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基于BIM技术的建筑工程项目施工危险源管理探讨

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：李超

[导读] 摘要：建筑工程项目建设中的首要建设目标是保证施工安全，而在实际建设中却存在着较多的危险源，需要施工企业挖掘出存在的危险源并采取强化的管理措施进行有效管理，从而避免危险源对施工过程产生威胁，进而达到保证施工安全的目的。

        浙江鸿翔钢结构有限公司浙江嘉兴 314419
        摘要：建筑工程项目建设中的首要建设目标是保证施工安全，而在实际建设中却存在着较多的危险源，需要施工企业挖掘出存在的危险源并采取强化的管理措施进行有效管理，从而避免危险源对施工过程产生威胁，进而达到保证施工安全的目的。目前，管理工作中已经普遍应用了BIM技术并充分发挥出了BIM技术的作用，为施工安全保驾护航。
        关键词：BIM技术；建筑工程；安全管理；危险源识别
        我国建筑行业正处于迅猛发展阶段，主要体现在建设规模逐渐庞大、建筑结构日益复杂，并且在各城市间到处可见高层建筑，建筑外型多样化、建筑功能丰富化。虽然建筑行业取得了较大的成就，但是在施工过程中发生的安全事故却屡屡发生，表明建设过程中存在着较多的危险源威胁着建筑建设安全及施工人员的生命安全。因此，需要在管理工作中引入BIM技术辅助管理挖掘出已知和未知危险源，进而实现保证施工安全的目的。
        1 施工项目危险源的分类与引发原因分析
        1.1 危险源分类
        建筑工程项目具有施工较为复杂、施工周期较长的特点，而要实现工程建设过程保证施工质量与施工进度需要加强安全管理工作，防止因为各种不安全因素影响施工质量与施工进度。而在实际建设中经常会因为某些隐蔽性因素未被有效挖掘而在施工过程中暴露出来，导致安全事故频繁发生，严重影响施工企业施工质量与效率的同时威胁着施工人员的生命安全。经过研究学者针对施工过程的危险因素进行挖掘并分类后，施工中的危险源含有两大类：一是可能会发生意外而释放出较大的能量或者具有威胁安全性的危险物质，这种危险源自身含有能量属性，不需要是否存在引导过程而一直存在，能够直接引发安全事故的产生，比如塔吊等；二是间接引发上述危险源的现象，比如施工人员未严格依照操作要求作业而引发上述危险源等。以下内容围绕建筑建设过程中经常发生的典型危险源为研究对象，阐述运用BIM技术如何辅助管理工作达到高质量安全管理的效果。
        1.2 危险源引发原因分析
        危险源是指建筑施工过程中引发安全事故的来源，危险源发生后会先对施工人员的人身安全产生严重影响，进而阻碍工程建设继续施工导致施工企业经济收益受到损害，而且还不利于社会和谐发展。因此，施工企业在承接工程项目并建设时重点关注的环节是挖掘出所有不利于安全施工的因素，并针对挖掘而出的因素采取有效的措施进行干预，禁止危险源对施工人员、工程项目产生任何影响。经过分析引发危险源产生威胁作用的因素较多，包括施工人员因安全措施做得不到位而发生高空坠落事故、施工人员未严格依照机器操作方法进行操作而引发机械伤害事故、物体未有效管理而引发打击事故、发生坍塌事故等。
        2 BIM技术综述
        2.1 BIM概念
        BIM技术的概念含有诸多版本，从美国建筑行业对BIM技术给出的定义是：BIM技术是通过数字表达建设项目的物理元素与功能特性为建筑产品全生命周期的有效管理提供准确的数据，这一定义具有权威性并阐述出了BIM技术的具体内涵。在建筑行业与BIM技术共同发展下，各参建方应用BIM技术可以发挥出协同共享、获取与修改信息的作用。因此，我国建筑行业也对BIM技术的概念进行了界定：BIM技术属于建筑信息模型，能够利用共享式的数字表达出工程项目全生命周期的物理特征、功能特性、管理要素，为施工管理者全方位提供建筑项目的全部信息。
        2.2 BIM技术特点与优势
        经BIM技术应用于建设工程建设中后具有如下特点与优势：第一，可参数化设计构件。BIM技术可根据工程项目实际建立BIM模型，BIM模型的建立利用的是可选实体或者是图元进行建模，并且每个实体或图元都需要根据一定的规则确定出几何参数与约束。通过参数化建模过程能够真实并完整地向施工建设者展现出建筑的实体情况，还可以对有关参数进行调整后达到改变驱动构件形状的目的。同时，还能够以参数为依据计算并模拟出工程项目建设的过程。

