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摘要:传统建筑施工安全管理多以文件及说教等方式传递信息,内容枯燥且可视化程度低,信息传递效率低下。而BIM技术引入到建筑施工项目策划、设计、建造、运行和维护中,以高度信息集成的模型为载体,进行信息共享和传递,使工程人员对各种建筑信息正确理解和高效应对。笔者详细分析了传统安全管理存在问题,将BIM技术应用到建筑施工安全管理中,分别在安全施工方案设计优化、危险源前置管理、清单化管理、沉浸式可视化培训、多专业协同动态安全管理和安全管理信息集成等方面,进行应用思路阐述及案例说明,达到安全管理的阶段前置、内容扩展、风险预判和效率提升的目的。
关键词:BIM技术;建筑施工;安全管理
1传统安全管理问题
传统建筑施工安全问题主要有以下几个因素:第一,人的因素。施工人员缺乏施工安全意识、施工操作不当、欠缺施工安全教育和安全训练等,使得其应对建筑施工安全问题的能力显得薄弱。这种能力薄弱在一定程度上还会助长安全事故的发生,因而需要加强建筑施工安全,确保施工有序进行。第二,机械设备因素。诸如搅拌机的保养不到位、运输车辆维护问题、塔吊控制问题等都会引发施工安全事件,导致建筑施工项目难于开展。第三,环境因素。施工现场的临边口、边坡高空坠落、建筑垃圾的堆积、消防设备不齐全等都与环境管理密切相关,若是没有管理得当,极易诱发安全事故。
2 BIM技术在建筑施工安全管理的优势
2.1 可视化
二维建筑施工图形只存在图面中,没有建筑施工的立体感,也难于具体呈现建筑施工的构件情况。BIM技术有效地打破了这种局限性,建筑施工项目和场地皆是以三维形式呈现,可以有效地反映建筑施工中可能存在的危险因素,方便施工管理人员及时展出其原因并采取有效的解决方式,可以加强危险源识别,提升了建筑施工安全管理水平,改变了个人经验、信息杂乱等状态,推动建筑施工项目有效地开展。可视化是以三维模型为基础,对建筑各个空间、施工场地等方面进行合理布设,避免因为空间原因造成车辆碰撞、机械碰撞等情况而影响建筑施工的开展。
2.2 模拟性
BIM技术的模拟性特点可以应用在施工模拟上,即对人员调动、设备进出场、车辆往来等进行合理模拟,找出其中的不足并加以完善;也可以模拟建筑楼层的构建,合理规划塔吊、材料等,保证建筑施工有效进行;也可以模拟火灾事故,规划疏散通道、摆放消防工具等,提升火灾事故的预防效果。
2.3 动态化
建筑施工本身是一个动态的过程,从奠基到整栋楼层建好,涉及建筑材料调用、人员配置、车辆运输等动态运作,若是管理不当很容易导致事故的发生。BIM技术构建的平台,具有信息集成、实时信息展示等功能,可以对建筑施工项目的各个环节的进展进行整体把控,将动态信息及时传到平台中,便于管理人员及时辨识可能存在的安全隐患,以便采取针对性的措施。为了实现BIM技术的实践性应用,也可以对施工人员、施工设备等张贴电子标签,进行实时定位,构建真实的BIM模型,一旦在建筑施工中发生异动,便会产生安全警示,减少安全事故的损害。或者在危险源的上面安装危险感应装置,一旦人员靠近就会发生相应的响动,使施工人员与危险源隔开距离,更好地预防事故。
3BIM技术在建筑施工安全管理中的实例应用分析
3.1 工程概况
某建筑项目总体建设规模为21 500m2,工期为3a,整体造价为4.8亿元。在该建筑工程施工安全管理中,充分应用BIM技术进行了防坠落保护规划及应急预案的合理设置。在该建筑项目中并建立BIM结构模型,基于3D视图的方式,相关安全管理人员汇总分析了内部工程实施中可能存在的多个坠落风险,在一定程度上保障了施工的安全。
3.2 应用流程
根据计算机软件(如Revit软件),对本工程建筑项目构建三维立体模型。在该模型中一一导入项目工程信息,包括建筑主体搭建、建设规模、建设结构、楼层布局、设备等。在完成3D模型信息数据收集后,构建BIM建筑信息库,统一处理建筑项目的阶段信息。在BIM信息库的基础上,可有效连接建设单位、设计单位、施工单位、材料供应商等,加强各个单位之间的沟通,有效传递和共享建筑信息,促进建筑施工的进行。最后,在综合BIM信息库运行的基础上,根据建筑工程安全管理现状,设置对应的子模块,从而科学合理地进行建筑工程安全管理。另外,在本工程施工安全管理信息模型中,还设置了建筑主体结构、施工塔吊安全管理等模块,在这些模块安全运维过程中,需对对应模块信息进行虚拟仿真碰撞,从而拟定相应的安全管理措施[2]。
