裝配式建筑安全管理中BIM技術的應用研究

靳立磊

（山東高速資源開發管理集團有限公司，山東 濟南 250101）

裝配式建筑工程項目，是在施工現場將預制的構配件進行組合而形成的一種特殊的建筑結構模式，裝配式建筑由于是模塊化施工，所以建造速度相對來說更快，在施工的過程中不容易受到氣候等因素的影響。較傳統建筑施工在各個方面的成本都能相對節約，模塊化施工也使建筑工程項目的整體質量水平得到了顯著提高。和傳統的建筑工程項目相比較的過程中，裝配式建筑施工工程更加特殊，施工過程中存在更多的交叉作業、吊裝作業以及高空作業，導致在施工過程中的安全隱患問題變得更加復雜多樣，通過BIM技術的使用，能夠提前構建裝配式建筑模型，對施工工序中存在的安全問題進行事前評估，提高安全管理水平，促進這種新型建筑模式的發展和進步。

1 BIM技術用于裝配式建筑安全管理中的重要價值

BIM技術的優勢展現在可視化、共享性、動態性模擬上，在裝配式建筑施工安全管理工作中應用，可以預先發現施工過程中的各種安全問題，更有助于安全管理的事前控制，體現了其價值所在。

1.1 BIM技術應用在裝配式建筑安全管理中有特殊的技術優勢

首先，在利用BIM技術構建5D立體施工模型，能夠模擬整個工程項目的進度流程以及操作情況，實現對建筑工程項目全生命周期的動態性模擬和管理工作。也正是基于這種全面的動態管理，可以分析和了解在裝配式建筑工程項目開展制造過程中存在的各方面安全風險問題及缺陷性，能更好地發現問題并能有針對性地去解決問題。其次，通過BIM建筑模型的可視化，可以讓安全教育培訓更加直觀并深入人心，達到安全培訓目的，并且為了避免出現因個人不安全的行為造成的安全事故，對施工人員的安全管理一定要更加全面、嚴謹、細致。另外，所有建筑工程的信息都要通過裝配式建筑工程項目團隊來進行匯總，并存儲在BIM立體建筑模型中，實現有關數據的全部門共享，解決在項目安全管理中存在的信息孤島問題，緩解或杜絕在建設過程中的信息不對稱和不透明，信息共享渠道更加便捷。

1.2 BIM技術用于裝配式建筑安全管理有著環境方面的優勢

在傳統的安全管理模式下，裝配式建筑安全管理工作會消耗很多的資源和人員精力。在施工過程中，安全責任制度落實效果不理想以及安全制度的不健全都可能會導致安全監管成效不理想，施工過程中出現問題無法及時解決。隨著國家高質量發展政策提出和對安全生產嚴格要求，在安全管理中對科學技術注入和應用也提出了更高要求。有關方面將BIM技術作為了未來行業發展過程中思考和關注的關鍵技術，同時出臺了一系列的政策措施，對其加以規范，使得BIM技術應用于裝配式建筑管理具有一定前景，從而為BIM技術的科學合理應用提供了良好的環境基礎。

1.3 BIM技術用于裝配式建筑安全管理有著獨特的經濟優勢

在裝配式建筑施工過程中，通過使用BIM立體動態模型，能夠從不同的環節和角度對建筑施工中的安全風險進行相應的檢查和測試，發現施工過程中存在的安全隱患和問題，并通過安全教育培訓讓安全風險及隱患更加具象性展現在施工人員面前，起到事前控制作用。使施工安全規劃的效果更加理想。這樣的方式能夠減少因安全事故而帶來的人員傷亡、財產經濟損失等問題。通過施工之前的BIM建模安全模擬檢測，及時發現施工工序中存在的交叉作業、工序沖突等安全隱患問題，讓工作人員提前掌握施工的情況，對施工中的問題進行改進，使不良的施工問題得到順利解決，同時優化了施工成本控制。總體來說，基于BIM技術的裝配式建筑工程的安全管理，安全風險得到了更加有效地控制，建設成本相應降低，具有極大的經濟優勢。

