装配式建筑安全管理中BIM技术的应用研究 陈庆峰

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:陈庆峰
[导读] 摘要:装配式建筑施工活动并行分布于其构件生产、物流运输、现场装配等多个作业空间,且其相比于传统建筑施工活动存在施工技术更为复杂、流程工业化程度更高等显著特性,这也导致其在减少大量传统安全隐患的同时增添了新的风险。
        中国建筑第八工程局西南公司重庆分公司  重庆  401120
        摘要:装配式建筑施工活动并行分布于其构件生产、物流运输、现场装配等多个作业空间,且其相比于传统建筑施工活动存在施工技术更为复杂、流程工业化程度更高等显著特性,这也导致其在减少大量传统安全隐患的同时增添了新的风险。我国的装配式建筑正处在起步的阶段,施工管理经验及理论技术研究相对缺乏,致使现阶段装配式建筑安全管理风险上升。
        关键词:装配式建筑;安全管理;BIM技术;应用
        1装配式建筑中BIM技术的应用价值
        当前,在城市化进程快速推进的背景下,建筑工程规模不断扩大,工程数量不断增加,行业内已广泛应用BIM技术,并在建筑行业掀起技术革命,在实践应用中产生了显著性的成效,具有较大的应用价值。BIM技术改变了传统建筑设计、生产等环节模式,通过构建三维模型实现对场景的仿真设计,加强主体结构、预制构件等参数信息的碰撞和分析,从而保证工程信息的完整性,推动项目的高效开展。BIM技术在装配式建筑中的应用价值主要体现在工程信息的整合和共享上,能实现协同设计目标,确保设计与施工同步,降低误差,还能通过4D模型模拟和评估,实现对项目的管理。BIM技术的应用减少了人工方面的干预,实现了二维图纸向三维无纸化的转化,提高了设计、出图精细化管理水平,还提高了项目全流程的管理水平;通过精准定位构件的位置,为建筑企业提供了高度集成的信息化平台,使企业加强了对装配式建筑项目的指导和管理。
        建筑行业的迅速发展扩大了BIM技术的应用范围,保证了项目质量,实现了对施工进度的管理,可利用技术可视化、全面化、协同性优势,结合具体的工程信息建立参数模型,并实现对装配式建筑的数字化管理,加强对工程中不足之处的纠正和指导,及时提供具有针对性的解决措施,推动装配式建筑项目的高质量开展。此外,还能减少设计变更,保证设计与施工的一致性,通过建立BIM信息管理平台实现工程信息共享,提高信息数据传递时效,促进各部门之间的沟通和交流,进而提高工作效率,并根据模型碰撞检验加强对具体环节的优化和调整,实现BIM技术在装配式建筑全生命周期中的管理目标。
        BIM技术与装配式建筑的融合与国家提出的宏观经济政策相吻合,是国家中长期发展规划的重要目标。技术的融合推动了建筑行业向建筑产业化方向发展,加快了城市现代化进程,促使产业链的复合式发展。未来,建筑行业将依托现代化技术带动建筑产业发展,掀起建筑领域的巨大变革。
        2装配式建筑概述
        建筑配件事先加工,并运输到现场再进行装配而形成的建筑称为装配式建筑。这种建筑模式最早由日本提出,目前已经取得了突破性的发展和应用。可以看出这种施工方式可以分为以下三步:(1)建筑构配件的加工生产;(2)预制构配件的运输;(3)现场安装与装配。较其他建筑方式来说,这种方式具有可移动性强、施工便捷、节约劳动力等诸多优势,能够达到降低施工噪音、改善施工环境污染等目的。需要注意的是,工程造价成本问题是制约装配式建筑推广普及的重要影响因素。
        3装配式建筑安全管理中BIM技术的应用
        3.1施工方案优化
        施工方案优化对于装配式建筑项目实现效益最大化意义重大。传统方式下施工方案的优化主要依靠施工前现场调研,制定多组施工方案以备项目经理做出最优化选择。此方式下制定的施工方案过多依赖现场调研人员的主观经验完成,对施工过程及技术细节很难全面展示和精准把握,方案中难免出现设计漏洞,不能满足装配式建筑构件精准化施工的要求。运用BIM技术对相关施工方案进行比选时,通过创建相应的安全信息模型对不同的施工方案进行三维模拟,在施工前仿真模拟出预制构件从进场到安装的全过程,并重点反复进行碰撞监测分析,使安全隐患在施工模拟中彻底暴露,针对具体的工程项目,项目部需要以BIM技术为支撑构建工程安全信息模型和工程施工数据库,加强碰撞试验模拟演示,为施工方案的优化比选提供依据,并根据系统出具的分析报告,不断深化改进预制构件的吊装、安装、运输、堆放、设计等方案,使最终的装配式建筑施工方案达到最优化安全施工效果。


