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摘要:随着我国现代社会的不断发展,在国民物质基础逐渐夯实的同时,对于建筑工程的需求量逐步提高,为建筑工程领域的发展提供了广阔的空间。但与此同时,由于工程施工中安全管理缺乏有效性而产生的工程事故也屡有发生,对工程企业造成大量经济损失的同时,还会影响社会安定团结。对此,需要在施工过程中通过BIM技术的有效应用,加强安全管理力度,为工程施工提供良好保障。
关键词:建筑工程;安全管理;BIM技术;应用
1 BIM技术的概念
BIM具体指建筑数据模型化,主要在项目立项决策阶段到建设项目顺利完工阶段发挥其管理作用,表现为对建设工程数据、指标的动态全周期控制。该技术的应用不仅能够显著提升建筑工程活动的实施效率,而且能简便、直观地提供建筑数据及预测目标。技术人员在项目未开展阶段建立的BIM信息化技术模型是开展后续管理的基础,该技术模型会应用到整个项目实施过程中,其中所涉及的模型数据(建设指标成本、工期、材料、方位高程等)都需要相关施工部门进行输入,同样,在建筑工程的不同阶段,所参与企业、部门需要实时动态地对BIM模型进行必要的数据更新,充分发挥各部门之间的协调管理作用。该信息技术能够提供界面化数据共享,对实施活动中的各部门进行不同阶段的数据信息集合,继而为从事工作提供准确可靠的数据基础。
2 BIM技术安全管理特性
BIM技术具有很多安全管理上的应用特点,主要可以分为3个主要部分,即模拟化、可视化、动态优化性。就可视化而言,在整个建筑工程安全管理过程中,BIM技术能大大地简化建筑活动的抽象范围,改善不同阶段的可视化能力。这主要得益于技术人员建立的BIM信息化模型呈三维动态,且包含了很多物理参数指标、模块功能等信息,在BIM技术应用期间,技术人员能通过该模型进行相关需求数据的获取,有助于建筑施工现场的组织化安排,各种仪器机械设备的构建;BIM技术具有模拟化特点,其能够实现对周围建筑地质条件、地层、环境裂缝等情形进行分析模拟,为建筑工程活动中的结构位置、高程、形式等提供科学合理的防治措施,最终保障整个建筑的安全稳定。在此过程中,BIM技术充分发挥其建筑工程安全管理的预防分析能力,且对于不同的建筑类别、不同的环境变化,BIM能够进行必要的转换适应。同样,BIM技术能在建筑项目开展前进行危险因素的模拟判别,继而确定最优的施工工艺,避免安全事故的发生,如吊篮安装、基坑防护、支架脚手架搭设等;BIM技术同样具备优化性特点,在建设项目开展阶段,通常而言,整个项目是需要实时动态的进行优化,只有在变化的外界环境下适时调整BIM模型相关数据信息,才能最终满足项目既定的工期目标、成本目标。其中,BIM信息化模型内部包含了一系列建筑活动的物理信息、既定指标、预测数据等,技术人员借此还能够实现必要的模拟展示、后续的优化设计,完善安全管理。
3建筑工程施工安全管理中BIM技术的应用
3.1 BIM建模技术
在设计阶段应用BIM技术进行建筑、结构、管线设计和建模,在施工环节则可以直接利用设计阶段的信息数据、设计成果和建筑模型根据施工的不同阶段建立模型,进而提高施工安全指导工作效率,节约时间和成本的同时,极大程度提高了项目信息的精确性。设计阶段所采用的BIM技术多数以软件形式为主,并且随着当前时代科学技术的不断进步与发展,BIM技术软件更加趋于完善,比如利用Revit软件所建立的三维模型,可以有效构建三维建筑信息综合模型,展示项目完成时的效果图,包括建筑、结构、管道和机电的信息模型,在施工期间,根据设计模型则可以直接建立数据库,为后期进行事故模拟提供支持。
