BIM技术在建筑工程安全管理中的应用

BIM技术在建筑工程安全管理中的应用

李坤宁1 ,李建永2

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摘要：伴随着中国建筑行业的发展，建筑工程的施工也日益向大型、复杂化方向发展，施工中安全管理难题也随之增加。BIM技术在施工中的运用可以使施工质量得到明显改善，减少工程建设的难度。BIM技术在建设施工现场安全监督管理中的广泛运用，可以充分发挥其模拟、协调、可视的信息技术资源优势。通过确定建筑工程施工安全管控目标，优化施工安保管控措施，强化施工安全管理保障体系，可以有效提升建筑工程施工现场的安全管理水平。基于此，本文主要分析了BIM技术在建筑工程安全管理中的应用。

关键词：BIM技术；建筑工程；安全管理

引言

由于建筑施工安全形势严峻，需要改进安全监控手段，融入信息化技术，以实现智能化与信息化的安全监管。BIM技术为解决建筑工程安全管理复杂度高、覆盖面不足等难题提供了重要的技术支持，工程安全管理人员可借助模型直观识别危险源，采取可行的安全防护措施，切实提升建筑工程的施工安全性，在安全的环境中有序推进建设进程，打造高质量的建筑工程。

1.BIM功能概述

BIM技术广泛应用于我国建筑工程领域中，技术人员依托BIM技术能够清晰直观地展示建筑成本、进度、结构等信息。BIM技术应用期间，可根据建筑工程空间信息以及局部气象信息灵活调整原有施工方案，以时间维度为导向统筹规划，确保各项施工环节有序落实。作为一种新型数字化技术，BIM技术应用于建筑工程的全生命周期对建筑工程各项信息以数字化的方式充分表达，是各大建筑企业提高工程建设质量的重要途径[1]。

2.BIM技术的特点

2.1信息共享

BIM软件可以与数据库相连，将工程运行中的相关数据及时输入数据库，并进行信息交流，以实现项目综合管理。

2.2协调性

BIM技术能够让工程施工人员进行及时的沟通，进行实时监控，这就显示了同步性和时效性。

2.3模拟性

建筑工程施工具有复杂化的特点，管理人员难以在头脑中直接形成思维模型，应用BIM技术可模拟建筑工程信息，建立立体化的模型，工作人员日常工作的直观性增强，方便思维的转化，对日常工作的开展大有裨益。BIM技术在建筑的日照模拟、突发状况下的疏散模拟等方面均具有可行性，工程管理人员可根据模拟结果采取应对措施。

3.BIM技术在建筑工程安全管理中的应用

3.1施工过程动态模拟

建筑工程施工期间存在立体交叉作业丰富、施工空间限制性强、各专业协调难度大等特殊性，通过BIM虚拟施工技术的应用，模拟建筑工程的施工过程，根据模拟结果检验施工方案、进度计划等方面是否具有可行性。基于Ｒevit软件建立“rvt”文件，导出转化为“nw”文件，进而用Navisworks模拟施工过程，判断是否存在空间冲突、局部碰撞问题。

以识别和判断高空坠落风险为例，通过施工过程动态模拟，可以根据施工进度演示不同工序之间的搭接，结合相关资源曲线、成本曲线的变化，能够及时发现施工过程中高空坠落危险隐患。通过观察发现，本项目基坑工程量大，开挖深度超过两米，施工时间较长，存在坠落风险，需要加强临边防护，而且高空作业工程量大，在电梯预留洞口及附近区域狭小拥挤，交叉作业较多，需要做好电梯洞口防护[2]。

3.2场景模拟

第一，安全检查场景，结合BIM软件收集的现场信息建立安全检查模型，并且及时更新相关数据信息，查阅模块对应属性的同时发现安全隐患并采取对应的控制方案。第二，事故分析场景，主要是利用BIM技术收集的数据信息进行对比处理，有效追溯安全事故发生前一段时间现场的实际情况，从而借助人员轨迹、机械设备运行情况、材料物资装配情况等进行事故分析，便于开展更加合理的应急处理机制。第三，风险预警场景，为更好地打造规范化土木工程现场管理控制体系，不仅要对发生的问题予以及时处理，也要借助BIM技术进行风险问题的预估，定期落实施工模拟实验项目，模拟过程中有效进行基坑结构塌陷、结构开裂或者是地基沉降等问题的识别，从而自动发送相应的预警信号，更好地提高预警处理的时效性，降低工程项目事故发生率。

