基于BIM技術的建筑工程安全管理

尚賓 孫毅然

廣東空港置業有限公司 廣東 廣州 510080

引言

建設工程項目實施中，安全問題是一個值得重視的問題，而如何在項目工程中提高安全管理水平，推動項目的有序開展，是近年來該領域研究的重點。在新時代的背景下，運用多種科技手段，可以提升安全管理的水平，BIM技術的運用，可以利用可視化建模的方法，通過模型的構建來對工程項目進行管理，極大地提升了整個工程的安全性，下面就這一技術的實施要點展開討論。

1 BIM技術的概念

BIM技術因其具有全過程的特點而被普遍采用，從理論上講，BIM技術可以實現對項目的多層面和機動性的管理，從而達到工程的安全管理目的。具體來說，BIM技術中的管理層次與動態數據有關，從而與傳統安全管理技術的數據可見性特征有所區別而被合理運用，極大地提高了工程的效率。所以，現在大部分的建筑工程在使用BIM技術進行安全管理時，都會基于其相應的模型建立，也就是用相應的BIM信息化技術模型來取代傳統的人工管理，這樣就可以減少各個方面的成本投入和資源消耗。但是，與之相對應的是，BIM技術的實施，需要對BIM的有關數據進行實時更新，才能保證其應用效果的最大化和最優化[1]。

2 BIM技術安全管理特性

經過一段時期的BIM技術應用后，相關學者將BIM技術在安全管理方面的特性進行了整合，即真實化、高效化以及機動化等。BIM技術安全管理的真實化特征即BIM技術通過對應的三維模型進行實際操作的試驗，從而保證不同階段中安全管理的有效性。眾所周知，BIM技術最直觀的表現即三維模型的建立，以此，技術人員便擁有實時獲取以及操作相關數據的能力，進而有組織地對施工各個階段進行安全管理，從人力、財力、物力等各個方面降低能耗，大幅度提升工程效益。同時，由于建筑工程在實際作業中往往因環境、地理等問題會產生諸多異化現象，所以BIM技術的模擬功能便顯得尤為關鍵。具體而言，BIM技術通過相關信息的采集與模擬，例如結構位置、形式等等，以分析的方式幫助相關人員進行安全預防，并且，在面對不同類型的建筑作業時，安全預防的作用更為顯著，因此，對于安全事故而言，BIM技術的模擬能力十分重要。另外，BIM技術安全管理的機動化特征意味著它本身對于各種形式、類別的建筑作業，以及不同環境下的施工安全管理都具有較大優勢。

3 建筑工程安全管理現狀

我國對于建筑工程的需求量較大，而城鎮化的發展需求也決定了我國在此階段的發展過程中必須重視建筑工程安全管理。總體而言，我國建筑工程的數量與安全事故的數量呈正比上升狀態，由此可得出，目前我國日益增長的施工量并未提高我國建筑施工安全管理的意識，這種以社會性損失代替經濟發展的方式并不可取，我國建筑工程安全管理現狀必須得到改善，從而以相對合理的、科學的措施，幫助建筑工程行業妥善發展。對于建筑工程安全管理本身而言，其不僅代表社會發展的狀態，更是將國家各個體系、層面的力量再凝固的過程。因此，重視建筑工程安全管理勢在必行，這不僅僅關乎施工方的成本與效益，更關系到施工人員與社會居民的生命、財產安全[2]。

4 基于BIM技術的安全管理策略

4.1 在施工場地立體規劃

在發達國家的眾多建筑施工安全管理當中，其多以BIM技術進行場地的立體規劃，從而建立合理化的施工空間。具體即通過BIM技術的施工方案動態模擬，以規劃性的方式，將機械作業、人工作業等進行提前設計，以空間設計的時效性作為施工前提，幫助后續施工建立一個相對平衡的、安全的施工空間與邏輯，進而避免施工因素的復雜化，降低施工風險。通常在大型器械作業過程中，往往會存在較大的阻礙，即如塔吊的操作空間等，通過BIM動態布置的確定，一方面能夠為塔吊建立行之有效的操作空間，另一方面，還能夠避免因多座塔吊的重復性作業，而出現碰撞問題。在BIM動態模擬技術與信息采集的共同作業下，塔吊的相關數據會被BIM技術實時確立，在直觀化的動態運動下，塔吊的實際作業方案便更為可靠、科學。

