行整合，通過模型的構建，為設計人員所完成的設計方案進行完美展示，進而有效避免設計誤差產生。對于建筑電氣設計工作來說，BIM技術同樣能夠將建筑內部隱蔽工程完整體現，促進設計工作內容可視化、透明化，進而有助于設計人員不斷優化完善設計方案。在建筑工程施工安全管理工作中，充分利用BIM的數字化、空間化、定量化、全面化、可操作化等特點，結合相關信息技術，可以使項目參與者在施工前先進行三維交互式建設施工全過程模擬。在模擬平臺上，項目參與者可以更為準確地辨識潛在的安全隱患，更為直觀地分析評估現場施工條件和風險，并以此為基礎制定更為合理的安全防范措施，從而改善和提高決策水平。同時，利用BIM技術在施工過程中還可以動態識別現場安全隱患，并及時調整施工方案。BIM技術在工程施工期間的主要優勢包括兩方面內容：（1）BIM技術有助于工程開展前期工作人員加強對工程計劃的了解程度，為施工單位進行工作安排提供良好的條件;（2）BIM技術的應用與現代計算機技術和網絡技術密不可分，所以計算機技術與網絡技術所具備的優勢，在建筑工程BIM技術的應用中也能夠充分體現，確保各級部門能夠無障礙、跨空間溝通，為工程順利開展提供保障;另外，還能夠將資料以數字化形式傳輸于各利益方，實現對工程整體的監管，以便于促成工程整體質量以及經濟效益的提高。

2 BIM技術在建筑施工安全管理中的應用

2.1施工現場平面布置

建筑工程施工不同階段容易受到地形、四周環境和天氣等方面的影響，給施工現場平面布置設計帶來了很大難度，因此在工程建設過程中，施工現場平面規劃需要科學、合理地布置。傳統的平面布置方法是采用CAD軟件畫圖進行現場場地二維平面布置，這樣的二維布置只能對現場進行粗略的布置，無法應對復雜多變的施工現狀，在實際施工中會出現很多問題，如物料的存儲和堆放、臨時設施的搭建會出現反復搬運、倒運等，增加二次搬運費及人工費。而采用BIM技術進行場地的三維動態布置則可以有效解決二維布置帶來的不便，施工現場對應部位應該擺放什么東西、樓層哪個位置需要做防護、外架需要怎么搭設、企業的宣傳應該設置在什么位置等都可以采用BIM技術解決。另外，在外腳手架的搭設前利用BIM技術建立外腳手架模型，可以防止腳手架和結構之間出現沖突;優化消防、空調、安裝工程等各專業設計圖紙，防止出現不必要的管線碰撞;檢驗設計圖紙是否合理，并及時進行設計優化，避免影響施工進度，提升施工質量。

2.2在施工場地立體規劃

施工場地立體空間要進行合理的規劃和劃分，才能降低安全隱患，給后續的施工管理提供便利，同時提升經濟效益。采用BIM技術可以按照施工方案動態模擬施工過程，提前設計機械行進的路線和施工人員的活動范圍，防止一些不確定因素影響施工。在模擬過程中針對施工場地采取BIM動態布置，可以有效地控制場地空間配置。以三維塔吊安全管理為例，施工現場會布置很多塔吊共同作業，塔吊會由于半徑過大、多塔交叉作業的原因發生碰撞問題，為此，首先要確定塔吊的回轉半徑確定，然后在施工現場利用三維信息模型布置不同型號的塔吊。利用BIM動態模擬技術，可以在施工現場相應的位置提前設置好塔吊的位置，然后將塔吊進行動態旋轉，一方面觀察塔吊的覆蓋范圍符不符合施工要求，另一方面觀察群塔之間會不會發生碰撞，確定出塔吊的詳細位置以及頂升的相互時間順序，最終形成實施性較強的塔吊方案。通過BIM動態模擬技術還可以模擬四周的建筑物和電線之間的安全距離。

2.3實現4D仿真模擬

隨著建筑行業不斷發展，建筑的數量和規模不斷增加，給建筑施工安全管理增加了難度。要想讓建筑工程有序地開展，監控施工中每一個環節，降低安全隱患，預防安全事故，降低經濟損失，就需要利用BIM技術中4D施工動態模擬技術模擬施工的過程，尤其針對施工中的重點節點，實現多視點的模擬動畫，給施工質量、安全管理提供有效的參考。在模擬建筑結構中采用4D仿真分析技術針對變形狀態和力學性能采取分析，給施工安全奠定基礎。如利用BIM技術的上傳功能可以實現對現場安全隱患的實時監控，并將發現的安全隱患問題傳到BIM模型上，在模型上可以監控隱患是否處于受控狀態，做到心中有數，極大地降低了安全事故的發生概率。還可以通過BIM模型對施工現場的危險區域進行管理，在BIM模型上設置好施工現場的危險區域并結合紅外線的功能，當作業人員闖入危險區域后會自動報警，這樣可以對危險區域進行更有效的管理。另外，結合4D技術、BIM技術針對易產生變形的結構進行分析、監控，及時捕捉危險狀態，并采取有效安全措施，規避安全事故的發生。

2.4立體安全技術交底

人員流動性大是水工的一大特點，也加大了安全管理的難度，究其原因是工作不知道怎么做，僅憑口頭交代或者一張圖并不能很好地交底，不清楚怎么做就不會發現存在的安全隱患和相關安全注意事項，所以“讓每名施工人員知道怎么干”是技術交底的一項重要內容。深入挖掘BIM技術的可視化特點，項目部建立高樁碼頭重大工序施工過程模擬，以VR、動畫片的方式展現，過程中講解人可以隨時暫停以詳細告知每一步施工注意事項，讓其了解工序安全要點。目前項目部已制作鋼筋加工、模板施工、水上樁帽鋪底施工等虛擬交底視頻，讓所有施工人員交底后心里有底、干有所戒。

3結束語

總而言之，BIM具有良好的應用優勢，已經被廣泛應用于建筑工程安全管理中。BIM技術的自身特點能大大改善管控過程，且BIM技術不僅有助于場地規劃，同樣能夠準確地對風險因素進行識別，繼而提醒相關人員進行預防。除此之外，BIM技術在施工現場安全監控、人員教育培訓等方面也有著較好的應用。BIM技術的推廣應用能促進整個建筑行業的規范化發展。

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（作者單位：聊城田置業有限公司）