基于BIM技术建筑工程施工安全管理研究

张耘馗

摘要：随着我国建筑业的蓬勃发展，从业人员增加，建筑安全事故频发发生。BIM技术的发展及在建筑领域全生命周期的广泛应用，有利于提高施工管理水平，改善安全事故频发的现象。文章通过分析国内建筑工程安全事故发生情况以及当前安全管理现状，构建了集成BIM的安全管理应用技术架构，并对其在建筑工程施工阶段的管理应用进行了说明介绍。

关键词： BIM；建筑工程；安全管理

1 BIM技术的概念及适用性分析

1.1 BIM概念

BIM技术，是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全寿命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。

1.2 技术适用性

一方面，信息互通性，在高层建筑工程中，项目信息互通，信息准确性和实效性是行业研究的重点。在BIM背景下，可以有效解决信息交互和共享问题，对设计与施工方案进行优化，保证施工安全计划的有序实施；另一方面，在建立BIM安全模型中，要对危险源、安全管理规范、成本与进度计划等相关信息进行汇总，对施工中可能存在的问题进行有效识别，及时发现安全问题，为安全管理计划的编制奠定基础，从而实现安全风险的有效控制。

1.3经济适用性

BIM软件的成本较高，且对计算机配置要求较为严格。BIM技术的应用，可以有效控制建筑工程施工安全风险，提高工程的经济效益。据统计结果表明，BIM技术的应用，可以消除预算外造价变化的40%，成本估算偏差也可以控制在3%以内，成本估算所需的时间也可以缩短20%。

2 基于BIM技术的安全管理

2.1 集成BIM的安全管理应用技术架构

集成BIM的安全管理，需要考虑组织、过程、信息和系统四要素以及它们之间的关系，结合BIM建模过程，从数据层、模型层、应用层三方面形成安全管理技术架构，如图4所示，保证信息有效传递，避免信息断层、信息割裂的现象出现。建筑信息具有异构、离散、海量、复杂、专业和文档化等特征性[7]，基于BIM技术组件建筑工程安全管理架构体系，可以保证信息无损传递，更好地將建筑相关信息应用于安全管理中，保证施工现场安全管理有序进行。

2.1.1 数据层

施工阶段的工程数据可分为结构化的BIM数据，非结构化的文档数据以及用于表达工程数据创建的组织和过程信息。将BIM数据以标准模式进行转化，如IFC格式，形成标准数据库；合同、招标文件等文件以文档形式进行储存，形成文本数据库，存储于文档管理系统中；施工过程中的组织及信息数据存储于相应数据库中。

2.1.2 模型层

通过BIM数据集成平台，形成安全信息模型，根据不同需求，可以根据应用需求生成相应的安全信息子模型，如临边、洞口识别模型，脚手架安全模型，机械设备安全辐射模型等。根据施工需要，向应用层各施工管理专业软件提供模型和数据支持，更好地将模型应用于施工安全管理。

2.1.3 应用层

结合工程管理云平台，将BIM模型连同生产的相关子模型，以及相关施工数据上传到云平台，组成基于BIM的建筑工程安全管理系统，进行施工安全与冲突分析，便于管理人员实时掌握施工现场情况，排查安全隐患，如临边洞口是否有工人逗留，机械覆盖区域是否存在交叉作业等。通过基于BIM的安全管理系统，结合其它施工管理系统，可以更好地对施工现场进行监测管理，利用信息化管理平台，掌握施工现场安全动态以及施工人员施工行进路线，及时消除安全隐患，提供安全保障措施，当工人接近危险源时提醒其远离，确保施工现场安全状态。

2.2 BIM技术在施工安全管理中的应用

2.2.1 危险源识别及危险区域划分

工程施工前，建立以BIM模型为基础的危险源识别体系，根据《重大危险源辨识标准》要求，找出所有潜在危险源，如临边防护、洞口、安全通道等，并在工程项目模型信息中予以标注，在建模过程中用不同的警示颜色表示不同危险源的危险程度。通过建立危险源识别体系，可以非常清晰有效地识别施工现场可能出现的危险因素。

在施工模拟过程中，根据危险源体系识别结果，可以将所有危险源按照事故发生几率和事故产生损失量划分为4个安全事故发生风险区，并采用红、橙、黄、绿4种颜色予以标注，根据危险程度指导施工。如起重机吊臂下方及吊臂覆盖区域标记为红色，起重机运作期间吊臂下方禁止站人，吊臂覆盖区域内施工工序暂停施工。建模及危险源标注完成后，尤其是重大危险源，需在施工现场标识牌处张贴公示，让所有施工参建人员了解到整个施工现场哪些部位存在危险以及危险性大小。

2.2.2 安全交底及施工现场安全信息化管理

传统安全交底模式，只是安全负责人对工人简要说明，可视化程度低，工人接受程度不高，一些危险地段施工应该注意的地方亦做口头说明，工人无法切实感受到施工现场的危险性，也无法直观地感受危险源的存在，施工现场的安全隐患无法在工人脑中形成深刻印象。结合BIM技术，将施工现场中容易发生危险的部位进行标识，将BIM模型导入VR设备中，使用VR设备对工人进行交底，让工人对施工现场所发生的安全事故有一种身临其境的感觉，可以切身感受到施工现场危险源的存在。

3 结论

1）提高施工效率，新增施工资料信息添加的重复录入工作量大量减少；档案查找方式以计算机软件查找为主；脱离了手工编制、绘制工艺控制表格及温度曲线；温度信息传递采用的是最先进的无线射频技术；应用质量安全事故分析软件揭示施工缺陷事故原因；实现管理信息系统软件的温度曲线分析，提高了施工效率。

2）新的资料信息存储方式更加环保，降低施工成本.互联网络平台传递施工现场温度信息；脱离手工核对修改项目建设的内业资料，不再以纸介质为设计、施工计划的传递载体，专家现场分析工作减少，大大降低施工成本。

3）提高施工技术问题分析的精准性.通过实施BIM，信息添加，档案资料查找，施工现场工艺及技术信息的传递，质量问题、缺陷乃至施工的分析、技术资料的分析不再完全依靠人工，能够借助BIM实现的，全部由BIM完成，剔除很多人为主观因素的影响，使施工技术相关分析更加客观、科学、合理.

参考文献：

[1]赵挺生，卢学伟，方东平.建筑施工伤害事故诱因调查统计分析[J].施工技术，2003（12）：54-55.

[2]管骊然.基于BIM的建筑生命周期内的安全管理综述[D].北京：清华大学，2012.

（作者单位：廊坊市南城热力有限公司）