基于BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中應(yīng)用分析

林建濤

河北聚工建筑裝飾有限公司 河北 石家莊 050000

引言

建筑施工安全管理是保障建筑工程經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的關(guān)鍵，而安全管理是建筑施工管理的重要一環(huán)。安全管理不僅關(guān)系到工程現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性，對(duì)工程的質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理也有重要影響。受各種因素的影響，當(dāng)前建筑施工安全管理中存在很多問題，對(duì)此，要強(qiáng)化建筑安全施工管理策略在建筑施工中的應(yīng)用，提高建筑施工安全管理水平。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM即建筑信息模型，是在數(shù)字信息化時(shí)代運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序構(gòu)建建筑工程信息模型。BIM技術(shù)的核心是建筑信息模型，通過建筑工程模型的建立，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，融合三維數(shù)字技術(shù)，呈現(xiàn)出一個(gè)三維立體的建筑工程模型，再根據(jù)建筑的整體比例，來進(jìn)行一比一建筑整體樣貌的還原，通過這樣的模型來進(jìn)行建筑工程的整體設(shè)計(jì)與施工。BIM技術(shù)在建筑工程的準(zhǔn)備階段提供了建筑工程的整體規(guī)劃方向，為建筑工程的設(shè)計(jì)方案提供最科學(xué)與最合理的思路；在施工階段，規(guī)范了施工過程中的管理內(nèi)容，使相關(guān)管理人員、相關(guān)施工人員能更好地進(jìn)行工作，協(xié)調(diào)各部門之間的工作方式，在一定程度上提升了建筑工程施工的效率。BIM技術(shù)的核心在于它強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)并非依靠單純的技術(shù)就能完成，而要結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和三維技術(shù)共同構(gòu)建，是整個(gè)BIM技術(shù)中的重難點(diǎn)。三維數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)使建筑行業(yè)達(dá)到了“所見即所得”的效果，隨著工程項(xiàng)目的推進(jìn)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)不斷進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)涵蓋從工程立項(xiàng)到后期運(yùn)行維護(hù)的整個(gè)階段全過程，且數(shù)據(jù)信息之間并非相互獨(dú)立，對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單修改會(huì)引起其他數(shù)據(jù)的協(xié)同變化，保證了數(shù)據(jù)之間的協(xié)同性。正是由于復(fù)雜的技術(shù)才使BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬化和優(yōu)化性四個(gè)特點(diǎn)[1]。

2 BIM運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)及存在的缺陷

2.1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1.1 工程設(shè)計(jì)智能化。BIM技術(shù)的運(yùn)用，使建筑設(shè)計(jì)立體化、三維化，設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)過程中通過查看建立的3D模型找到自己設(shè)計(jì)中存在的問題和不足，做到及時(shí)修改。根據(jù)數(shù)值的調(diào)整，BIM會(huì)實(shí)時(shí)生成三維模型，讓設(shè)計(jì)師將自己的設(shè)計(jì)稿形象直觀地呈現(xiàn)出來，減少在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理需要調(diào)整修改的過程，使施工設(shè)計(jì)智能化。另外，通過BIM的三維視角和可視化功能，工作人員可以清晰了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)風(fēng)格以及各區(qū)域布局，同時(shí)可以減少設(shè)計(jì)和施工方的溝通障礙，便于針對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行專業(yè)探討與交流。BIM技術(shù)可以幫助工作人員確認(rèn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，簡(jiǎn)化工作流程，提高工作效率。

2.1.2 項(xiàng)目管理信息化。在建筑工程項(xiàng)目管理中，需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方、施工方和各建筑主體之間的矛盾，如果使用傳統(tǒng)建筑施工的管理方式，會(huì)導(dǎo)致信息傳遞不及時(shí)或出現(xiàn)信息不對(duì)稱現(xiàn)象，拖延工程進(jìn)度的同時(shí)，也加大了協(xié)調(diào)各方的難度，而應(yīng)用BIM技術(shù)，會(huì)使信息實(shí)現(xiàn)共享，信息透明化則溝通協(xié)調(diào)也會(huì)比較順利。

