BIM技术在建筑工程施工安全管理中的应用

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年第7期   作者:钟永方
[导读] 随着建筑功能要求的不断提高,高层、大型、复杂建筑物不断增加
        摘要:随着建筑功能要求的不断提高,高层、大型、复杂建筑物不断增加,工程结构和施工工艺、流程日益复杂,对我国建筑工程安全管理提出了更高的要求。通过分析建筑施工安全管理现状,将BIM技术应用于其中,能够起到提高我国建筑工程安全管理水平的重要方向。
关键词:建筑工程;施工安全;BIM技术
        引言:
        现阶段,有关建筑工程的技术越来越先进,在我国各大城市的建筑领域中,异形结构与超高层建筑这两种受到了人们的追捧。然而,由于它们结构的特殊性,大大增加了建筑施工在安全管理方面的难度,这极大地限制了异形结构在建筑领域的发展。在这种情况下,BIM技术的出现为建筑施工的安全管理提供了可能性。与传统的建筑工程技术不同,BIM技术具有可视化、模拟化与优化型等优势。项目管理人员通过BIM技术能够直观地发现隐藏在建筑施工中的安全问题,然后进行排查与整改,确保建筑在施工过程中的安全性。
        1、建筑施工安全管理现状
        安全生产问题事关建筑施工企业的生存与发展,受到社会普遍关注,党和国家高度重视安全生产,国家和相关部门、行业结合实际情况制定并实施了一系列完善的规章制度,规范建筑业安全生产管理,落实安全生产管理主体责任制,完善安全生产监管体系,建立健全安全生产应急管理机制,强化安全生产教育培训,建筑企业安全管理水平得到很大的提高。据住建部统计数据,2015~2018年,建筑施工生产安全事故数量及死亡人数逐年上升,见下表:
表1  建筑施工生产安全事故数量及死亡人数表

其中,高空坠落事故比例占比高居40%~50%,其他依次为物体打击事故占比约11%,坍塌事故占比约11%,起重事故占比约10%,机械伤害事故占比5%,其他类型(包括车辆伤害、触电、中毒、火灾等)占据剩余比例。
        2、BIM技术在建筑施工安全管理中的应用
        2.1场地立体规划方面的应用
        工作人员在利用BIM技术对建筑施工场地进行规划时,第一步是要测量建筑物周边空间的位置信息,获得建筑物红线范围内的数据。然后,利用BIM技术整合收集到的各类信息,并以此为基础创建出三维模型。项目决策人员通过创建的三维模型,科学地布设建筑物的空间位置,很好地解决传统CAD平面无法立体呈现建筑物空间位置的问题,确保建筑物安全距离达到要求。
        2.2危险因素识别方面的应用
        建筑项目在真正施工前,需要提前控制好各类危险因素,围绕着BIM技术,建筑项目在施工安全管理中涵盖了构件、施工进度等各类信息。建筑施工的所有信息都包含在施工的整个过程,工作人员可通过BIM技术建立4D模型,立体地呈现出建筑项目的方方面面,及时地识别出施工过程中的潜在危险,根据案情管理的相关办法,对危险源进行科学分类,真正地解除潜在的危险因子,避免建筑项目出现安全事故。以危险识别系统为例,该系统在RFID技术的基础上有效识别建筑施工的安全风险,调整后续的应对措施。
        2.3施工安全措施制定方面的应用
        在BIM技术下形成的建筑项目安全管理系统,它能够根据不同的管理需求,采取对应的安全防范措施,提高施工的安全性能。值得注意的是,施工安全的措施需要由专业素养高的管理人员编制,他们往往会结合建筑项目的实际施工情况,有针对性地编制措施。而制定的措施是依赖于BIM技术形成的,纳入到建筑施工的安全管理模式。在安全管理的现场,管理人员通过BIM技术了解到建筑施工的动态,实时调整有关的安全管理措施,通过全过程动态管理建筑施工的安全,确保所有措施都真正地得到落实。
        2.4施工安全监控方面的应用
