基于BIM技术的建筑工程安全管理

尚宾 孙毅然

广东空港置业有限公司 广东 广州 510080

引言

建设工程项目实施中，安全问题是一个值得重视的问题，而如何在项目工程中提高安全管理水平，推动项目的有序开展，是近年来该领域研究的重点。在新时代的背景下，运用多种科技手段，可以提升安全管理的水平，BIM技术的运用，可以利用可视化建模的方法，通过模型的构建来对工程项目进行管理，极大地提升了整个工程的安全性，下面就这一技术的实施要点展开讨论。

1 BIM技术的概念

BIM技术因其具有全过程的特点而被普遍采用，从理论上讲，BIM技术可以实现对项目的多层面和机动性的管理，从而达到工程的安全管理目的。具体来说，BIM技术中的管理层次与动态数据有关，从而与传统安全管理技术的数据可见性特征有所区别而被合理运用，极大地提高了工程的效率。所以，现在大部分的建筑工程在使用BIM技术进行安全管理时，都会基于其相应的模型建立，也就是用相应的BIM信息化技术模型来取代传统的人工管理，这样就可以减少各个方面的成本投入和资源消耗。但是，与之相对应的是，BIM技术的实施，需要对BIM的有关数据进行实时更新，才能保证其应用效果的最大化和最优化[1]。

2 BIM技术安全管理特性

经过一段时期的BIM技术应用后，相关学者将BIM技术在安全管理方面的特性进行了整合，即真实化、高效化以及机动化等。BIM技术安全管理的真实化特征即BIM技术通过对应的三维模型进行实际操作的试验，从而保证不同阶段中安全管理的有效性。众所周知，BIM技术最直观的表现即三维模型的建立，以此，技术人员便拥有实时获取以及操作相关数据的能力，进而有组织地对施工各个阶段进行安全管理，从人力、财力、物力等各个方面降低能耗，大幅度提升工程效益。同时，由于建筑工程在实际作业中往往因环境、地理等问题会产生诸多异化现象，所以BIM技术的模拟功能便显得尤为关键。具体而言，BIM技术通过相关信息的采集与模拟，例如结构位置、形式等等，以分析的方式帮助相关人员进行安全预防，并且，在面对不同类型的建筑作业时，安全预防的作用更为显著，因此，对于安全事故而言，BIM技术的模拟能力十分重要。另外，BIM技术安全管理的机动化特征意味着它本身对于各种形式、类别的建筑作业，以及不同环境下的施工安全管理都具有较大优势。

3 建筑工程安全管理现状

我国对于建筑工程的需求量较大，而城镇化的发展需求也决定了我国在此阶段的发展过程中必须重视建筑工程安全管理。总体而言，我国建筑工程的数量与安全事故的数量呈正比上升状态，由此可得出，目前我国日益增长的施工量并未提高我国建筑施工安全管理的意识，这种以社会性损失代替经济发展的方式并不可取，我国建筑工程安全管理现状必须得到改善，从而以相对合理的、科学的措施，帮助建筑工程行业妥善发展。对于建筑工程安全管理本身而言，其不仅代表社会发展的状态，更是将国家各个体系、层面的力量再凝固的过程。因此，重视建筑工程安全管理势在必行，这不仅仅关乎施工方的成本与效益，更关系到施工人员与社会居民的生命、财产安全[2]。

4 基于BIM技术的安全管理策略

4.1 在施工场地立体规划

在发达国家的众多建筑施工安全管理当中，其多以BIM技术进行场地的立体规划，从而建立合理化的施工空间。具体即通过BIM技术的施工方案动态模拟，以规划性的方式，将机械作业、人工作业等进行提前设计，以空间设计的时效性作为施工前提，帮助后续施工建立一个相对平衡的、安全的施工空间与逻辑，进而避免施工因素的复杂化，降低施工风险。通常在大型器械作业过程中，往往会存在较大的阻碍，即如塔吊的操作空间等，通过BIM动态布置的确定，一方面能够为塔吊建立行之有效的操作空间，另一方面，还能够避免因多座塔吊的重复性作业，而出现碰撞问题。在BIM动态模拟技术与信息采集的共同作业下，塔吊的相关数据会被BIM技术实时确立，在直观化的动态运动下，塔吊的实际作业方案便更为可靠、科学。

4.2 危险识别

在建筑工程行业中，危险因素的数量不可谓不多，而危险因素的存在又对整个工程项目的影响十分重大，即其将影响到如工程成本、工期、安全、效益等等，所以通常在建筑工程施工的各个阶段，都会设定相关技术或人员进行专门的危险识别。而以BIM技术为基础的危险识别则具有十分显著的预防性。具体而言，BIM技术的数据模型可视化、规划性特征首先为该技术提供了较为科学的危险识别功能。在面对诸如整体性的建筑结构、框架模拟时，BIM技术可以通过模型建立的正确与否，提前识别该建筑的整体性问题；而当面对较为细节性的建筑构件等的模拟时，BIM技术能够以相关数据的实时显示，为相关人员提供较为合理的计算基础。同时，BIM技术在施工过程中的危险识别以射频技术为主，从而防止在施工阶段中的危险因素遗漏，帮助相关人员降低识别风险，提醒现场人员事先采取预防措施。另外，在施工数量与日俱增的基础上，我国建筑施工的难度也逐渐增加，各具特色的建筑层出不穷，那么随之而来的，自然也有各类形态各异的危险因素。在该环境下，BIM技术的4D动态模拟技术可以有效针对施工环节进行科学模拟，通过视点的多样化呈现，帮助施工人员建立较为全面的危险识别观念与视角。就区域性危险识别而言，BIM技术也拥有对应的报警系统，即通过相关禁入区域的设定，在作业人员进入相关区域时及时报警，帮助作业人员建立较为全面的安全作业意识，避免因失误作业而产生安全事故。总体而言，BIM技术无论是对于整体性、阶段性、细节性等的危险识别均具有一定的科学性，并且通过区域性的危险识别功能，更为它提供了较为全面的安全管理能力[3]。