2.1.3 施工管理可視化。BIM技術(shù)將建筑施工中的構(gòu)件通過模型的構(gòu)建“真實(shí)”顯現(xiàn)出來，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑項(xiàng)目的虛擬設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)以及管理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、集成和可視化的4D施工管理。通過將施工現(xiàn)場(chǎng)布局和建筑物相聯(lián)系，可以直觀看出施工現(xiàn)場(chǎng)資源的調(diào)用以及場(chǎng)地使用情況，實(shí)現(xiàn)虛擬施工。與此同時(shí)，BIM還會(huì)根據(jù)運(yùn)營(yíng)階段出現(xiàn)的構(gòu)件老化、環(huán)境等問題，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)使用的安全性和耐久性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.1.4 建筑過程的優(yōu)化。建筑從設(shè)計(jì)階段、施工階段到運(yùn)行維護(hù)階段的過程屬于一個(gè)不斷優(yōu)化的過程。信息、復(fù)雜程度和時(shí)間對(duì)建筑過程的優(yōu)化起著重要作用。BIM技術(shù)提供了建筑的幾何、物理和規(guī)則等信息，也可以處理各種復(fù)雜的建筑工程管理任務(wù)，合理運(yùn)用BIM技術(shù)能大大提高建筑工程管理的效率，降低施工和管理成本。為各種建筑工程過程提供了優(yōu)化的可能。

2.2 BIM技術(shù)存在的缺陷及不足

BIM技術(shù)的使用盡管為建筑工程施工管理帶來很多便利，但仍存在不足，主要表現(xiàn)為信息存儲(chǔ)占用空間大和信息安全兩個(gè)方面。①BIM雖然功能多，但同時(shí)占用存儲(chǔ)空間大，僅是施工階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就可以達(dá)到十幾甚至上百吉字節(jié)，這對(duì)計(jì)算機(jī)的選擇和使用也產(chǎn)生了一定要求，要想運(yùn)行BIM軟件，必須選擇高配置高效能的計(jì)算機(jī)。在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上打開多個(gè)BIM文件也會(huì)產(chǎn)生很多問題。②在信息數(shù)據(jù)泄露屢見不鮮的今天，BIM技術(shù)的信息存儲(chǔ)是否安全也是值得重視的問題[2]。

3 建筑施工安全管理存在的問題

3.1 缺乏科學(xué)的管理機(jī)制

當(dāng)前的建筑工程規(guī)模較大，管理難度高，從而對(duì)管理單位采取的管理機(jī)制提出較高的要求。但是，部分建筑單位依然采用傳統(tǒng)的管理模式，出了問題之后再處理，而很多安全問題一旦爆發(fā)，將會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目的多個(gè)方面產(chǎn)生連鎖影響。具體來講，一些單位缺乏全生命周期管理意識(shí)和精細(xì)化管理意識(shí)，不能結(jié)合工程實(shí)際情況做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作，更不能根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況制定完善的管理制度。另外，新時(shí)期的建筑工程項(xiàng)目管理，對(duì)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位等主體的溝通協(xié)作要求較高，意味著施工組織計(jì)劃和協(xié)同管理模式尤為重要。但是，由于缺乏科學(xué)的組織管理體系，相關(guān)單位的管理活動(dòng)依然相對(duì)獨(dú)立，導(dǎo)致安全管理存在很多漏洞。