        在模拟施工模型上,BIM模型可以利用智能监控技术,监控工程施工的全过程,监控管理人员可根据建筑施工的当前状态,实时控制住建筑项目的施工过程,在必要的情况下,管理人员可协调不同部门的职责权限,让多个部门达成合作的共识[1]。通过整合不同的数据,及时地获得施工进展的安全管理状况,同全方位的监控,根据建筑施工的实际情况调整施工的过程,科学地把握住建筑施工的安全。
        2.5施工安全教育培训方面的应用
        目前,三级安全教育包含的内容涉及到方方面面,比如施工操作人员规范要求,BIM技术可以很好地整合三级安全教育的所有信息,并且让这些信息可视化。为了妥善地管理建筑施工的安全,管理人员可以提前对工作人员进行施工安全的教育与培训,根据不同的施工要求开展不同的培训,让每一类工种的专业人员认识到只有在常规化安全教育的前提下才能够应用BIM技术。施工人员需要深刻领会不同施工阶段下可能存在的安全隐患,以及它们对应造成的伤害,这样就能够减少施工安全的培训资金,缩短安全教育的培训周期,以更多的精力投入到建筑的日常施工中[2]。与其他的技术不同,以BIM技术为基础的安全教育能够根据施工人员的具体情况,有针对性地开展个性化的教育培训,满足不同教育水平施工人员的培训需求,具有较强的灵活性,从整体上提高建筑施工团队的安全意识。
        3、BIM技术应用发展前景
        3.1可以与BIM技术结合应用的高科技技术
        BIM技术在建筑施工安全管理中最大的优势是信息的数字化集成、多方共享以及三维模型可视化分析,但是BIM技术本身无法感知建筑施工现场的现实环境等各种信息数据,无法结合施工现场运行和工作任务进行实时监控管理[3]。把BIM技术与新兴的AI(人工智能)技术、IIOT(工业物联网)技术、5G传输技术、BDS北斗高精度定位系统相结合,可以完美实现施工现场运行的实时监控,使建筑施工安全管理水平得到跨越式的提升。
        3.2以BIM技术为基础的几项高新技术整合后可以实现的功能
        整合以上技术,可以实现如下功能:施工现场人员、装备、车辆的信息数据,通过北斗定位系统精确定位其位置、高程、运动方向和速度(精确到厘米级别),由传感器采集并采用5G通信技术实时传送(毫秒级时延)至BIM系统建立数据模型,通过人工智能系统识别并判断安全风险,依据风险程度自动向人员、装备、车辆实时警示风险,或通过控制器执行风险阻断操作。
        3.3以BIM技术为基础的高技术整合系统的价值和意义
        高新技术的导入,是生产力发展水平提升的重要标志,也是体现生产管理水平的重要标志[4]。把高新技术整合运用于建筑施工安全管理,对施工现场进行实时的自动化、智能化、精细化的安全防控,可以最大限度降低人为错误的发生,在既有的安全管理体系和人力资源基础上,实现安全管理工作的实质性突破。
        结语:
        综上所述,随着我国国民经济的高速发展,建筑工程的规模化、大型化、复杂化程度不断提高,已对既有的施工安全管理工作构成新的挑战。导入现代科技技术,是提高施工安全管理水平的主要途径。BIM技术的应用推广,能够针对性地弥补现有安全管理工作的不足,有效提升安全管理水平。以BIM技术为核心的人工智能、工业物联网、5G传输技术、北斗定位系统等多项现代科技成果的集成创新运用,将成为安全管理技术发展的主要方向,为实现建筑施工安全管理工作的全面改善提供坚实的科技基础。
        参考文献:
[1]袁毅.基于BIM的建筑工程施工安全管理研究[J].居舍,2019(22):154.
[2]徐晶.BIM技术在建筑工程施工安全风险预警中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(22):21.
[3]王海俊.BIM技术在工程施工现场安全管理应用[J].中国住宅设施,2019(07):106-107.
[4]欧杰宁.BIM技术在高层建筑现场施工安全管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2019(07):42-43+47.
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