3.3确定风险源

施工现场的安全风险具有高度随机性，任何一个环节上的过失，都可能导致重大安全事故。管控施工现场安全风险的最有效方法，就是确定风险源、监控风险点，从根源上防止重大安全事故的发生。利用BIM技术，通过三维动态施工模式对实际施工过程进行仿真演示，可以对临边、洞口、支模、等高风险点做出预警。同时可以通过碰撞检测，及时发现施工过程中潜藏的风险源。运用模拟技术进行风险防范措施的建模，形成风险预警制度，可有效预防重大安全事故的发生。

3.4安全隐患防范措施

通过模拟施工过程，能够让安全管理人员全面判断和分析危险源，为了将安全管理工作有效落实，需要科学制定安全隐患处理方案，并将其标注在BIM模型相应部位上，这样可以及时进行信息交流和共享。根据施工模拟结果发现，基坑、电梯井口、临边洞口等部位容易产生坠落事故，利用BIM软件对这些地方的危险源进行进一步识别。例如在门窗洞口临边安全检查中，主要标注的防范措施有：通过BIM建模技术和4D虚拟施工技术的应用，构建立体直观的模型，利用模型确定各施工阶段、建筑各部位的安全隐患，根据模拟分析结果建立防坠落保护模型，导入结构模型中检测，快速明确建筑存在坠落安全隐患的洞口和临边，再确定各自的防坠落模型，构建完善的防坠落保护系统，保障建筑工程的施工安全。相比人工识别安全隐患的方法，建模分析操作便捷、对安全隐患的辨识能力更强，在此基础上采取的安全防护措施具有更突出的有效性，切实保证了高空作业的安全性。大型建筑工程的施工普遍采用多台塔吊协同运行的作业模式，塔吊的安装位置和作业空间的协调尤为复杂，必须在前期规划阶段予以优化，以免在现场施工过程中增加安全隐患。对塔吊做4D模拟后，根据模拟结果对塔吊的作业区域进行合理的规划，为各塔吊规划充足的作业空间，一方面确保塔吊可满足工程施工要求，另一方面避免两台塔吊出现相互碰撞、工序冲突的问题。塔吊运行轨迹模拟依托4D虚拟施工和碰撞检测技术实现，确定两台塔吊的冲突和碰撞范围，以检测结果为参考，调整吊臂的运行轨迹和塔吊的高度，营造秩序性良好的环境，保证塔吊的作业安全，提高塔吊的运行效率。

3.5施工安全教育培训

传统的安全教育培训工作比较枯燥乏味，难以获得理想的效果，BIM技术具有可视化、信息化的特点，集合了丰富的建筑信息，将BIM模型作为数字化安全培训的数据库，能够更高质量、更有效率地完成培训工作。应用BIM技术在建筑工程施工现场进行安全知识培训，其高仿真性、协调性、可视性功能，可有效克服过去在安全教育培训方面的缺陷。在组织施工人员安全教育训练活动时，通过形象生动的方式，介绍施工安全危害情况和安全事故所造成的危害，让施工人员身临其境，进行体验式的教育训练，可切实增强施工人员的安全意识，帮助他们认真履行安全责任，达到安全施工的目的。

结束语

建筑工程建设规模大、细节多，安全管理是施工有效进行的重要前提。常规的安全管理方法存在覆盖面窄、管理不及时等局限性，BIM技术的应用为建筑工程安全管理提供可靠的技术支持，有助于管理人员根据三维模型直观分析建筑工程的施工状况，主动采取安全管理措施。

参考文献：

[1]袁陶慧敏.BIM技术在高层建筑现场施工安全管理中的应用[J].房地产世界，2021（8）：98-99+108.

[2]纪晓雨，王利红.基于BIM的高层建筑施工安全预警研究与应用[J].安徽建筑，2021，28（4）：71-72.