BIM技术在住宅建筑施工管理中的应用

石晓燕，简波，肖孝武

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

国内经济的快速发展助推建筑业不断取得突破，住宅建筑的高度不断提升，结构设计日趋复杂，施工中不同专业、部门之间更需要相互沟通协作，导致了建筑项目的施工管理难度加大。传统建筑模式下，现场施工安全管理信息不集中、数据失真，安全管理面临资源数据无法共享、信息管理混乱、安全管理方式粗放，严重影响了现场的安全管理精细化水平。基于BIM技术的施工安全管理在一定程度上解决了上述难题，其强大的数据和信息流处理功能不仅可以解决数据共享问题，还可以加强安全管理的协作效率，优化安全管理体系，有效提高了建筑施工安全管理效率[1-5]。

2 BIM技术

BIM技术通过对建筑的具体参数进行分析处理建立起数字化模型，该模型可以展示建筑的结构设计、工程参数、施工数据等。BIM技术搭建的建筑模型具有精确性、可视化等特点，便于建筑工程管理中各参建方进行资源共享和信息交流。BIM技术的原理就是构建信息数据库，并结合建筑参数和思维模式，借助数据分析能力实现项目不同主体和单位之间的信息有效传递，从而提高工程管理和协作施工的效率。其次，在建筑工程的各环节中均采用BIM技术进行统一建模，实现信息和数据的唯一性、精确性。借助信息模型可以实现建筑全过程的可视化展示、信息共享等功能，使各方主体了解建筑项目信息，降低因沟通不畅造成的施工风险。

3 BIM应用在施工安全管理的必要性

3.1 提升管理效率的需要

工程项目建设主要有现场勘查、主体设计、物料管理、工程施工、监理、验收等多个关节，而建筑施工是一切工程建设实施的主要阶段，同时也是周期最长、安全管理压力最大的阶段。建筑项目施工具有一定的高危性和复杂性，最重要的就是要做好施工各主体的信息沟通，才可以做到施工过程中的高效协同。传统的项目施工管理，虽然也有信息化的施工管理工具，但是仅仅是二维或三维技术，不能全面表达或查阅建筑项目的重要信息，对于现场的安全管理具有一定的局限性。施工图纸多采用二维技术，仅仅是结构设计难以展现建筑的参数信息，管理人员无法直观的对建筑内部和施工过程进行了解。此外，在传统的信息管理模式下，人工方式的信息传递和交流沟通效率低下，无法及时发现和处理施工过程中的问题和隐患，因此，建筑安全管理效率亟待提高。

3.2 科学管理的需要

在工程建设施工过程中，由于建筑项目工程量大、点多面广，科学有效的管理体系是工程建设高效完成的保障。但是，在传统的管理模式下，信息传递局限于二维设计图纸，安全管理人员无法直观有效地理解设计意图，对工程细节或者注意事项采用文字进行标注，管理人员了解施工设计方案难度较大，导致设计与施工环节技术交底和信息传递效率低下，影响了施工的安全管理效率。基于BIM技术搭建的数据信息平台，可以实现对数据库的动态化管理，确保工程数据的关联性、全面性、一致性，参建各方在权限范围内可以及时查阅或者更新工程数据，确保数据处理和信息沟通的及时性。BIM技术结合射频识别等专业技术，可以实现对施工过程中的物料、机械、人员等进行动态跟踪和管控，当人员处于危险环境下或者现场存在安全隐患时，系统可以及时发出预警信息避免事故发生。BIM技术的应用提高了现场施工管理的规范性和科学性。

4 BIM技术下住宅工程施工安全管理模式

4.1 BIM技术应用于施工安全管理的条件

采用BIM技术提高住宅建筑的施工安全管理水平，需要BIM技术具有模型、时空、思维运算等方面的功能。基于BIM技术可以实现三维空间模拟与思维模拟相结合，通过对施工现场的监控资源进行整合，可以辨识施工现场的危险源，同时结合安全管理方案，进行安全监管流程设定，形成系统化的安全管理系统。借助建筑信息模型和现场实施信息形成的软件系统，可以更加直观、便捷、清晰地管理施工现场，能够更加精准的进行危险源辨识，并与后台数据库进行比对，生成安全问题清单和预警，为现场安全生产提供一道防火墙。实现上述功能，得益于强大的BIM建模技术和数据处理技术，以及现场各种图像、感应监测硬件装置。

