基于BIM技术的建筑工程施工危险源信息化特性探讨

2019-03-20郭廷杰郑志惠吴志铭

工程建设与设计 2019年18期

郭廷杰，郑志惠，吴志铭

（1.厦门特房建设工程集团有限公司，厦门361004；2.厦门理工学院土木工程与建筑学院，厦门361024）

1 引言

工程建设过程中产生的职业灾害与意外伤亡数量长年居高不下，造成的人身伤害和财产损失更对国家、社会、企业、家庭等造成了直接影响。随着经济的快速发展，我国正处在建筑工业化、城镇化持续推进的过程中，生产经营规模不断扩大，传统和新型生产经营方式并存，各类事故隐患和安全风险交织叠加，尤其是建筑工程，一直是高危险行业。施工危险源是安全事故的根本原因，如何有效对安全生产以及施工危险源进行分析、预判与管理、减少施工灾害，是国内行业领域专家共同努力的目标。近年来，建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技术已成为建筑产业信息化最热门的应用技术，因此，研究基于BIM技术的建筑工程施工危险源信息化管理的条件非常必要，以推进建筑工程安全生产的信息化管理与方法的应用。

2 施工安全危险源信息化管理的必要性

2016年12 月，我国出台的《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》提出了加强安全基础保障能力建设的内容，即强调引导企业集聚发展灾害防治、预测预警、检测监控、个体防护、应急处置、安全文化等技术、装备和服务产业。因此，应通过信息化技术对施工危险源进行管理，改变传统的安全管理方式，带来可观社会与经济效益。

目前，已经有许多有关施工危险源的特性与分类的研究[1,2]，主要目的是对危险源进行辨识与评价，便于后续对危险源的管理并采取预防措施。在危险源信息化管理方面，也有安全信息化管理平台的搭建以及基于建筑信息模型BIM的二次开发达到安全标示功能的研究[3]。安全管理的信息化建设，是指企业在生产经营活动中利用先进的通信手段、网络技术，主要通过对软件资源的开发，实现对项目与管理制度的实施、发展和应用，为提高企业的安全生产管理提供科学与信息化的依据[4]，反映了安全施工危险源信息化管理的必要性与发展趋势。

3 建筑施工危险源本质与分类

施工现场的危险源主要包括：（1）人员：指建筑施工作业人员、管理人员及技术人员的不安全行为、意识及技术水平；（2）机具设备：指建筑施工过程中使用的处于危险状态的设备、工具及器械等；（3）材料：建筑施工过程中半成品、构配件及危化品的不安全运输、储存、使用状态等；（4）环境：建筑施工过程中存在的不良自然环境。

危险源的形态可分成静态固定危险源以及动态随机危险源。静态固定危险源系指在建筑施工现场的外在环境条件固定不变或危险性可控状态下，获得实时监控的危险源；动态随机危险源系指建筑施工现场外在条件动态变化状态下，随着时间与空间的变化而随机突发的危险源。综合上述，建筑工程施工危险源的本质与特性可区分为静态与动态2种性质，并且通过人、机、料、环等现场施工条件穿插交叠，产生新的组合进而形成影响安全因素的施工危险源。

4 基于BIM技术的施工危险源信息化特性分析

由于建筑工程施工危险源数量众多，且随着工程项目的推进亦呈现动态变化的特点。因此，通过建筑信息模型BIM技术对工程项目的数字化模型进行施工危险源的基本分类，以便于日后进行基于BIM技术的施工危险源信息化管理，包括：（1）几何信息：是指基于BIM模型，该危险源构件的空间形状及尺寸信息；（2）材质信息：主要是指该构件在实际施工中应用的材料信息；（3）高度信息：主要是指基于BIM模型，造成该构件构成危险源的竖向距离信息，是指地面标高0.0到该构件底标高的净高度；（4）位置信息：主要是指基于BIM模型，该构件会产生危险事故所处的方位。为了能够明确地说明，以建筑混凝土施工为例，其过程可能产生的危险源伤害类型包括高处坠落、坍塌、触电、机械伤害、物体打击等，BIM技术的属性信息对应的伤害类型具备不同程度的满足条件。

混凝土施工高处坠落对应的危险源可包括2m以上混凝土构件开口或临边因未设置护栏而产生的坠落。其危险源大多可满足基于BIM模型中的各项属性，例如，几何信息包括构件的尺寸或开口大小；材质信息可包括易碎或易破坏材质；高度信息包括构件具2m以上竖向高度；位置信息包括易产生坠落伤害的楼层或具体位置，因此，可以通过BIM模型对高处作业对应的危险源进行管理；其次，坍塌伤害类型对应的危险源一般包括：混凝土结构体施工过程浇筑超重或承载不均进而产生伤害，包括易产生坍塌的构件尺寸的几何信息、材质信息以及对应的位置信息；触电伤害类型，因临时施工用电本身不属于施工结构体部份，但可以另行体现于BIM模型中，如以位置信息标注临时用电开关；机械伤害可分成固定式机械与移动式机械两大类，固定式机械可参照另行绘制方式体现在BIM模型中以进行管理，而移动式机械本身存在动态使用性质，加上目前BIM模型不易体现与掌握各类移动式机械的类型，因此，现阶段较无法针对BIM模型中对应的危险源进行管理；最后，物体打击对应的危险源，多由于施工现场杂物掉落产生，无法于BIM模型中体现，因此，只能靠施工现场提高对整洁程度的管理要求。