2 準確判斷裝配式建筑安全管理工作的影響因素

社會的進步促進了建筑施工體系的發展與進步，推動新型建材不斷出現。我國建筑行業中的重要組成部分之一就是裝配式建筑，在裝配式建筑施工項目中需要使用很多種類的機械設備，人機協調性較為復雜，如果在施工的過程中對安全問題有所忽視，不能進行有效的事先控制，就有可能發生安全事故，這樣不但影響施工質量，造成不良社會輿論，進而影響企業高質量發展。

2.1 裝配式建筑的施工方案編制不合理

施工方案以及流程對整個工程項目的質量和安全性有著指導性作用，施工方案的設計和規劃會涉及到整個項目的環境要素、人工要素、物理要素、技術要素等不同的方面。由于裝配式建筑施工涉及到各個不同環節要素，在編制施工方案時就會難免存在疏漏，尤其是在臨時性的工程項目上表現的會更加明顯。比如在預制陽臺板、預制梁等預制構件的施工安裝中，都需要在吊裝環節設置好臨時的支撐體系，如果在施工方案中對于固定的連接方式或者是支撐點的表述不明確就會造成位移偏差，導致裝配式建筑工程項目中的預制構件穩定性降低，因此而產生安全方面的事故，對于施工人員造成影響。

2.2 裝配式建筑施工現場的安全隱患存在

在裝配式建筑工程項目中一個重要的特點就是吊裝工具交叉作業，在施工過程中如果進行高強度的吊裝工作，安全風險就會增加。比如當塔吊機器設備出現機械故障或操作人員的失誤，都可能會導致構件高空墜落，威脅到地面人員安全性。另外，多設備在有限空間場地內交叉作業，由于設備定位存在旋轉半徑交叉，造成設備之間的碰撞，極易造成安全生產事故。

2.3 對人員提供的安全培訓不足

要提高工作人員的安全意識，這在很大程度上會直接影響到裝配式建筑施工的安全性，在現場施工前要進行安全教育培訓，可以采取定期宣教以及書面考試形式，讓安全操作的直觀效果比較好，同時對于施工中重要的安全要點得到真正體現。在裝配式建筑工程項目中，安全交底環節也存在一定的缺陷和不足，工作人員無法按照不同構件的分類情況以及施工的層級，對安全交底的問題進行嚴格規劃和分析，甚至會將安全交底工作中的部分內容直接忽略，導致較低的不完善或不詳細，都會影響到裝配式建筑施工安全培訓的最終成果。

2.4 裝配式建筑施工現場布置不充分

裝配式建筑工程項目的施工現場涉及到的內容豐富，范圍廣泛。施工過程中，要求不同的專業人員負責不同的項目內容，組織相應的施工工作，不同工種現場布置一般采用物資就近存儲原則，這樣能夠保證施工的便利性，如果裝配式建筑施工場地布置不科學，那么在進行物資運輸和吊裝時，就可能存在沖突，安全風險變大。比如裝配式建筑構件的現場存放位置與塔吊旋轉半徑之間，如果塔吊和現場構件放置之間的距離過大，那么就增加了構建的二次運輸，增加成本，同時安全風險增大。或者在塔吊運轉的過程中就可能會和其他位置的構建之間相互產生碰撞，造成碰撞事故，甚至引起其他事故。

2.5 裝配式建筑施工安全生產應急預案適用性不強

要有一套現場的安全生產應急預案，這也是為了更好地保障安全生產，使員工在面對突發事件時可以有效組織應急救援或疏散，但這些安全生產應急預案受施工進度影響，無法開展常態化演練，只能停留在書面上，或者偶爾組織演練達不到理想效果。一旦出現安全事故，無法及時科學地組織安全救援或疏散。

3 裝配式建筑安全管理中BIM技術的具體應用

3.1 利用BIM技術針對裝配式建筑工程的施工方案進行優化和改進

通過BIM技術選擇合適的施工方案以及對施工方案進行優化，建立相應的安全信息模型。通過BIM技術對施工方案進行三維建模，對預制構件進行仿真處理，使用立體化的模型準確鑒定預制構件施工規范性。建立動態施工流程模型，通過施工過程中的碰撞分析和實驗來了解在施工過程中存在的各項安全隱患，優化施工方案，提前消除安全隱患。同時也可以根據系統分析得出數據報告，將預制構件的運輸、吊裝、安裝等多個環節進行深化改進，使最終的施工方案和工序更符合建設要求。