4.3 安全监控

在安全监控领域，BIM以其智能的系统运作方式，为各类建筑物的运营提供了机动性的安全保证。具体地说，BIM技术的安全管理系统自身的智能特性，让它可以识别出建筑安全管理的类型，并在此基础上建立有针对性的安全防范措施，配合技术人员的安全管理设置，在双重保障下的安全监控操作将更加科学。一般而言，在制定安全监控措施时，必须以BIM技术为基础，以安全操作规划为原则，从而确保后期措施的合理性。同时，基于BIM的实时动态安全监测，使其具有高效率、高效果的监测能力。具体来说，就是BIM技术利用工程信息的实时获取，保证了自身对施工安全状态的监视与控制能力，从而确保安全管理措施的正确执行。除此之外，高频率的全程监控也为BIM技术对施工每一个阶段的监控提供了便利。在动态、全程监控的情况下，可以极大地增强上游作业人员与下游作业人员之间的信息流动透明化，从而降低了安全监控的能耗。一方面，提升了施工环节的施工效率，另一方面，也提升了各部门团队协作的能力。

4.4 虚拟应急逃生

就BIM技术的虚拟应急逃生功能而言，是传统的人力安全管理所无法比拟的。一般情况下，使用BIM技术安全管理的虚拟应急逃生技术进行逃生演练，一方面可以大幅度降低实地演练的人力、物力、时间消耗，另一方面，也可以从多方面、多层次进行应急问题预防。在传统应急演练中，预案演练的方式具有十分明显的危险突发性，从而为工程作业提供了诸多阻碍，而人员培训则说明该演练形式具有短暂性、应付性，在突发问题中，往往无法为工程安全提供有利条件。而BIM的虚拟应急逃生系统相对而言更具科学性、全面性，即通过场景搭建来完成实际场地的模拟，以多形式、多层次的应急事件作为模拟，可以为技术人员提供多重视角，进而构建相对完整的、全面的、有效的应急措施，大幅度降低人员培训的时间，提高施工人员的应急能力，在逃生通道的设定上更符合科学性要求[4]。

4.5 立体安全技术交底

在安全技术交底方面，传统方式与BIM技术相比，落后性是显而易见的。一般情况下，传统的安全技术交底工作均以相关人员的书面交流、口头讲解为主，这种带有口头传达性质的交底方式，无法保证相关人员深入了解到安全技术，很大程度上影响了技术人员的信息沟通。而BIM技术则可以实现立体的安全技术交底，同样的，BIM的立体安全技术交底也是通过三维动态模型实现的，即相关人员通过可视化的模型运动，配合口头讲解，从而将相关安全技术实时呈现，以具象化的交底方式代替口头传达，避免了技术人员理解不够深入的问题。同时，BIM技术在安全操作上的优势也十分明显，即将相关安全操作进行动画演示，以二维码的形式现场张贴，帮助工作人员重复、深入地了解相关安全技术要领。以此，安全技术交底工作的深入性、科学性、效率性便得到同步实现，同时，施工人员的安全施工意识也得到显著增强。

4.6 核查三维碰撞情况

以往，工作人员经常用2D图来检验部件的碰撞，但2D图很难给出一个直观的结果，这就增加了碰撞检验的难度，也很容易出现各种各样的检验漏洞。而利用BIM的可视化特性，可以实现对3D碰撞问题的精确验证，对不同流程的设计工作进行标准化，降低碰撞风险，避免反复返工。此外，一线施工者应发挥BIM技术的防碰撞效能，优化3D结构方案，进行施工模拟测验，降低各种施工安全事故的概率。比如，工作人员可以在BIM模型中输入物料堆积场地、工程车辆行驶线路、基坑施工和物料吊装等各方面的工序内容及指标，利用模型模拟挖掘机行走情况以及吊装设施架设情况，评估是否出现空间碰撞问题，从而处理好施工管理期间的安全问题。

4.7 教育培训

BIM技术中的信息量也是一大特色，即将相关教育信息进行针对性设定，从而帮助多工种作业人员在基础培训的同时，进一步加深自身的安全作业理念。具体来说，首先要求相关人员必须接受基础的安全作业培训，保证其具备施工安全信息的接收能力；其次，以BIM技术对各个工种的安全施工信息收集为基础，针对性地为各个工种的安全施工人员进行培训。以此，区别于传统口头教育的方式，可视化的体验式安全施工教育更为各个工种的安全施工提供了参考，从而使施工人员在作业过程之中谨记施工安全的重要性，避免因施工安全教育培训不到位而造成施工延期，甚至人员伤亡等。对于施工方而言，BIM技术的科学性安全施工教育培训不仅仅意味着施工成本的降低，更代表了施工效率、施工效益等的显著提高；对于施工人员而言，不同教育水平、信息接收能力的人群均可以较为直观地感受到施工安全事故的影响，进而为自身创造较为深刻的记忆条件，避免自身遭受生命、财产损失[5]。

5 结束语

综上所述，BIM在建筑工程安全管理中的优势涉及各个方面，这也是BIM得到广泛应用的根本条件。但是，尽管BIM技术给目前的建筑工程安全管理带来了很多方便，但它还须得到建筑行业的大力支持，只有这样，才能让BIM技术得到更好的发展，才能为建筑行业创造出更加健康、安全、合理、科学的工作环境。