4.2 危險識別

在建筑工程行業中，危險因素的數量不可謂不多，而危險因素的存在又對整個工程項目的影響十分重大，即其將影響到如工程成本、工期、安全、效益等等，所以通常在建筑工程施工的各個階段，都會設定相關技術或人員進行專門的危險識別。而以BIM技術為基礎的危險識別則具有十分顯著的預防性。具體而言，BIM技術的數據模型可視化、規劃性特征首先為該技術提供了較為科學的危險識別功能。在面對諸如整體性的建筑結構、框架模擬時，BIM技術可以通過模型建立的正確與否，提前識別該建筑的整體性問題；而當面對較為細節性的建筑構件等的模擬時，BIM技術能夠以相關數據的實時顯示，為相關人員提供較為合理的計算基礎。同時，BIM技術在施工過程中的危險識別以射頻技術為主，從而防止在施工階段中的危險因素遺漏，幫助相關人員降低識別風險，提醒現場人員事先采取預防措施。另外，在施工數量與日俱增的基礎上，我國建筑施工的難度也逐漸增加，各具特色的建筑層出不窮，那么隨之而來的，自然也有各類形態各異的危險因素。在該環境下，BIM技術的4D動態模擬技術可以有效針對施工環節進行科學模擬，通過視點的多樣化呈現，幫助施工人員建立較為全面的危險識別觀念與視角。就區域性危險識別而言，BIM技術也擁有對應的報警系統，即通過相關禁入區域的設定，在作業人員進入相關區域時及時報警，幫助作業人員建立較為全面的安全作業意識，避免因失誤作業而產生安全事故。總體而言，BIM技術無論是對于整體性、階段性、細節性等的危險識別均具有一定的科學性，并且通過區域性的危險識別功能，更為它提供了較為全面的安全管理能力[3]。

4.3 安全監控

在安全監控領域，BIM以其智能的系統運作方式，為各類建筑物的運營提供了機動性的安全保證。具體地說，BIM技術的安全管理系統自身的智能特性，讓它可以識別出建筑安全管理的類型，并在此基礎上建立有針對性的安全防范措施，配合技術人員的安全管理設置，在雙重保障下的安全監控操作將更加科學。一般而言，在制定安全監控措施時，必須以BIM技術為基礎，以安全操作規劃為原則，從而確保后期措施的合理性。同時，基于BIM的實時動態安全監測，使其具有高效率、高效果的監測能力。具體來說，就是BIM技術利用工程信息的實時獲取，保證了自身對施工安全狀態的監視與控制能力，從而確保安全管理措施的正確執行。除此之外，高頻率的全程監控也為BIM技術對施工每一個階段的監控提供了便利。在動態、全程監控的情況下，可以極大地增強上游作業人員與下游作業人員之間的信息流動透明化，從而降低了安全監控的能耗。一方面，提升了施工環節的施工效率，另一方面，也提升了各部門團隊協作的能力。

4.4 虛擬應急逃生

就BIM技術的虛擬應急逃生功能而言，是傳統的人力安全管理所無法比擬的。一般情況下，使用BIM技術安全管理的虛擬應急逃生技術進行逃生演練，一方面可以大幅度降低實地演練的人力、物力、時間消耗，另一方面，也可以從多方面、多層次進行應急問題預防。在傳統應急演練中，預案演練的方式具有十分明顯的危險突發性，從而為工程作業提供了諸多阻礙，而人員培訓則說明該演練形式具有短暫性、應付性，在突發問題中，往往無法為工程安全提供有利條件。而BIM的虛擬應急逃生系統相對而言更具科學性、全面性，即通過場景搭建來完成實際場地的模擬，以多形式、多層次的應急事件作為模擬，可以為技術人員提供多重視角，進而構建相對完整的、全面的、有效的應急措施，大幅度降低人員培訓的時間，提高施工人員的應急能力，在逃生通道的設定上更符合科學性要求[4]。