3.2 使用BIM技術對裝配式建筑施工進行安全檢查及預警

要把重要信息同步，并進行BIM建模，如：裝配式建筑工程項目的進度、設計變更的信息、安全設計的驗證以及安全檢查規則。設定關鍵節點安全預警紅線，同時配套可視化安全管理系統設備，更加便利安全管理工作，隨著項目的進展完成相應的工作內容，在巡檢工作中將重點危險源及風險進行電子標識、預警提醒，讓安全檢查工作的時效性以及全面性得到提升。通過BIM技術建立形成的施工防護體系，能夠明確施工過程中需要防護的關鍵部位，防范現場的施工人員誤入危險地段而遭遇安全威脅。使用BIM技術也可以針對裝配式建筑施工現場的各種防護設施進行進一步模擬檢查，了解施工的狀態，分析施工過程中的問題。在建筑施工模型中還會包括工程項目所處地區的氣候條件以及地質條件和材料等多方面的因素，BIM技術也能提供多元化的信息支持。總體來說，使用BIM技術開展裝配式建筑施工的安全管理工作，能保證安全檢查及預警全面性，讓施工過程中的安全風險得到有效控制。

3.3 利用BIM技術提高安全培訓具象性

利用BIM安全信息模型可以展示出裝配式建筑施工過程中使用的各種材料、設備以及人員的信息參數，對施工過程中的整個路線和流程進行預演，得到更加逼真的現場情況以及安全事故的背景，之后可以通過視頻動畫的形式導入VR設備，為工作人員發放VR眼鏡以及手柄等輔助設備，使施工人員感受到身臨其境的感覺。這種新型安全教育更具備形象化，在進行培訓的時候，更能調動起參加安全教育培訓人員的積極性，并能增強其興趣，讓施工人員的安全意識水平得到提升，也在一定程度上達到了安全培訓的良好效果和目標。

3.4 利用BIM技術針對裝配式建筑施工現場進行優化調整

傳統施工現場布置一般根據施工圖紙依靠工作人員的想象力來分析安排，在這種模式下，現場的沖突位置也無法得到真實的展現。而BIM技術通過建立安全信息模型，能夠更好地了解裝配式建筑工程項目所處的地形地貌特點，以及機械設備和道路設施的應用狀況，創設場地布置模型。針對裝配式建筑施工現場的塔吊作業以及車輛運輸，還有構件的存放位置進行動態模擬和分析，了解其中存在的安全隱患，同時，利用全息投影讓現場的布置更加立體展現在工作人員面前，為裝配式建筑工程的安全管理工作開展創造良好條件。

3.5 通過BIM技術實現施工現場安全生產應急預案常態化演練

基于BIM技術信息模型，在其中導入施工現場應急預案，對現場的施工環境進行全面細致的模擬和分析，利用軟件模擬出救援人員分工、處置流程、人員的疏散路徑以及最佳時間，對現場的人員場景進行動態化的模擬和分析，保障安全救援或疏散按部就班、有條不紊。使得安全應急預案演練具體化、可視化、具有動態管理可控性。同時根據不同階段、不同工種的性質制定有針對性的常態化演練，讓安全應急預案深入人心，讓現場工作人員在實踐環境中學習到安全應急技能。同時在這樣的模型背景下，工作人員可以更好地了解在裝配式建筑安全管理中存在的不足，不斷優化安全應急管理體系，使制定出的應急疏散方案和流程和實際情況更加匹配，實用性更佳。

4 結語

總而言之，將BIM技術應用在裝配式建筑安全管理的過程中，提高了安全管理中的技防水平，能夠增強安全管理事前控制，有效避免安全事故發生。同時顯著提高施工的質量，保障工程項目的進度，也能控制施工的成本，體現出經濟性、安全化的施工效果。文章針對裝配式建筑安全管理中BIM技術的應用方式進行分析，對于工程項目的順利開展具有重要的意義和參考作用，有利于促進健全完善裝配式建筑施工體系。