BIM技术在安全文明施工方面的应用探索.docx

BIM技术在安全文明施工方面的应用探索1.引言传统建筑施工安全管理多以文件及说教等方式传递信息，内容枯燥且可视化 程度低，信息传递效率低下。而BIM技术引入到建筑施工项目策划、设计、建造、 运行和维护中，以高度信息集成的模型为载体，进行信息共享和传递，使工程人 员对各种建筑信息正确理解和高效应对。笔者详细分析了传统安全管理存在问题， 将BIM技术应用到建筑施工安全管理中，分别在安全施工方案设计优化、危险 源前置管理、清单化管理、沉浸式可视化培训、多专业协同动态安全管理和安全 管理信息集成等方面，进行应用思路阐述及案例说明，达到安全管理的阶段前置、 内容扩展、风险预判和效率提升的目的。1.传统安全管理的问题传统建筑施工项目安全管理多以下发文件、开会、现场检查和口头教育为主， 但在前置动态管理、培训效果等方面管理方式单一，缺少有效的管理工具，对现 场的把握不够及时全面。存在以下管理问题或难点：1.施工方案制定中不合理施工方案难以综合考虑进度、安全、质量管理三要素相互影响，带来预料不 到的安全风险，在实施阶段暴露该安全风险，势必影响安全生产、进度及成本。各专业孤立的方案在执行过程中，在实际存多专业交叉作业复杂情境下，各 专业相互制约和影响凸显，造成各方案的措施难以实施，安全措施无法有效规避 安全风险。1.危险源前置管理少危险源辨识对于人员经验和能力要求高，安全人员难以凭空预估未来所有危 险源，辨识遗漏势必造成部分危险源管理缺失。1.动态管理工作量大施工现场安全设备设施数量庞大且处于时刻变化状态，统计清单不准确且花 费大量管理精力，安全管理难以实现分门别类精细化管理。1.安全教育培训效果低安全培训往往通过说教式传达安全要求，内容枯燥不易体会，未能结合未来 现场具体场景来生动阐述，造成培训效果不佳，难以深入到安全意识层面。1.BIM技术在安全管理中应用思路BIM技术是应用于建筑全生命周期3D数字化技术，对各设施物理和功能特 性的一种数字化表达，实现在生命周期内的知识资源共享，建立和完善建筑信息 化模型，各参建方可以根据各自职责对模型插入、提取、更新和修改信息，以支 持项目管理各类需要。通过讨论研究，将BIM技术应用于建筑施工安全管理， 对提升建筑施工安全管理有以下意义：BIM技术通过建立模型，在三维虚拟空间中提前对方案进行安全风险分析， 论证施工各类假设情境的优劣，对方案优化调整可发挥重要作用。1.危险源前置管理BIM技术可将危险源置身于虚拟场景中分析，进行危险源自动搜索、识别， 极大方便了危险源前置管理。1.清单精细化管理BIM技术的强大的模型数据统计，可快速导出安全设备设施的清单，对于物 料计划提请和安措费计算十分便捷高效。1.沉浸式可视化培训BIM模型可以形象地展示施工场景的安全风险，可视化的安全要求和标准生 动有趣，易于理解和接受，能够让施工作业人员亲身感受，从而达成安全共识， 培养良好的安全意识，指导现场作业行为。1.安全管理信息集成可视化BIM信息化平台可利用可视化构件或者设备设施作为数据载体，将模型和管 理数据有机关联，实现信息集成可视化，充分利用和挖掘安全管理信息价值7。1.工程应用BIM模型可用于对施工方案辅助设计，通过构建三维空间设计结构模型，在 三维空间中对施工措施进行优化调整，模型可方便导出平面施工图，最终形成清 晰直观的方案和交底内容，有利于施工方案在制定和应用阶段的传达。1.高支模排架方案设计通过建立结构模型、按照规范初步设计、进行受力分析计算、建立排架模型 等步骤，持续完善高支模排架方案和提高安全技术交底的针对性和效果，并进行 交底实施。例如：利用已有建筑结构BIM模型，输入初步设计参数，调整满足规范要求后生成排架模型 （见图1），制定方案并进行安全技 术交底图1形成排架 模型1.安全设施一键 出图图2提升式脚手架模型在施工前，通过BIM技术对安全通道等进行三维建模，深化出图后指导现 场施工。利用已有建筑结构BIM模型，深化设计提升式脚手架模型（见图2）， 一键导出CAD施工图，最终指导现场落地实现。危险源前置管理危险源通过原有结构模型中，进行情景下的充分高效识别，并提出相应对策。例如：主体阶段临边洞口数量较大，材料计划统计较为繁琐，通过BIM模 型对结构存在的临边洞口进行自动识别，结合标准化的防护材料进行规划，快速 统计各类型临边洞口，各类尺寸设置不同的防护形式。利用已有结构模型，输入 洞口搜索条件形成，对塔楼的标准层进行自动识别搜索（见图3）。图3结构模型洞口自动搜索1.清单精细化管理BIM模型可以快速统计模型中特定属性构件或设施，便于清单化管理。例 如：边洞口通过模型快速识别之后，匹配部署相应的防护设施（见图4），最 终确定防护的进料清单，同时也是安全文明措施费支付依据。图4临边洞口防护部署沉浸式可视化培训BIM模型通过外部设备可以实现沉浸式可视化培训，在施工实施前向各类人 员培训交底中十分奏效。例如：VR可通过VR眼镜沉浸式观看模型，AR可实 现通过移动终端将BIM模型跃然纸上（见图5），两种体验方式能够极大提高安全教育培训的效果。图5 AR增强现实成像1.安全信息集成可视化利用BIM模型结合协同平台，将模型中嵌入多种施工过程的信息，实现信 息高度集成和可视化。例如：现场安全设备通过二维码扫描跳转至对应构件/设备模型，关联该 构件/设备模型所有关联表单和历史问题数据，现场巡查发现的安全问题，通 过移动端将安全检查标准清单与BIM模型进行关联，可以很好的还原问题的发 生地点及对象，通过线上进行问题跟踪整改处理，实时信息传达各方，持续追加 和跟踪历史数据（见图6）。图6 BIM模型结 合协同平台发布问题1.结语BIM技术可为建筑 施工安全管理提供多方 面的技术支持，模拟项 目未来任意场景，提前 预判安全风险点，既能 对施工空间管理理论和技术深入研究和探讨，也能指导现场一线施工。而施工方 案优化可以避免无效成本的发生，管理水平与工作效率的提升势必会带来经济效 益的增长。BIM模型在安全管理中多方面的应用可以有效改进传统安全管理模式， 提升建筑施工项目的安全管理状态。