3.2在施工场地立体规划
施工场地立体空间要进行合理的规划和划分,才能降低安全隐患,给后续的施工管理提供便利,同时提升经济效益。采用BIM技术可以按照施工方案动态模拟施工过程,提前设计机械行进的路线和施工人员的活动范围,防止一些不确定因素影响施工。
在模拟过程中针对施工场地采取BIM动态布置,可以有效地控制场地空间配置。以三维塔吊安全管理为例,施工现场会布置很多塔吊共同作业,塔吊会由于半径过大、多塔交叉作业的原因发生碰撞问题,为此,首先要确定塔吊的回转半径确定,然后在施工现场利用三维信息模型布置不同型号的塔吊。利用BIM动态模拟技术,可以在施工现场相应的位置提前设置好塔吊的位置,然后将塔吊进行动态旋转,一方面观察塔吊的覆盖范围符不符合施工要求,另一方面观察群塔之间会不会发生碰撞,确定出塔吊的详细位置以及顶升的相互时间顺序,最终形成实施性较强的塔吊方案。通过BIM动态模拟技术还可以模拟四周的建筑物和电线之间的安全距离。
3.3 4D虚拟施工技术
建筑工程施工中工序错综复杂,所以造成安全隐患和事故发生的因素存在较高的不确定性,为了能够尽可能地掌控施工期间的所有因素,通过4D虚拟施工技术的模拟,可以仿真施工现场,提前发现问题,优化施工方案,对危险区域进行识别和划分,有效降低风险发生的概率。在4D虚拟施工技术的应用中,需要安全管理工作人员将施工现场的技术、设备、材料等各种资源进行全面调查,并按照工序的安排在BIM技术中进行输入,组建完整的施工模型和几何模型,对施工方案进行实时交互模拟。
3.4冲突碰撞检测
冲突碰撞检测具体包括以下方面内容:(1)设备管线冲突和碰撞检测。在大型建筑工程施工现场,往往会存在大量设备管线,并且布置复杂,随着施工进度的不断深入,设备管线难免会存在空间冲突和碰撞,成为施工中安全风险的主要成因之一。通过BIM技术对施工现场进行三维管线综合设计,并预演工程的整体工作流程,从中集中调配管线,一旦发现管线冲突,工作人员则能够立刻发现问题,并在调整后再次检测,直至风险被完全规避为止。(2)机械冲突和碰撞检测。建筑工程项目中需要大型工程设备和机械作为支持,以便于材料的调取和应用,但大型工程设备势必需要宽阔的空间运行,一旦缺乏有效管控,设备之间或是设备与工程建筑物之间出现碰撞,将直接产生安全事故。通过BIM技术的应用,根据机械的几何特征和运行特征,构建机械模型,模拟机械运行期间的轨迹,可以有效预知问题和改善施工现场秩序。
3.5虚拟应急逃生
通过BIM技术,建立建筑物三维实体模型,在施工作业过程中,遇到脚手架垮塌、火灾事故、模板支撑体系垮塌等紧急危险状态时,管理人员可以通过指挥动画里虚拟人物进行逃生演练。传统的应急演练都是事先编制预案,按照方案来进行场地准备、人员培训、开展演练活动,这种模式在演练过程中会出现很多不可预见的危险因素,不利于演练活动的开展。而通过BIM的虚拟应急逃生功能则可以避免这个弊端。利用BIM技术可模拟性的特点,搭建施工现场应急演练的场景、设定疏散人员和设置演练障碍物,即可将应急预案的文字说明转换成三维动态的模拟方案,方便查找过程演练的不足,以便及时对预案进行调整,使得演练方案更具有实际的操作性。
结束语:BIM技术属于信息化管理的一种,在建筑行业建设中得到了广泛的应用。建筑施工过程中采用BIM技术,在降低安全隐患的同时安全事故的发生率也大大下降,不仅让管理水平得到提高,同时还使施工效率得到提高,使得成本的管控更合理,有助于推进我国建筑行业的发展。
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