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BIM技术对建筑工程施工安全管理的应用

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BIM技术对建筑工程施工安全管理的应用

发布日期:2020-06-25 00:00 来源:http://www.cvdio.com 点击:

近年来,在新时代现代化城市进程的持续加快下,我国建筑行业也紧跟时代要求进行转型升级。人们生活品质提升的同时对建筑形态和功能的要求逐步提高,建筑数量和规模不断扩大,大体量、异性化建筑在城市中作为地标层出叠见。由于建筑结构复杂化、施工环境不稳定、高空作业多、施工人员技术和素质参差不齐等因素使得建筑工程施工中安全问题受多重不确定因素影响,大发8888施工现场安全管理面临巨大挑战,安全事故发生率居高不下。若施工中隐藏的安全隐患未及时发现并制定相应安全管理措施,将导致无法挽回的损失。因此,减少和预防建筑工程施工中安全事故的发生成为政府及相关企业重点关注的问题。

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BIM技术也称建筑信息模型,是指利用建筑工程项目的各项数据建立三维信息模型,运用数字化信息技术搭建共享平台,仿真模拟建筑工程在全生命周期中实施[1]。BIM技术独有的模拟化、可视性、优化性、动态性的特点是其在建筑行业被广泛推崇的价值体现,由于现代建筑较为复杂,建筑相关数据极多,不依靠科学技术及设备很难集成全部信息,从而造成设计、施工及运营方面的纰漏。BIM技术可将整个工程项目从方案策划阶段开始直至运维阶段的全部信息集成与三维模拟数据库中,设计人员、施工单位、运维部门及业主等各方主体可通过BIM建立的共享平台实现对建设工程项目各个环节的实时掌控。其中鉴于建设工程施工安全管理的复杂性,将BIM技术应用在施工安全管理环节,为施工管理人员提供可视化平台,对施工进行实操模拟,弥补施工方案设计不足,消除安全隐患,进而使安全问题得以控制,优化传统安全管理模式,降低管理难度,避免浪费人力物力,提高建设工程效率,确保建设工程项目质量。

 建筑施工安全管理现状 2010年-2018年期间我国建筑施工安全事故发生情况如图1所示,2018年全国共发734起施工安全事故,死亡840人,与2010年同期数据相比,事故起数总量增加107起,增长率为17.1%;死亡人数增加68人,增长率为长8.8%。如下图所示,可将趋势线分为三阶段,第一阶段为2010年-2012年期间,此时我国建筑施工安全事故起数下降了22.3%,死亡人数下降了19.2%;第二阶段为2012年-2015年,这四年事故发生量及死亡量略有波动;第三阶段为2015年-2018年,各增长率较快,事故发生起数增加292起,增长率率为66.1%,死亡人数增加286人,增长率为51.6%,形式较为严峻。通过对2010年-2018年的数据分析得出,我国建筑施工安全事故发生总量仍然较高,建筑施工安全问题应加强管理,建筑企业及相关法律法规应不断完善以保障建筑施工安全生产工作。2018年我国建筑工程施工过程中的主要事故类型及发生比例如图2所示:高处坠落、物体打击、起重伤害、坍塌、机械伤害、其他伤害等,通过对相关工程安全事故案例的研究分析,将原因归结为如下内容:

①安全施工意识薄弱,管理监督责任落实不到位。建筑行业安全事故多发,部分原因归咎于施工现场管理人员监督力度不够,以及施工技术人员的能力和素质有待提高。由于国家城镇化推进的原因,大量农民工进城工作,而建筑工地对工人要求相对较低,使得其成为了农民工工作选择之一。但是由于施工现场工人需求量较多,导致管理工作困难,且由于部分施工管理人员对安全管理工作的忽视,管理体制不完善等原因,在工人的培训过程中存在疏忽和徇私舞弊现象,很多施工人员未经过专业培训或培训不达标即上岗,存在施工安全知识盲点,未意识到安全防护及操作规范的重要性,在实际工程施工中可能由于个人的不当操作,使自己和他人生命安全受到极大威胁,造成安全事故的发生。其次由于现在建筑企业过多,企业之间相互竞争而降低成本以中标,因此在项目施工阶段施工企业为节约成本强行缩短建设周期,使得现场管理人员在抢工过程中忽视安全管理,对施工现场存在的安全隐患未进行一一排查并做出预留措施。多度关注效益而忽视安全责任意识,监督责任落实不到位,致使施工现场出现各类安全问题。

