BIM技術在建筑施工安全管理中的應用研究

張一迪

遼寧理工職業大學 遼寧 錦州 121007

引言

安全工作一直是建筑工程項目的首要任務，確保施工人員人身財產安全與建筑結構質量安全是建筑施工的宗旨。在建筑施工過程中，每一次安全事故都會造成無法估量的人身經濟財產損失，為了避免悲劇的發生，在建筑施工過程中不斷加強安全管理措施，是有效降低安全事故發生概率的有力舉措。傳統的安全管理措施顯然已經無法滿足當下飛速發展的建筑施工技術，基于當下人們對于建筑物的使用性能要求不斷提升，建筑物的復雜程度也更高，若采用傳統的安全管理方案往往無法精確的把控所有安全隱患因素，在施工過程中可能由于安全管理的疏漏造成無法估量的經濟損失。因此采用更科學合理的現代化手段成為當下安全管理工作的主要任務，其中BIM技術憑借著高度的數字信息化模型，能夠精確地將建筑物中所存在的安全隱患通過分析計算精確地呈現在施工管理者的面前，使其能夠有針對性地進行方案的改正和調整，降低安全風險的發生概率。

1 BIM技術簡介

BIM技術是通過信息化數字為基礎將建筑信息以數字模型進行可視化建模，由于建筑物與信息數字化形式進行模擬后，能夠隨時調節其相應參數，使得建筑物中各項性能數值在設計過程中便于調整。除此之外，通過建筑模型以數字化形式搭載在可視化3D建模上，使其擁有了高度的可視性，能夠很直觀的了解建筑模型的某一結構與其相應的功能[1]。通過數字化信息能夠使其具備相應的傳輸和共享能力，對于節約時間成本和人力資源而言有著極大的意義。由于能夠在施工現場實現各信息的傳遞和共享，使得建立施工現場安全管理有了信息數據的支持。因此，當下BIM技術伴隨著不斷的發展在安全管理工作中也展露出了相應的應用場景，通過建立完整的BIM數據庫，能夠實現跨距離遠程了解與操控施工現場，對于建筑工程的各個階段施工進行有效化把控，精確掌握建筑過程中可能存在的問題，并通過相應數據進行處理方案的設計。對于網絡技術飛速發展的當下，BIM技術為構建大型的網絡建筑信息互交平臺提供了可能性，也為未來的建筑管理工作提供了科學化平臺。

2 BIM技術的特點

2.1 可視化

可視化是BIM技術的核心優勢，相較于傳統的二維建筑設計圖紙而言，三維的數據模型能夠更直觀地讓使用者第一時間了解該建筑的各項信息數據，通常利用該項技術進行項目研討時，能夠解決由于空間結構構建困難無法有效溝通這一問題。在許多建筑工程的圖紙會審階段，由于設計人員與施工人員存在建筑認知偏差，許多時候無法第一時間了解該設計圖紙的真實情況，需要耗費大量的時間和精力進行圖紙的會審。在某些大型復雜的建筑工程中，常常會因為施工人員缺乏空間構圖能力無法理解建筑施工設計圖紙內容，導致施工內容與設計偏差較大，引發相應的安全事故。若采用BIM能有效避免該現象的發生，極大程度上優化建筑工程在施工和設計過程中各方的信息互通，極大程度上減少了不必要的工作量。

2.2 模擬性

模擬性作為BIM區別于其他三維建模的主要特征功能，其具體表現為：能夠根據實際情況科學有效化的模擬建筑物的各項性能特征。例如：通過有效化的數據模型進行建筑模型建立后能夠模擬其真實的受力情況，以及其相應的建筑物空間結構和發生自然災害時的抗危害能力[2]。當下利用該項特點將建筑模型提前進行模擬預測后，能極大程度上了解建筑物通過該項設計方案是否可行，盡可能減少未來在施工過程中由于設計不到位所造成的影響。例如：某大型房屋建筑在設計過程中未考慮到兩個結構體會發生空間碰撞的情況，若沒有通過BIM技術進行模擬檢測，該項圖紙通過審核后進行施工作業，在施工完成后，該項建筑結構物由于發生空間碰撞，失去其原有的結構產生安全隱患，并且造成無法逆轉的經濟損失。若該項工作在施工設計完成后采用BIM技術進行模擬計算，即可了解到其相應的碰撞點位置，及時進行設計方案的修正，避免不必要在施工過程中發生建筑安全事故。

2.3 共享性

BIM技術通過建立相應的數據模型，能夠將建筑物的每一處結構進行數字化轉變，將可化與數字化進行有效轉化，兩者之間能夠實現無誤差輸出，在實際工程中，通過建立相應的數據模型后，通過改變數據參數能夠驅動相應的數據模型進行調整，能夠直觀了解修改某一建筑信息數據后其相應的模型外觀改變情況。通過建立好相應的數據庫以及模型族庫后，能夠將其以文件的形式進行平臺共享，建立相應的項目團隊后，在平臺內進行協同工作，能極大程度上優化工作交流，加強協同效率。除了同一個項目的信息數據能夠共享以外，當下隨著該項技術的完善和普及，一些常見的建筑物已經完成了相應的族庫建設，可以通過外部導入的手段實現虛擬數據模型拼接的操作，減少了在設計和建立數據模型時的工作量，同時這一趨勢也隨著BIM技術不斷的普及在不斷提升[3]。