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第二，数据之间具有关联性。利用BIM建模后能够赋予构件各项参数，对各项参数进行修改后能够改变图元，比如在立面图中对墙体的高度进行修改，墙体高度参数变化后会反映在其他视图中达到了实时更新。可见，每个视图之间具有关联性，能够改变一项数据参数，其他数据也会随之相应改变。第三，能够可视化模拟工程建设过程。利用BIM建模模拟建设出工程实体，能够在模拟建设过程中直观展示出场地、构件、施工机械等各类模型，模拟效果具有较高的仿真度解决了传统CAD二维图纸不可直观的缺陷。另外，还可以与时间进度文件相结合模拟出施工过程，能够从模拟施工过程中发现影响施工安全的问题，为施工管理工作提供准确的数据。第四，具有信息共享与协同工作的优势。在工程建设中应用BIM技术进行信息管理，能够将施工中的每个环节，比如决策阶段、设计环节、施工过程、运营过程、施工成本等整个生命周期的所有环节都可以进行信息数据收集并为将收集的数据提供给每个需要的人员，达到了信息共享与协同管理的效果，并且BIM技术还可以实时更新获取的数据，为工程建设顺利开展奠定了基础。第五，功能可扩展。BIM 3D技术建模利用的是三维模式，而BIM 4D是在3D技术基础上发展而来并加入了时间维度的进度控制功能，5D也是在4D基础上研究而出加入了成本维度的有效控制，并且在BIM技术不断研究与发展下，会诞生出更多的可增加功能的技术类型，为建筑工程项目更高质量、更高效率的开展提供了有效支持。
        3 基于BIM的建筑施工危险源管理系统构建
        3.1 BIM可视化对危险源的控制
        BIM技术利用可视化功能控制危险源的方式具体如下：首先，模拟施工控制危险源。在施工之前利用BIM技术根据工程建设要求进行施工模拟，在模拟的过程中可以对各种影响施工质量与效率、施工进度、施工安全、成本投入的因素进行监测，并通过综合分析所建模型挖掘出工程建设各环节中的危险源，根据识别而出的危险源制定出解决方案，管理人员只需根据BIM技术提供的危险源及制定的解决方案进行实际管理，能够有效降低危险源数量及缩减安全事故发生率。其次，碰撞检查。BIM技术识别危险源的过程中碰撞检查充分发挥了作用，能够通过碰撞检查提前发现建模时存在的危险源，能够针对挖掘而出的危险源提出有效的防护方法，防止实际工程建设中出现设计变更与返工等不利于工程建设的问题。另外，还可通过可视化功能辅助碰撞检查及时发现施工中存在的安全隐患。最后，三维渲染。在建模时需要利用三维渲染的功能可视化展示出建筑模型，通过三维渲染具有的精度与视觉冲击效果，能够直观地对危险源进行监测，并对实际施工过程提供指导进而降低事故发生率。
        3.2 危险源预警系统
        BIM技术通过建模的过程可以识别出施工过程中存在的各类危险源，BIM技术在利用可视化功能、碰撞检查、三维渲染监测危险源及发现危险源时可及时利用自身含有的危险源预警系统向相关人员预警，并且还能够将详细的危险源明确表示出来，比如机械设备含有的危险源、施工人员操作中存在的危险源、现场材料存在问题等，都可以进行详细表示。BIM技术危险源预警系统主要利用的是计算机技术与网络技术，通过摄像机拾取危险源信号、解码器发挥作用进行转换、视频主机接收解码器转换后的数据进行统一管理，从而为相关人员提供详细的危险源信息。
        结束语：
        综上所述，BIM技术应用于建筑工程建设中后能够在施工前挖掘出工程建设中存在的危险源，并且针对每个危险源可以建立出有效的解决方案，并通过危险源预警系统向相关人员展示出具体的位置及存在的危险因素，管理人员只需掌握具体位置及提供的解决方案实施安全管理工作，进而保证施工建设中的每个环节都能够安全施工，促进工程建设顺利开展。另外，BIM技术还具有较多的功能需要技术人员不断挖掘并应用于实际建设中，充分发挥出此技术的作用。
        参考文献：
        [1]谢宏,邓朗妮,秦美玲,等.BIM技术在大体积筏板混凝土浇筑施工中的应用[J].广西科技大学学报,2019,(2):61-65.
        [2]邓朗妮,黄晓霞,彭来,等.基于Revit二次开发的施工危险源安全管理平台研究与应用[J].广西科技大学学报,2018,(1):106-112.
        [3]张立茂,刘文黎.基于BIM的工程施工安全关键技术[J].建筑经济,2018,(8):43.