②安全管理方法落后,先进安全施工技术设备投入不足。目前,很多施工企业的管理层都具有丰富传统安全管理经验,年龄呈现老龄化特征,传统安全管理思维根深蒂固,对新技术接受能力较弱,整体素质和技术水平低。在信息时代下,随着建筑形态日益多样化,施工环境和施工难度愈加复杂,仍采用传统的人工观测安全管理方法进行现场安全管理,或将无法监测应对日益复杂的施工现场所隐蔽的安全问题。因此既会耗费更多人力物力,而且效率低、安全监测误差大。其次由于施工企业为节约成本,而减少安全管理投入,缩减先进施工设备和安全监测设施的开支,并对现场施工设备缺乏定期维护检修。由于当前建筑施工难度增加、施工安全管理方法落后和设备老化使得施工现场安全问题无法得到保障,造成现场安全事故。

③相关法律和标准不完善。建筑行业安全生产工作落实不到位与我国建筑业长期以来形成的“重成本轻安全”思维观念有着密切联系。虽然国家制定了《中华人民共和国安全生产法》、《建筑工程安全生产管理条例》等相关的法律法规和标准来规范建筑各方主体的建设活动,但由于建设过程复杂多变,相关制度体系暂时无法及时完善以填补原有法律法规的漏洞,使得建设各方主体对相关法律制度和标准的不足之处存在侥幸心理。例如施工单位低价中标,以至在是施工过程中缩减安全支出造成安全事故;工程总承包方违法分包,致使现场安全管理责任混乱等不规范行为。由此可见,建筑业相关法律法规中部分规定可操作性差,相关体系不健全,部分法律法规还存在着交叉现象含糊不清,使得一些建筑企业见缝插针。因此建筑业相关法律和标准需要持续完善来确保建筑企业的规范操作。

 BIM技术在建筑施工安全管理中的应用

1建筑工程施工现场动态布置 施工现场平面规划布置在工程建设中至关重要。建设工程施工易受地形地貌、周边环境和气候等因素影响,致使施工现场实际问题和突发状况不断。在不同施工阶段,施工场地布置方案受施工要求、绿化、消防、交通运输等因素影响需灵活变动,各因素之间互相联动、相互影响,致使施工现场平面布置设计方案难度加大,传统的平面设计方式难以应对愈加复杂的施工状况[3],导致施工周期延长甚至施工中出现安全问题。BIM技术在图纸设计过程中通过三维模型演示,可在建筑物选址、施工运输通道的铺设、临时设施布置、塔吊及脚手架等危险系数较大的机械设备摆放、水电线路布置如图3所示等环节中发挥重要作用。例如临时设施布置是为保障施工正常运行而临时搭建的宿舍、材料室、办公室等建筑物、构筑物等,对施工效率及施工安全有直接影响,利用BIM技术可对其搭建位置、安全性进行评估分析,以确保其对施工起促进作用;物料堆放位置要减少二次搬运,靠近交通运输线路,利用BIM技术模拟现场物料等位置的摆放,以便合理布置物料位置及运输通道;利用BIM技术检查脚手架和模板的具体搭接方式,检验脚手架与结构之间是否冲突进而避免安全问题的发生;利用BIM技术提前模拟水电线路预埋设,分析评价线路设计方案是否安全合理,如若不满足要求可在BIM模型中进行多次方案调整,直至满足安全规定。将BIM技术运用在施工现场平面布置中,可预先检验施工方案的缺陷,协助施工单位评估施工现场平面布置的安全性,有效改善平面设计的不足,也对施工现场进行可视化管理,避免施工空间冲突,提高安全系数。 