3.2 管理技術(shù)水平較低

在建筑項(xiàng)目規(guī)模大、復(fù)雜程度高、管理壓力大的情況下，依靠傳統(tǒng)管理方法，很難滿足實(shí)際需求。這方面的問題集中體現(xiàn)在管理單位采用的管理技術(shù)較為落后，尤其對(duì)現(xiàn)代工程管理科技、信息化管理平臺(tái)的應(yīng)用較少。部分單位雖然引進(jìn)了信息管理平臺(tái)，但是在信息采集、整理、分析和應(yīng)用方面依然依賴傳統(tǒng)路徑。尤其是一些人員無法很好地應(yīng)用相關(guān)技術(shù)做好建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和應(yīng)對(duì)工作，導(dǎo)致這類技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值沒有被充分發(fā)揮出來。除此之外，部分單位在實(shí)際執(zhí)行建筑監(jiān)督安全管理時(shí)，一般由安全員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督。但在復(fù)雜的施工現(xiàn)場(chǎng)，安全員及相關(guān)責(zé)任人員的精力是有限的，如果不能使用現(xiàn)代技術(shù)，很容易降低信息交互方面的效率，從而導(dǎo)致安全監(jiān)督出現(xiàn)漏洞[3]。

3.3 人員素質(zhì)參差不齊

雖然現(xiàn)代建筑工程施工的機(jī)械化程度提高，但是施工人員、技術(shù)人員及管理人員依然主導(dǎo)著工程的建設(shè)和管理。在大量不同領(lǐng)域人員參與的建筑工程項(xiàng)目中，人員素質(zhì)參差不齊是影響安全管理的主要因素。比如，一些施工人員對(duì)新技術(shù)工藝的了解不足，在施工時(shí)存在操作行為不規(guī)范的情況，會(huì)引發(fā)相關(guān)安全隱患；一些施工人員雖然技術(shù)扎實(shí)，但是安全意識(shí)較差，不具備主動(dòng)規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)和緊急應(yīng)對(duì)安全問題的能力；一些設(shè)備操作人員的規(guī)范意識(shí)不足，操作設(shè)備時(shí)隨意性大，導(dǎo)致設(shè)備本身存在安全隱患；管理人員沒有掌握現(xiàn)代管理理念，依然以前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直接監(jiān)督的方式，導(dǎo)致安全管理的效率和效果都不理想

4 BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

以BIM技術(shù)為支撐建立起的建筑工程施工安全因?yàn)楣芾砜刂破脚_(tái)可以利用在提高建筑工程施工質(zhì)量方面。首先，BIM技術(shù)可以建立三維立體模型，可以隨時(shí)了解不同施工工序完成后，并根據(jù)實(shí)際情況和模型中的不同來進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中的問題；其次，在研討施工方案和重難點(diǎn)的過程中，可以憑借BIM技術(shù)建立的三維模型來進(jìn)行討論，這樣可以提高工作效率，還可以隨時(shí)查看需要施工的位置；最后，可以在高層建筑存在安全隱患后及時(shí)反饋給技術(shù)負(fù)責(zé)人，方便技術(shù)人員迅速了解施工中的問題所在，提高了處理安全問題的效率?？梢詤f(xié)助管理人員迅速識(shí)別建筑工程中的各類問題情況。信息共享技術(shù)可以解決傳統(tǒng)的建筑工程安全管理中的不直觀的問題。若發(fā)生安全事故，現(xiàn)場(chǎng)人員可以利用管理控制平臺(tái)及時(shí)將施工現(xiàn)場(chǎng)的損害地區(qū)以三維模型的防止直接告知管理人員，讓管理人員能快速處理安全問題，并及時(shí)給出解決方法[4]。

4.2 BIM技術(shù)平臺(tái)功能

平臺(tái)功能主要在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和安全事故應(yīng)急處理這兩個(gè)方面。平臺(tái)具有動(dòng)態(tài)監(jiān)控的功能，并且可以一定程度上智能識(shí)別當(dāng)前的危險(xiǎn)情況，若平臺(tái)判斷為有安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)即可自動(dòng)報(bào)警，讓現(xiàn)場(chǎng)施工人員能及時(shí)反應(yīng)，并針對(duì)危險(xiǎn)因素及時(shí)處理好。另外，除了可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的各類問題外，基于BIM技術(shù)的平臺(tái)還可以儲(chǔ)存施工方面的各類信息并共享給參與建筑項(xiàng)目工程的有權(quán)限的人員，方便管理人員和技術(shù)人員隨時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的各類信息，提升了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的了解程度，加深了管理并提高了工地的安全程度。