4.2 BIM技术在安全组织管理中的应用

随着施工技术和施工设备的进步，建筑施工现场的环境安全等级得到了提高，但是安全管理手段和方法并没有改进，仍然依靠管理人员的人工巡视监管，并且依赖于管理人员的经验式主观判断能力，这些都严重影响了施工安全管理的整体效率。在建筑安全管理工作中引进BIM技术，可以改变传统的安全管理模式，通过对安全管理流程和细节重新设计，并采用数据算法，实现安全管理的细节流程化、资源配置最优化，以较低的成本取得最优的安全管理效果。对在建筑施工过程的安全管理中涉及到的问题跟踪整改，传统的人工管理无法对细节性问题做到监督。BIM技术通过数据对比和程序设置可以实现安全管理的精细化。基于BIM技术搭建的模型可以实现对施工方案的模拟，实现对施工工序的碰撞检测，并对施工方案进行优化，实现施工中各工序和资源整合优化，消除施工碰撞的安全隐患。同时BIM技术与现场感应技术相结合，可以实现对现场危险区域的实时监测，当施工人员与危险区域距离超过限度时，系统及时发出告警并提醒人员远离危险。除此之外，基于BIM技术的安全管理还可以应用到水电施工、结构、安装等环节，确保施工组织更加科学合理、安全可靠。

4.3 BIM技术应用于现场施工冲突

随着现代建筑结构设计等各方面要求的提高，其建设施工逐渐多元化、复杂化，而且需要使用各种大型机械设备，加之现场施工人员技能素质参差不齐，人与设备混杂一起产生较大的安全隐患。机械设备的安装和操作人员操作不规范、现场人员流动量大，各工序交叉作业，都会给现场的安全管理带来压力。基于BIM技术的信息平台结合数据分析技术，可以实现对现场的可视化监管并且具有动态监测和追踪功能，能够消除现场施工冲突带来的安全隐患。在施工过程中，根据施工进度合理安排物料进场。由于物料较多，场地有限，在物料运输和装卸过程中操作不规范都可能产生安全隐患。基于BIM技术的可视化优势，可以及时追踪物料的运输、装卸和仓储情况，消除安全隐患。BIM技术模型搭载了建筑的详细信息，各参建方可以在权限范围内及时修改和查阅相关信息，提高了安全沟通效率，避免因信息不对称造成的安全问题。

4.4 BIM技术针对安全风险因素管理

在建筑工程的施工过程中，现场的安全风险识别是安全组织管理的重点。传统的风险隐患识别办法主要是靠管理人员和施工人员的人工识别，并且需要足够的现场经验和认知，识别过程依靠个人经验，主观随意性大，存在一定风险盲区和漏洞。基于BIM技术的立体化模型搭建，可以清晰认知工程结构关系，尤其是施工现场的细节方面，同时针对现场易产生安全隐患或施工注意的地方进行信息标注提醒，对工程结构可进行广度和深度层次上的管理。管理人员针对施工中可能存在的风险，事前制定风险预警和事故处理预案等措施。结合现场视频技术和数据处理技术，可以实现对现场环境的违章采集，并及时与数据库和结构模型信息比对，更加全面和细化风险种类。在现代复杂住宅施工中，涉及的各专业人员同时或交叉施工，BIM技术可以改变传统各方信息传递失真的状况，各专业可以实现安全信息共享，及时对施工风险进行研判并制定相应对策。

5 结语

住宅建筑的结构日趋复杂和精致，对施工的安全管理提出了较高的要求，传统的安全管理手段已经无法满足现代化的施工建设需要。BIM技术可以改变传统施工管理中设计领悟偏差、沟通交流不畅、施工工序冲突等影响现场安全的因素。文章介绍了通过采用BIM技术后，实现了建筑结构立体化展示、施工工序动态模拟、现场施工可视化监管、建筑信息无纸化共享等功能，有效促进了现场各类风险因素的识别与处理效率，提高了施工安全的管理水平。