BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究

张一迪

辽宁理工职业大学 辽宁 锦州 121007

引言

安全工作一直是建筑工程项目的首要任务，确保施工人员人身财产安全与建筑结构质量安全是建筑施工的宗旨。在建筑施工过程中，每一次安全事故都会造成无法估量的人身经济财产损失，为了避免悲剧的发生，在建筑施工过程中不断加强安全管理措施，是有效降低安全事故发生概率的有力举措。传统的安全管理措施显然已经无法满足当下飞速发展的建筑施工技术，基于当下人们对于建筑物的使用性能要求不断提升，建筑物的复杂程度也更高，若采用传统的安全管理方案往往无法精确的把控所有安全隐患因素，在施工过程中可能由于安全管理的疏漏造成无法估量的经济损失。因此采用更科学合理的现代化手段成为当下安全管理工作的主要任务，其中BIM技术凭借着高度的数字信息化模型，能够精确地将建筑物中所存在的安全隐患通过分析计算精确地呈现在施工管理者的面前，使其能够有针对性地进行方案的改正和调整，降低安全风险的发生概率。

1 BIM技术简介

BIM技术是通过信息化数字为基础将建筑信息以数字模型进行可视化建模，由于建筑物与信息数字化形式进行模拟后，能够随时调节其相应参数，使得建筑物中各项性能数值在设计过程中便于调整。除此之外，通过建筑模型以数字化形式搭载在可视化3D建模上，使其拥有了高度的可视性，能够很直观的了解建筑模型的某一结构与其相应的功能[1]。通过数字化信息能够使其具备相应的传输和共享能力，对于节约时间成本和人力资源而言有着极大的意义。由于能够在施工现场实现各信息的传递和共享，使得建立施工现场安全管理有了信息数据的支持。因此，当下BIM技术伴随着不断的发展在安全管理工作中也展露出了相应的应用场景，通过建立完整的BIM数据库，能够实现跨距离远程了解与操控施工现场，对于建筑工程的各个阶段施工进行有效化把控，精确掌握建筑过程中可能存在的问题，并通过相应数据进行处理方案的设计。对于网络技术飞速发展的当下，BIM技术为构建大型的网络建筑信息互交平台提供了可能性，也为未来的建筑管理工作提供了科学化平台。

2 BIM技术的特点

2.1 可视化

可视化是BIM技术的核心优势，相较于传统的二维建筑设计图纸而言，三维的数据模型能够更直观地让使用者第一时间了解该建筑的各项信息数据，通常利用该项技术进行项目研讨时，能够解决由于空间结构构建困难无法有效沟通这一问题。在许多建筑工程的图纸会审阶段，由于设计人员与施工人员存在建筑认知偏差，许多时候无法第一时间了解该设计图纸的真实情况，需要耗费大量的时间和精力进行图纸的会审。在某些大型复杂的建筑工程中，常常会因为施工人员缺乏空间构图能力无法理解建筑施工设计图纸内容，导致施工内容与设计偏差较大，引发相应的安全事故。若采用BIM能有效避免该现象的发生，极大程度上优化建筑工程在施工和设计过程中各方的信息互通，极大程度上减少了不必要的工作量。

2.2 模拟性

模拟性作为BIM区别于其他三维建模的主要特征功能，其具体表现为：能够根据实际情况科学有效化的模拟建筑物的各项性能特征。例如：通过有效化的数据模型进行建筑模型建立后能够模拟其真实的受力情况，以及其相应的建筑物空间结构和发生自然灾害时的抗危害能力[2]。当下利用该项特点将建筑模型提前进行模拟预测后，能极大程度上了解建筑物通过该项设计方案是否可行，尽可能减少未来在施工过程中由于设计不到位所造成的影响。例如：某大型房屋建筑在设计过程中未考虑到两个结构体会发生空间碰撞的情况，若没有通过BIM技术进行模拟检测，该项图纸通过审核后进行施工作业，在施工完成后，该项建筑结构物由于发生空间碰撞，失去其原有的结构产生安全隐患，并且造成无法逆转的经济损失。若该项工作在施工设计完成后采用BIM技术进行模拟计算，即可了解到其相应的碰撞点位置，及时进行设计方案的修正，避免不必要在施工过程中发生建筑安全事故。

2.3 共享性

BIM技术通过建立相应的数据模型，能够将建筑物的每一处结构进行数字化转变，将可化与数字化进行有效转化，两者之间能够实现无误差输出，在实际工程中，通过建立相应的数据模型后，通过改变数据参数能够驱动相应的数据模型进行调整，能够直观了解修改某一建筑信息数据后其相应的模型外观改变情况。通过建立好相应的数据库以及模型族库后，能够将其以文件的形式进行平台共享，建立相应的项目团队后，在平台内进行协同工作，能极大程度上优化工作交流，加强协同效率。除了同一个项目的信息数据能够共享以外，当下随着该项技术的完善和普及，一些常见的建筑物已经完成了相应的族库建设，可以通过外部导入的手段实现虚拟数据模型拼接的操作，减少了在设计和建立数据模型时的工作量，同时这一趋势也随着BIM技术不断的普及在不断提升[3]。

2.4 优化性

BIM技术区别于其他建筑施工技术的主要特点在于其具有不断的优化性，由于其依靠当下飞速发展的互联网计算机行业，在计算算法以及模型搭建处理技术上伴随着计算机领域的发展不断进步。该项技术除了常规的硬件升级以外，在软件兼容和普及方面也会产生不断提升，造成这一现象的根本性原因是该项技术具备庞大的社会市场。伴随着使用人数的增长，该项技术的发展和改变速度会不断加快，相应的软件兼容与共享会随着普及率的提升得到有效的改变。除此以外，由于BIM技术依靠庞大的数据信息模型进行分析计算，数据库的更新和优化也标志着其会不断地提升计算的科学性和准确性[4]。