2建筑工程施工安全检查 面对日益复杂的施工环境,BIM技术能够运用自身优势对建筑工程进行全面安全检查。首先BIM技术可以对施工图纸进行逐一审查,排除图纸在方案设计过程中存在的缺陷,避免施工过程中出现问题而影响工期以及危及人身安全等。其次通过对建筑施工环境、建筑施工方案、施工工序及技术等大量数据的收集和动态模拟进行信息分析,利用BIM安全分析软件发现识别施工现场存在的危险因素及区域,对其进行标识、隔离,并根据软件分析结果对问题方案进行优化改进。再者BIM技术可对需预先进行防护的“四口”和“五临边”等事故高发区进行精准定位,以防现场工作人员误入危险区发生危险,施工安全管理人员也能有针对性的开展施工安全管理工作,进行事前防护措施制定。施工现场安全管理工作还可以利用BIM技术可视化和动态化的特征,进行三维碰撞检查,例如管线碰撞检查如图4所示、结构碰撞检查等。通过Revit、ArchiCAD等软件建立BIM模型,与碰撞检查功能插件Navisworks、Fuzor等结合后,进行各版块间、各版块内部的检测,将管线间或者结构中碰撞和冲突处做出标记并优化。对建筑工程施工安全隐患进行动态管控,保证安全管理时效性,从根本上确保建筑施工过程的安全性,降低建筑施工安全风险发生概率。 2.3建筑工程施工安全培训 建筑工程施工人员的安全教育与培训直接影响到施工现场的安全质量。传统的施工安全培训方式较为古板老化,感知性差,容易使得施工人员产生逆反心理,影响培训效果。随着科技的进步,BIM技术被引入到施工安全培训中。运用BIM技术进行3D模拟施工操作,为施工人员更为直接地展示施工过程,将不同施工阶段中可能存在的安全问题模拟展示在共享平台上,引起施工人员对安全隐患点的高度重视。还通过BIM技术模拟施工中安全问题出现时的应对措施,例如安全逃生模拟、安全疏散模拟、安全救助模拟等。且可将BIM技术与VR等设备结合,增添视觉、听觉等方面感知,且把标准化安全施工流程通过场景模拟更为真实地教授于施工人员,施工现场管理人员也可据此有针对性的对施工过程中存在的危险因素进行排查并制定相应防范措施。这种方式为建筑工程施工人员教育培训工作提供了一种新颖而有效的途径,使得教育培训工作变得形象直观有意义,提高培训人员的积极性,便于施工人员掌握施工安全重点,提升安全施工意识。 

BIM技术在建筑施工安全管理中的推进策略 

①由于BIM技术是新时代产物,对技术人员水平和设备要求较高。但很多企业缺乏对BIM技术的深入探究,轻视BIM技能培训,缺乏此方面专业人才的培养和相应设备的投入,使得BIM技术在施工安全管理中难以推进。因此建筑企业要从投资收益的长远角度看待BIM技术的引用,增加对BIM技术的软硬件投入,加大BIM专业人才的培养力度,制定关于BIM技术使用的奖惩制度,定期举办BIM技能大赛,这种方式有利于转变员工对BIM技术应用的态度,使员工积极主动接受BIM技能的学习[4]。

②BIM技术在我国的应用处于起步阶段,要实现BIM技术的全面,政府部门要加大建筑工程安全施工的宣传力度,鼓励建筑企业引入新技术;同时规范建筑市场,制定统一制度标准,并在相关法律制度上采用强制性条例以促进新技术的实现。

③BIM体系软件研发团队应定期进行相关调研,了解更多企业需求,根据市场需要,不断开拓创新BIM技术,与时俱进;同时当前市场相关软件功能杂乱,研发团队应对软件功能进行规整,去其糟粕,完善BIM体系。在多方共同努力下实现BIM技术应用,推进建筑建筑行业稳步发展。 

4结论 建筑行业的绿色可持续发展要顺应科技发展方向。针对目前我国工程事故频发现象,BIM技术的引入对建筑工程施工安全管理工作大有裨益。应用BIM技术能够实现在建筑施工各个环节上对安全的全方位把控,针对各环节安全隐患做出预警并制定预设方案,预防和降低安全事故发生率。BIM技术对建筑工程施工人员的安全教育和培训工作的开展具有重要作用,强化安全施工意识,提高安全管理效率。因此,为实现建筑业更好的发展,建筑企业要在政府的鼓励引导下紧跟科技发展,以人为本,积极引入新技术新设备,加大安全管理投入,注重培养新技术专业人才,不断开拓创新,践行建筑行业绿色可持续发展。

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