建筑工程施工安全管理中BIM技术的运用研究 汪汉军

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:汪汉军
[导读] 摘要:相对于传统的安全管理措施,BIM 具有很多应用优势,如实际模拟、效果可视、动态控制优化等,在项目具体施工中,BIM 技术的运用能够帮助现场管理人员充分发挥现场管理职责,直观地发现现场安全隐患工序,继而保障项目的工期、质量、安全等目标。
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        摘要:相对于传统的安全管理措施,BIM 具有很多应用优势,如实际模拟、效果可视、动态控制优化等,在项目具体施工中,BIM 技术的运用能够帮助现场管理人员充分发挥现场管理职责,直观地发现现场安全隐患工序,继而保障项目的工期、质量、安全等目标。为此,BIM 技术在建筑活动中的应用具有重要的战略性意义。
        关键词:建筑工程;安全管;BIM;技术运用
        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 技术在建筑工程安全管理中的优势
        2.1 可视化
        BIM 技术属于建筑信息模型,能够将建筑图纸转换成三维立体模型,进而实现对建筑工程的可视化。利用 BIM 技术可视化特点能够直观的对建筑技术及施工安全性进行把控,进而确保建筑工程施工安全。另外这一功能能够保障建筑工程的施工科学性,帮助相关的工作人员及时的对安全隐患进行排查,进而提升建筑工程的安全管理水平。基于此,BIM 技术可视化功能对建筑工程安全管理有着极大的促进作用。
        2.2 模拟性
        BIM 技术属于信息技术,能够借助网络三维模型的构建,对相关的建筑技术、建筑质量、施工进度等进行模拟。模拟建筑能够对工程建筑进行技术、安全等方面的模拟,为具体的工程技术选择、施工标准等提供了依据,与此同时能够帮助相关的工作人员制定危险情况下的应急预案,使应急预案更加具有科学性。BIM 技术模拟性在一定范围内正确模拟出了建筑工程的危险性,提高了建筑施工的安全水准。
        2.3 协调性
        在建筑施工过程中,部分建筑工程的开展具有一定的复杂性,需要多个部门的联合施工,这也就要求各部门之间要相互协调,以保障建筑工程的开展。建筑工程在具体的工作过程当中结合了多种建筑技术与施工手段,因此这就对工程管理人员提出了新的要求,如何协调各建筑技术的使用、减少建筑风险、保障工期与质量成为建筑施工的主要问题。BIM 技术作为信息技术拥有一定的模拟性,能够对建筑施工过程进行一定的模拟,进而实现对建筑施工各部门之间的协调。
        3 建筑工程施工安全管理中 BIM 技术的应用
        3.1BIM 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 实现 4D 仿真模拟
        随着建筑行业不断发展,建筑的数量和规模不断增加,给建筑施工安全管理增加了难度。要想让建筑工程有序地开展,监控施工中每一个环节,降低安全隐患,预防安全事故,降低经济损失,就需要利用 BIM 技术中 4D施工动态模拟技术模拟施工的过程,尤其针对施工中的重点节点,实现多视点的模拟动画,给施工质量、安全管理提供有效的参考。在模拟建筑结构中采用 4D 仿真分析技术针对变形状态和力学性能采取分析,给施工安全奠定基础。如利用 BIM 技术的上传功能可以实现对现场安全隐患的实时监控,并将发现的安全隐患问题传到 BIM 模型上,在模型上可以监控隐患是否处于受控状态,做到心中有数,极大地降低了安全事故的发生概率。还可以通过 BIM 模型对施工现场的危险区域进行管理,在 BIM 模型上设置好施工现场的危险区域并结合红外线的功能,当作业人员闯入危险区域后会自动报警,这样可以对危险区域进行更有效的管理。另外,结合 4D 技术、BIM 技术针对易产生变形的结构进行分析、监控,及时捕捉危险状态,并采取有效安全措施,规避安全事故的发生。
        3.3 冲突碰撞检测
        建筑工程施工期间存在大量立体交叉作业,一旦由于设计不合理或是施工现场秩序混乱,势必造成设备冲突和机械碰撞等问题发生,对工程整体安全性造成影响。冲突碰撞检测具体包括以下方面内容:第一,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。第二,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。
        3.4 立体安全技术交底
        传统的安全技术交底仅仅是通过一纸文书给施工作业人员进行讲解,起不到好的教育交底效果。通过 BIM 技术的三维动态交底则可以有效解决这个问题。以脚手架安全技术交底为例,传统的脚手架安全技术交底只能通过 CAD 图纸标明杆件的间距、尺寸,搭设人员容易出现理解不深、记忆模糊的情况,导致现场落实与交底不一致,埋下安全隐患。通过 BIM 技术,可以使施工人员立体感受杆件搭设的先后顺序、位置、尺寸要求等,效果更明显。另外,在工程施工前,利用 BIM 可视化技术提前进行危险源识别、动态施工模拟,做到充分了解施工现场的安全生产情况。在对施工作业人员进行安全技术交底时,可利用 BIM 可视化技术进行三维动画交底,并且还可以利用 BIM 技术制作出安全操作规程的动画演示,生成二维码张贴于作业现场,作业人员只需扫码即可实时观看正确的操作流程。通过这种方式,一方面使得管理人员工作量减少;另一方面可以提升施工人员安全意识,起到更好的教育效果。
        结束语
        总而言之,BIM 具有良好的应用优势,已经被广泛应用于建筑工程安全管理中。BIM 技术的自身特点能大大改善管控过程,且 BIM 技术不仅有助于场地规划,同样能够准确地对风险因素进行识别,继而提醒相关人员进行预防。除此之外,BIM 技术在施工现场安全监控、人员教育培训等方面也有着较好的应用。BIM 技术的推广应用能促进整个建筑行业的规范化发展。
        参考文献:
        [1]黄伟杰.基于 BIM 技术的建筑工程安全管理研究[J].建筑技术开发,2019,46(20):71-72.
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