3 施工安全管理工作的要点分析

3.1 复杂性

施工安全管理工作中复杂性是其最为突出的特征，由于建筑施工项目施工体量大，工作人员流通和各项材料设备进出场频繁，需要考虑的因素较多，在施工过程中如何合理的把控安全管控工作是一项十分复杂的内容。除了客观的因素影响外，在实际工程当中，由于复杂的人际关系以及各方利益的趋势，会使得现场的安全管理工作需要考虑的要素更多。

3.2 多变性

在建筑施工现场，由于受到外部环境因素的干扰，施工现场的情况会不断发生改变。例如：某露天作业的房屋建筑工程在施工过程中，出现大暴雨等恶劣自然天气情况，引发土体崩塌造成无法弥补的经济安全损失。除了不可逆的自然因素影响以外，在施工现场由于施工工艺以及安全意识薄弱等多方面因素影响，都会导致施工现场的情况变得复杂多变，使施工安全管理工作难以开展。

3.3 综合性

施工全管理工作往往不单单是从安全工作教育方面进行的，在某些工程当中需要结合实际施工情况进行相应的工作管理调整[5]。一般而言，施工安全管理需要贯彻施工全阶段，某些项目工程在施工过程中由于各方面因素影响，导致建筑质量不符合设计值。在此基础上，如未能通过相应的检测机构检测就投入使用的话，会造成无法弥补的安全损失，这也使得安全管理工作需要管理者具备相应的综合能力，不仅需要了解相应的安全管理工作内容，还需要对施工现场的施工情况有科学化的理解和判断。往往某些安全事故都是由于施工管理或者施工技术不规范所导致的，因此加强安全管理工作需要从多方面进行考虑。

4 BIM技术在建筑施工安全管理中的应用策略

基于以上情况，本文着重分析BIM技术结合实际工程进行安全管理工作的应用情况与相应的安全管理技术。

4.1 安全设计与安全培训

通过建筑工程的三维立体信息化模型对设计的合理性进行相应的分析，在此过程中着重对于施工方案的合理性以及安全性进行动态推演。由于BIM技术具有相应的模拟性，通过参数进行相应数值的驱动，以其高度可视化反馈至建筑实体模型中，使得安全工作管理者能及时了解在施工过程中可能产生的安全隐患情况，并了解其所可能导致的安全损失情况。此外，通过该项技术能够模拟计算出在紧急情况下人员疏散和营救的实际情况，并且对安全通道的合理性进行数据化计算考量，若未达到相应的设计安全系数，应当对于相应的建筑设计进行改进。除了设计安全方案以外，BIM技术还能够进行安全培训。在施工前期通过高度可视化的信息模型进行相应的培训工作，使得施工人员了解到在施工过程中可能存在的一些安全隐患问题，并加强该区域板块的施工安全工作[6]。通过有效化的安全培训，能够加强施工人员在全阶段施工作业中安全意识以及避免高危施工作业区间发生安全意外的概率。

4.2 识别建筑危害因素

BIM软件通过导入的相应建筑信息模型进行分析计算后，对于潜在的危险结构体进行分析模拟判断其是否存在不稳定或受力体系紊乱等情况。导入常规的环境干扰因素进行系数调整，通过数据干预的操作计算后的数据模型是否发生安全隐患，若在此基础上发生建筑模型形变或各项受力体系参数不达设计指标，则判定该建筑区域存在潜在的危险，并且通过比对分析和数据模拟运算寻找可能干扰该区域板块的危害因素。

4.3 利用BIM技术实现动态化安全检测

除了在施工前期进行相应的安全设计和建筑物危害变时工作外，在施工全阶段，BIM技术都能够实施建筑施工安全管理动态化监测，通过施工人员反馈的实时数据进行相应的模型参数调整。若某一施工时间段内数据发生超水平异常，则会对安全管理工作者发出相应的安全预警，并通过该数据追溯其存在的安全隐患，该项技术的实施可能性建立在高度共享的数字化平台，每位施工人员通过施工过程中的实际设计数值，共享化平台进行数据收集处理后比对数据的可信度，筛选掉数据误差后进行数据建模，通过动态数据的变化实时监测和管理建筑施工的安全系数。若达到预警值，则会发出相应的警报，使得安全管理工作者有充分的时间进行补救[7]。

4.4 制定安全管理模型与应急方案

在建筑施工过程中，若由于不合规范的操作或其他外部因素的干扰，使得建筑工程发生安全隐患时，BIM软件通过现有的数据模拟计算，分析其产生安全隐患的根本性原因，并通过现有数据进行最优方案的设计。在进行数据设计后将理论化安全应急方案进行数字建模，使得安全管理工作者能了解通过应急方案进行修正后的建筑工程状况。一般在制定相应的安全管控方案时，需要在施工过程中提供相应的安全参数，在此基础上，能够精确的预估可能发生的安全隐患，并提前制定好相应的安全方案。

5 结束语

综上所述，当下施工现场安全管理工作是建筑行业发展所不容忽视的一项内容，基于当前安全管理工作难度随着建筑工程的复杂度不断提升，采用科学有效的BIM技术能够确保建筑工程在施工全阶段化的安全，对于促进我国建筑行业发展有着重要的意义。