BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究

畅宁宁 畅 行

（阳光学院 土木工程学院，福建 福州 350015；洛阳中轩建筑设计有限公司，河南 洛阳 471000）

伴随着“一带一路”政策的提出我国建筑业得到迅猛发展、基础设施建设屡创新高、合作项目遍布全球各地，彰显着国家综合实力的提升，为国民经济带来红利；同时，超高、复杂、异型、环保节能型等项目也逐渐增多；机遇产生的同时也面临新的挑战，如对建筑施工安全管理提出更高要求。建设项目自身的特点决定了行业的高危性；据住建部统计，2018年全国房屋市政生产安全事故共发生734 起、死亡840 人，较2017年分别增加42 起（6.1%）、33 人（4.1%）；[1]传统的安全管理方法、制度及理念已无法满足复杂多变的施工环境的需要。

BIM 技术以参数化设计为基础、多维数字模型为核心，为协同设计、施工模拟、费用管理等带来诸多便利，[2]其可视化、动态性、模拟性等优势愈来愈明显；如何利用BIM 技术的优势识别危险源、提高安全技术交底与安全监督效率，发挥其在安全管理工作中的作用值得深入研究。

1 BIM 技术与安全管理优势

1.1 BIM 技术

BIM 技术的本质是建筑信息模型，以包含项目物理、几何、功能等基本信息的三维建筑模型为基础，将建设项目所有信息有效集成、处理、更新及优化，实现建筑信息的数字化表达，为项目管理提供一个信息共享、协同管理的平台。[3]

1.2 BIM 技术在安全管理中的优势

BIM 技术以建筑信息模型为核心，不仅仅是对信息的简单集成及应用，其价值在于以此为中心与仿真模拟、碰撞检测、监测定位等软件、技术有机结合形成的协同管理平台，使管理工作向精细化、信息化发展。其优势主要表现在以下几个方面：

可视化；传统的建筑物呈现、审图视图方式通过BIM 技术得以改变，将建筑构件等项目信息及周边环境以三维模型可视化形式展示，有助于工作人员理解建筑信息、发现直观危险源、获得分析危险源所需信息并找出安全隐患；为安全计划的制定、防护设施的布置提供依据，提高安全方案与实际情况的吻合度。

模拟性；BIM 技术的模拟性意味着可预先模拟施工现场布置、施工过程，找

出规划中存在的碰撞问题、施工中的安全隐患，以此来调整施工平面布置图、优化施工方案；基于此技术还可对关键施工过程事先模拟，如基坑开挖、塔吊搭设等危险性较大工作，根据模拟结果划分安全区域、针对性地进行防护调整、制定应急预案措施；提高安全管理工作效率。

动态性；BIM 技术的动态性使模型中任一参数发生变化时与之相关的所有

信息均会自动调整。当某一施工工序做出调整时其他关联信息将会随之变化，其模型更新信息会在云端共享并借助现代技术手段第一时间传递至相关人员，方便管理人员及时发现新的安全问题并制定相应的控制措施，保证信息的一致性与时效性及管理效率。

2 基于BIM 技术的安全管理

将BIM 技术数字化、参数化等优势与安全管理工作特点相结合，建立一套以BIM 技术为基础、重视事前预防和持续改进的安全管理体系。事前，利用BIM 技术的可视化和模拟性参与者可清晰直观地发现危险源，实现静态查看与动态监视同时兼顾、保证安全隐患辨识工作的全面准确性，为教育培训和决策提供可靠资料；事中，借助AR 技术、现代通讯等技术实现对材料设备、工作人员的监控，不安全行为、不安全状态将触动预警信号并传至相关平台；事后，整个过程的数据、人员行为将通过平台分类储存，作为绩效评估依据，分析、处理后的案例被列入安全事故数据库，为后期安全管理和教育培训提供素材；形成动态循环的管理模式。

3 BIM 技术在安全管理中的应用

3.1 危险源识别与管控

危险源识别的全面性决定着安全管理工作的效果；传统的识别方法主要包括分析图纸和现场、类似工作经验、安全管理手册等，此类方法存在诸多弊端更无法满足异型、复杂建筑安全管理需要。从BIM 模型危险源数据库和类似项目案例库中选取所需资料，对三维建筑模型进行分析，结合施工方案和进度计划对施工过程进行仿真模拟，动静兼顾地全面识别危险源；用适当的方法对危险源评估、等级划分，根据危险源的等级用红橙黄蓝四种颜色在模型中做出标记，以此确定安全教育培训与交底的侧重点、做好安全设防工作；如：高处坠落，依据坠落高度和坠落物性质对物体做出不同颜色的标记、划分危险区域，为重大危险源配备标识信息牌，便于参与者监督现场安全、增强其安全防范意识。

3.2 安全教育与交底

已标记危险源的BIM 模型和已更新的危险源数据库均可作为安全教育培训资料，BIM 技术为管理者提供一种全新的数字化教育培训方式，使参与者多维度清晰地了解危险源、学习正确的操作过程、掌握基本的安全常识；作业者文化水平较低，对书面化、视频式的培训吸收不佳，BIM 技术与VR/AR 技术相结合创造逼真的虚拟环境，参与者在此环境中学习、练习操作过程，帮助其掌握正确操作方法、了解操作失误造成的后果；即弥补传统教育培训的不足又调动员工参与的积极性。

管理者借助Navisworks 等软件将隐患部位、危险等级、安全设防等可视化地展示，通过模拟操作过程介绍工作性质、施工中存在的安全隐患与应对措施，改变传统耳提面命式的交底方式，加深其对交底内容的理解，改善交底效果。

3.3 安全监控与预警

施工中脚手架位置高度的调整、安全防护栏杆的安拆重设等均会带来新的安全隐患，培训合格、接受安全交底的作业者未必记住全部注意事项和危险源，因此全面监控施工过程、及时发出预警信号十分必要。BIM 技术为安全监控提供一个信息交互、数据共享的平台，智能安全帽实现对人员的定位监控、RFID 技术实现对材料设备的监控、无人机和高清视频摄影设备从更宽广、自由的视角对施工现场无死角全面监控；监控设备均与BIM 平台、移动终端连接，对进入危险区域的人员发出提示信号，并将信号传至平台、通知管理人员；安全员根据BIM 模型中标记的危险源找出现场监督和检查的重点部位，借助VR 设备生动形象地解释正确操作过程进行现场指导，在线上传检查结果、反馈现场情况。

3.4 安全应急救援与资料管理

BIM 技术的应用可实现救援设备的三维可视化展示、救援方法及逃生方式的动态介绍，提高救援培训效果；结合VR/AR 技术增强救援演练的真实性和员工的紧迫感，节约演习成本；灾害发生后，利用BIM 技术分析灾害情况快速找出事故源、执行救援预案。事后，BIM 平台对安全管理全过程的资料进行分类归纳整理、储存至不同数据库中，作为类似安全控制方案的参考资料，避免同类事故再次发生。

4 结语

在建设项目管理中应用信息化、数字化等新技术实现建筑业智能化发展已是大势所趋；BIM 技术作为“十三五”规划重点发展技术，在碰撞检测、复杂项目施工模拟等方面发挥重要作用。本文重点对BIM 技术在安全管理中的应用进行探究，从危险源管控、教育交底、监督管理、救援演练四个方面介绍其具体应用，形成事前有效预防、事中全面管控、事后及时处理的持续循环管理体系，改善传统管理的弊端、为创新安全管理方法提供借鉴。