3.3 BIM施工安全管理模型实施
受施工环境外部因素和建筑多项立体交叉作业内部因素的影响,本工程整体施工规划方案显得比较复杂。为了保障施工的安全性,利用BIM技术对整个施工过程进行了模拟分析。通过分析方案进度规划、具体方案设计漏洞,可找到并确定施工安全管理模式,从而确保工程施工的质量和安全。以塔吊施工安全管理为例,对于该建筑项目来说,规模较大,需要多个机械塔吊设备,为了满足不同施工工序的需求,还要对相应的塔吊设备进行安全设置。具体来说,本工程利用BIM技术,统一分析了不同施工环节中塔吊的运行轨迹、回转半径,确保塔吊设备运行过程中与建筑结构及塔吊间距离在安全施工标准要求范围内,保障施工的安全性。并通过BIM数据信息库,模拟分析了某一塔吊摆动臂在具体施工阶段的范围,全面考虑了塔吊实际作业高程,最终获得碰撞检测结果,相关施工人员根据结果进行了塔吊安全运行维护方案的制定。
3.4 用于数字安全培训的BIM技术
BIM技术在建筑施工安全管理中有很广泛的应用。例如,这种技术的使用可以精准确定施工升降机的出口和外框架之间的距离,使施工更安全。借助这种技术,还可以准确模拟施工现场,确定有效相关信息,并改进和完善施工计划。施工单位还应该定期培训所有的技术人员和相应的建筑工人,尤其是还应加强对BIM数据库的数字安全培训,以便建设者和管理者可以提高他们的工作水平。此外,想要合理地应用BIM技术,就需要加强施工人员在实际施工时使用大型建设设备的能力。传统的建筑安全管理模式还存在一定问题,所以必须要对其进行相应地完善,并与现代管理方式相结合,以有效地促进安全管理工作的开展。只有建设单位完全意识到BIM技术的重要性,才会使得现场管理人员和工人可以更好地了解施工的实际情况,及时发现隐藏的安全问题,并确保施工的安全性。除此之外,还需要提高人员培训的有效性。简而言之,科学的管理技术和合理的培训课程是提高建筑施工安全管理效率的关键。
3.5 使用BIM技术进行三维模拟
随着建筑业的快速以及高效发展,建筑物的规模和数量逐渐增加,所以建筑工程结构的复杂性也在随之增加,从而增加了施工管理的难度。为了有效保证建设项目的顺利有序进行,就必须要严格监控施工过程中的所有环节,避免安全事故的发生,以免造成经济损失。为了确保施工过程的高效进行,采用基于BIM的三维动态施工仿真技术,对施工过程进行反复仿真,并对几个主要环节的施工过程进行仿真,还需要进行多视图仿真的动画制作,以缩短施工进度,提高施工质量和安全管理的有效性。三维模拟分析技术可以在施工过程中的各个点模拟实际的建筑结构,从而确保了整体施工的安全性。
3.6加强建筑工程施工的安全检查
BIM技术在进行建筑项目的安全检查时具有很大的优势。首先,BIM技术的应用可以及时优化设计过程中可能出现的专业碰撞问题,且减少了施工时间,并避免了在施工过程中出现危及人身安全的问题。其次,这种技术可以通过对大量数据的收集和动态分析,高效识别施工现场存在的风险因素,并进一步完善施工计划。对于施工现场的安全管理,这种技术的优势还可以体现在对施工的三维碰撞检查中。这种技术还可以及时发现管道或结构之间的问题,高效管理和控制了施工安全隐患,并且保证了安全管理工作的高效开展,且减少了施工中的安全隐患。
4 结语
BIM技术可为建筑施工安全管理提供多方面的技术支持,模拟项目未来任意场景,提前预判安全风险点,既能对施工空间管理理论和技术深入
研究和探讨,也能指导现场一线施工。而施工方案优化可以避免沉没成本的发生,管理水平与工作效率的提升势必会带来经济效益的增长。BIM模型在安全管理中多方面的应用可以有效改进传统安全管理模式,提升建筑施工项目的安全管理状态。
参考文献
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