        3.2施工场地布局调整
        预制构件建筑是由大量的预制构件组成的。交叉作业多,施工工艺复杂,施工环境复杂。由于施工区域空间的限制,如果施工现场的布置设计不合理,将严重影响施工后期的吊装过程,甚至发生冲突性安全事故。传统的图纸仍停留在纸上,不能动态地反映装配式建筑现场布置中的矛盾和错误。BIM安全信息模型可以直观地模拟施工总平面布置效果,包括堆垛、机械设备、道路设施、地形等。在此基础上,建立场地布置模型,进一步动态模拟塔吊作业、车辆运输、构件存放等环节,提前识别场地布置方案中的碰撞点、碰撞点等因素。比如通过对塔吊的运行特性模拟,是考虑其工作时可旋转部分的回转半径建立的整体模型,动态模拟其前进和旋转的工作状态。检测与周边堆放构件的碰撞和冲突隐患。多台塔吊进行模拟时,查找回转过程中与其他塔吊可能发生的碰撞。如果发生碰撞情况往往会带来重大的安全事故或严重的经济损失。因此可以在构件吊装之前对塔吊进行动态模拟,优化塔吊合理布置和操作人员的活动范围,以达到最优的布置效果,采用BIM软件进行仿真和优化。避免安全事故的出现。
        3.3施工现场安全检查与保护
        传统的施工管理很难对危险源进行及时、准确的定位。BIM安全管理模型同步输入项目进度和设计变更信息,使安全设计验证和安全规则检查与项目进度和变更同步完成,并及时对危险源进行标识和提醒,提高安全检查的及时性和准确性。BIM用于建立施工保护功能。根据BIM模型,提供施工中需要保护功能的部位,如准确定位“四口”、“五临边”等需要提前保护的事故易发区域,防止现场工作人员误入危险区域,BIM还可用于现场保护设施合理性和保护效果的实时动态模拟检验。此外,模型中包含的工程所在地的气候、天气、地质、材料等因素也可以为安全检查和防护提供多维信息支持。
        总之,利用BIM对施工安全隐患进行动态管理和控制,保证安全检查的及时性,降低施工安全风险发生的概率。
        3.4安全应急疏散方案优化
        创造安全疏散逃生条件是装配式建筑施工现场发生事故时避免拥堵、踩踏等次生事故,减少人员伤亡的关键。将Pathfinder等应急疏散模拟软件与BIM安全信息模型相结合,将BIM模型转化为应急疏散软件可识别格式后进行导入,在BIM模型中对施工现场环境的全景模拟,利用疏散模拟软件的人员疏散路径、时间计算、模拟功能,对施工现场进行动态化疏散场景模拟,直观观察分析疏散路径、人员分布、疏散速度等关键节点情况,并根据生成的图表数据协助判断分析,对既定应急疏散方案进行有的放矢地调整改进,最终生成最优应急疏散方案。
        结论
        综上分析,装配式建筑安全管理中引进和应用BIM技术,有效提高了施工质量并控制返工率,既降低了施工成本,在一定程度上又能够减少事故发生,达到经济化、安全化施工效果。同时,基于BIM技术建立的施工安全预防机制将使装配式建筑安全生产标准的制定、安全生产行为的规范更加直观可视,促使人、机、料、环境处于最佳运转和持续优化状态,从而助力装配式建筑安全生产过程规范化建设。总之,BIM技术的应用引导装配式建筑安全管理从平面化向立体化转变,提升安全管理的模拟性和智能化,降低安全风险和事故的发生率,推动装配式建筑施工向最佳管控模式靠拢。从而把BIM技术运用在装配式建筑工程项目施工安全管理中可以为项目安全管理提供更多的思路、方法和技术支持,降低项目的安全风险,进而提高项目安全管理水平。可以避免或者减少项目实施过程中的安全事故及其带来的损失,为企业带来更多的经济效益和良好的发展。
        参考文献:
        [1]赵金华,陈怀伟,范晓航.浅谈装配式建筑施工技术特点与安全管理[J].建筑安全,2020(10):78-80.
        [2]贺红伟.BIM技术在预制装配式建筑施工安全管理中的应用分析[J].智能城市,2020(11):102-103.
        [3]陈培源.基于BIM技术的绿色施工评价体系应用研究[J].智能建筑与智慧城市,2019,26(3):53-54.
        [4]刘生辉.探讨基于BIM技术的建筑工程施工管理问题[J].名城绘,2019,7(4):97.
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