4.3 BIM技術(shù)方面

4.3.1 信息共享平臺(tái)的建立。利用BIM技術(shù)來為施工過程提供數(shù)據(jù)支持是很有必要的，首先從工程伊始就建立起平臺(tái)，并與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)系。為工程施工提供服務(wù)，實(shí)時(shí)將施工進(jìn)度、材料、設(shè)備等方面的信息進(jìn)行收集，然后上傳到信息平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過程的監(jiān)控與安全管理[5]。

4.3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。BIM技術(shù)可以應(yīng)用到建筑施工安全管理工作中，主要在控制平臺(tái)中進(jìn)行作業(yè)。首先，將BIM技術(shù)應(yīng)用于平臺(tái)中，對(duì)施工過程中的各種工序和進(jìn)度進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，方便隨時(shí)了解相關(guān)信息；其次，隨時(shí)可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和BIM技術(shù)將施工過程中的安全隱患和技術(shù)重難點(diǎn)上傳到平臺(tái)中，方便隨時(shí)了解建筑工程中的相關(guān)信息和安全運(yùn)維數(shù)據(jù)；最后，建立好建筑工程相關(guān)的模型，采用云計(jì)算將各類信息上傳至平臺(tái)中，方便隨時(shí)查閱和了解建筑工程的有關(guān)信息，為其他類似的項(xiàng)目提供借鑒。

4.3.3 三維建模利用。BIM技術(shù)進(jìn)行建模，因?yàn)榻⒌哪Ｐ褪橇Ⅲw的，所以方便隨時(shí)了解建筑工程的各個(gè)方面，且可以應(yīng)用于建筑施工的各個(gè)階段和細(xì)節(jié)中。建筑伊始就可以進(jìn)行三維建模過程，可以根據(jù)建筑圖紙對(duì)建筑工程進(jìn)行三維建模。采用平臺(tái)中的各種功能鍵來對(duì)施工過程中可能發(fā)展的情況進(jìn)行了解并確認(rèn)最優(yōu)方案。

4.3.4 應(yīng)急預(yù)警管理。應(yīng)急預(yù)案管理工作并非所有問題都要特別重視，需要有側(cè)重點(diǎn)。首先，數(shù)據(jù)平臺(tái)中要將之前的數(shù)據(jù)和問題情況輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，包括以往的建筑質(zhì)量評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管控評(píng)估以及在以往施工安全管理工作的完成質(zhì)量評(píng)價(jià)等。然后針對(duì)以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇出安全問題中的重點(diǎn)項(xiàng)目并就頻率較高和出現(xiàn)問題后難以處理的方面給出應(yīng)急方案和解決方案。這樣方便日常的管理和在出現(xiàn)問題后可以及時(shí)應(yīng)對(duì)。應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急管理需要及時(shí)并且能針對(duì)當(dāng)前問題給出有效解決方式[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

施工安全管理是建筑工程管理工作中的重點(diǎn)工作，分析目前建筑施工安全管理工作的現(xiàn)狀，將BIM技術(shù)利用到安全管理工作中，并分析BIM及時(shí)的優(yōu)勢(shì)，將兩者結(jié)合起來維護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理工作。加強(qiáng)BIM技術(shù)用于施工的整體管理與監(jiān)督，提出控制建筑工程的建設(shè)成本措施，有效地提高了建筑工程現(xiàn)代管理效率，從而讓BIM技術(shù)更好地在建筑工程管理中得到應(yīng)用，BIM在建筑施工安全管理中發(fā)揮了強(qiáng)大作用。