2.4 優化性

BIM技術區別于其他建筑施工技術的主要特點在于其具有不斷的優化性，由于其依靠當下飛速發展的互聯網計算機行業，在計算算法以及模型搭建處理技術上伴隨著計算機領域的發展不斷進步。該項技術除了常規的硬件升級以外，在軟件兼容和普及方面也會產生不斷提升，造成這一現象的根本性原因是該項技術具備龐大的社會市場。伴隨著使用人數的增長，該項技術的發展和改變速度會不斷加快，相應的軟件兼容與共享會隨著普及率的提升得到有效的改變。除此以外，由于BIM技術依靠龐大的數據信息模型進行分析計算，數據庫的更新和優化也標志著其會不斷地提升計算的科學性和準確性[4]。

3 施工安全管理工作的要點分析

3.1 復雜性

施工安全管理工作中復雜性是其最為突出的特征，由于建筑施工項目施工體量大，工作人員流通和各項材料設備進出場頻繁，需要考慮的因素較多，在施工過程中如何合理的把控安全管控工作是一項十分復雜的內容。除了客觀的因素影響外，在實際工程當中，由于復雜的人際關系以及各方利益的趨勢，會使得現場的安全管理工作需要考慮的要素更多。

3.2 多變性

在建筑施工現場，由于受到外部環境因素的干擾，施工現場的情況會不斷發生改變。例如：某露天作業的房屋建筑工程在施工過程中，出現大暴雨等惡劣自然天氣情況，引發土體崩塌造成無法彌補的經濟安全損失。除了不可逆的自然因素影響以外，在施工現場由于施工工藝以及安全意識薄弱等多方面因素影響，都會導致施工現場的情況變得復雜多變，使施工安全管理工作難以開展。

3.3 綜合性

施工全管理工作往往不單單是從安全工作教育方面進行的，在某些工程當中需要結合實際施工情況進行相應的工作管理調整[5]。一般而言，施工安全管理需要貫徹施工全階段，某些項目工程在施工過程中由于各方面因素影響，導致建筑質量不符合設計值。在此基礎上，如未能通過相應的檢測機構檢測就投入使用的話，會造成無法彌補的安全損失，這也使得安全管理工作需要管理者具備相應的綜合能力，不僅需要了解相應的安全管理工作內容，還需要對施工現場的施工情況有科學化的理解和判斷。往往某些安全事故都是由于施工管理或者施工技術不規范所導致的，因此加強安全管理工作需要從多方面進行考慮。

4 BIM技術在建筑施工安全管理中的應用策略

基于以上情況，本文著重分析BIM技術結合實際工程進行安全管理工作的應用情況與相應的安全管理技術。

4.1 安全設計與安全培訓

通過建筑工程的三維立體信息化模型對設計的合理性進行相應的分析，在此過程中著重對于施工方案的合理性以及安全性進行動態推演。由于BIM技術具有相應的模擬性，通過參數進行相應數值的驅動，以其高度可視化反饋至建筑實體模型中，使得安全工作管理者能及時了解在施工過程中可能產生的安全隱患情況，并了解其所可能導致的安全損失情況。此外，通過該項技術能夠模擬計算出在緊急情況下人員疏散和營救的實際情況，并且對安全通道的合理性進行數據化計算考量，若未達到相應的設計安全系數，應當對于相應的建筑設計進行改進。除了設計安全方案以外，BIM技術還能夠進行安全培訓。在施工前期通過高度可視化的信息模型進行相應的培訓工作，使得施工人員了解到在施工過程中可能存在的一些安全隱患問題，并加強該區域板塊的施工安全工作[6]。通過有效化的安全培訓，能夠加強施工人員在全階段施工作業中安全意識以及避免高危施工作業區間發生安全意外的概率。

4.2 識別建筑危害因素

BIM軟件通過導入的相應建筑信息模型進行分析計算后，對于潛在的危險結構體進行分析模擬判斷其是否存在不穩定或受力體系紊亂等情況。導入常規的環境干擾因素進行系數調整，通過數據干預的操作計算后的數據模型是否發生安全隱患，若在此基礎上發生建筑模型形變或各項受力體系參數不達設計指標，則判定該建筑區域存在潛在的危險，并且通過比對分析和數據模擬運算尋找可能干擾該區域板塊的危害因素。

4.3 利用BIM技術實現動態化安全檢測

除了在施工前期進行相應的安全設計和建筑物危害變時工作外，在施工全階段，BIM技術都能夠實施建筑施工安全管理動態化監測，通過施工人員反饋的實時數據進行相應的模型參數調整。若某一施工時間段內數據發生超水平異常，則會對安全管理工作者發出相應的安全預警，并通過該數據追溯其存在的安全隱患，該項技術的實施可能性建立在高度共享的數字化平臺，每位施工人員通過施工過程中的實際設計數值，共享化平臺進行數據收集處理后比對數據的可信度，篩選掉數據誤差后進行數據建模，通過動態數據的變化實時監測和管理建筑施工的安全系數。若達到預警值，則會發出相應的警報，使得安全管理工作者有充分的時間進行補救[7]。

4.4 制定安全管理模型與應急方案

在建筑施工過程中，若由于不合規范的操作或其他外部因素的干擾，使得建筑工程發生安全隱患時，BIM軟件通過現有的數據模擬計算，分析其產生安全隱患的根本性原因，并通過現有數據進行最優方案的設計。在進行數據設計后將理論化安全應急方案進行數字建模，使得安全管理工作者能了解通過應急方案進行修正后的建筑工程狀況。一般在制定相應的安全管控方案時，需要在施工過程中提供相應的安全參數，在此基礎上，能夠精確的預估可能發生的安全隱患，并提前制定好相應的安全方案。

5 結束語

綜上所述，當下施工現場安全管理工作是建筑行業發展所不容忽視的一項內容，基于當前安全管理工作難度隨著建筑工程的復雜度不斷提升，采用科學有效的BIM技術能夠確保建筑工程在施工全階段化的安全，對于促進我國建筑行業發展有著重要的意義。