4.5 立體安全技術交底

在安全技術交底方面，傳統方式與BIM技術相比，落后性是顯而易見的。一般情況下，傳統的安全技術交底工作均以相關人員的書面交流、口頭講解為主，這種帶有口頭傳達性質的交底方式，無法保證相關人員深入了解到安全技術，很大程度上影響了技術人員的信息溝通。而BIM技術則可以實現立體的安全技術交底，同樣的，BIM的立體安全技術交底也是通過三維動態模型實現的，即相關人員通過可視化的模型運動，配合口頭講解，從而將相關安全技術實時呈現，以具象化的交底方式代替口頭傳達，避免了技術人員理解不夠深入的問題。同時，BIM技術在安全操作上的優勢也十分明顯，即將相關安全操作進行動畫演示，以二維碼的形式現場張貼，幫助工作人員重復、深入地了解相關安全技術要領。以此，安全技術交底工作的深入性、科學性、效率性便得到同步實現，同時，施工人員的安全施工意識也得到顯著增強。

4.6 核查三維碰撞情況

以往，工作人員經常用2D圖來檢驗部件的碰撞，但2D圖很難給出一個直觀的結果，這就增加了碰撞檢驗的難度，也很容易出現各種各樣的檢驗漏洞。而利用BIM的可視化特性，可以實現對3D碰撞問題的精確驗證，對不同流程的設計工作進行標準化，降低碰撞風險，避免反復返工。此外，一線施工者應發揮BIM技術的防碰撞效能，優化3D結構方案，進行施工模擬測驗，降低各種施工安全事故的概率。比如，工作人員可以在BIM模型中輸入物料堆積場地、工程車輛行駛線路、基坑施工和物料吊裝等各方面的工序內容及指標，利用模型模擬挖掘機行走情況以及吊裝設施架設情況，評估是否出現空間碰撞問題，從而處理好施工管理期間的安全問題。

4.7 教育培訓

BIM技術中的信息量也是一大特色，即將相關教育信息進行針對性設定，從而幫助多工種作業人員在基礎培訓的同時，進一步加深自身的安全作業理念。具體來說，首先要求相關人員必須接受基礎的安全作業培訓，保證其具備施工安全信息的接收能力；其次，以BIM技術對各個工種的安全施工信息收集為基礎，針對性地為各個工種的安全施工人員進行培訓。以此，區別于傳統口頭教育的方式，可視化的體驗式安全施工教育更為各個工種的安全施工提供了參考，從而使施工人員在作業過程之中謹記施工安全的重要性，避免因施工安全教育培訓不到位而造成施工延期，甚至人員傷亡等。對于施工方而言，BIM技術的科學性安全施工教育培訓不僅僅意味著施工成本的降低，更代表了施工效率、施工效益等的顯著提高；對于施工人員而言，不同教育水平、信息接收能力的人群均可以較為直觀地感受到施工安全事故的影響，進而為自身創造較為深刻的記憶條件，避免自身遭受生命、財產損失[5]。

5 結束語

綜上所述，BIM在建筑工程安全管理中的優勢涉及各個方面，這也是BIM得到廣泛應用的根本條件。但是，盡管BIM技術給目前的建筑工程安全管理帶來了很多方便，但它還須得到建筑行業的大力支持，只有這樣，才能讓BIM技術得到更好的發展，才能為建筑行業創造出更加健康、安全、合理、科學的工作環境。