BIM技术在高层建筑现场施工安全管理中的应用

欧杰宁

（广东湕森工程有限公司）

1 引言

在高层建筑施工项目中，BIM技术依靠自身的3D模型及4D虚拟建造技术，不但能将传统高层建筑中工人作业施工量度大、建筑工期较长、存在较高防火等级、施工技术相对更难、更复杂、交叉作业等建造中的难题有效解决，还能大幅度提高建筑施工中的安全性、降低安全隐患，使安全事故发生率大大降低。

2 BIM概念

在三维体系上建立一个对建筑中所包含的信息进行综合考虑的模型，就是BIM技术。在实际运用中，通过BIM技术参数化可将其工作效率提高，另外，BIM技术能够促进相关工作人员及时反馈需要的信息，其次它还不受空间、时间、使用器具的限制，均能使图纸及设计稿具备相同的、和谐的、完备的特点。

2.1 技术适用性

首先，应该充分地多方面考虑危险来源、当前具备的材料、费用及花销方面的问题，之后建立一个模型，这样就能在施工中发现那些潜藏的危险、安全问题，并且制定出合理的解决方案。其次，在以往的高层建筑施工过程中，信息不能有效互通。例如项目重大危险源外脚手架爬升作业，以往是依靠项目经理或项目部根据工作经验、工作方案，对各工种人员、施工设备、施工工序进行安排，围绕该项危险源进行调整控制，调整过程中容易出现遗留或不完善的地方，导致风险的存在。在运用BIM技术后，可以将信息实现互通、交换并分享，系统之间的数据一致性得到了保障，每个系统之间的压力相应也减少很多，对施工中的安全方面起到了积极、有效的帮助，并且优化处理了施工方案，危险源得到有效控制。

2.2 经济适用性

BIM在费用上较其他建筑方面的程序要高一些，一套建模软件须近百万，还有相关配套设备、人员培训等。但在现时高层建设工程中，投资者想要的是合理优化工期以及精准的进度节点控制效果。现阶段我国对安全生产监督日益完善，如发生安全生产事故，且不说事故造成的经济损失，单因事故对项目的调查、停工、停产，还有对责任单位的行政处罚、社会舆论的评价等无形的损失是投资者无法接受的。通过运用BIM技术，可以使施工中的事故发生率大大降低，风险得到有效控制。运用BIM技术后，总成本控制在3%内，成本估算时间是原有的20%，施工人员工作效率显著提高，巨大的经济效益显而易见。

3 施工安全管理面临的主要问题

3.1 企业管理制度不完善，人员缺乏有效管理

我国早已制定了相关法律法规，并明确了建筑行业施工的安全管理办法及规定。但部分企业未能完善安全生产组织管理体系和检查体系，各责任主体（责任人）未能各司其职。在项目实施阶段，前期未有对危险源进行有效辨识，施工过程不能及时将施工中的安全隐患发现并上报沟通解决，后期施工方的整改进程不能得到有效控制，加大了安全事故发生的概率。

3.2 高层建筑项目参与方多，信息量大，未能有效协同

随着建筑智能化的普及和人们生活质量的提高，高层建筑项目的单位组成已变得多元化、多样化，比如到工程装饰、设备安装阶段，施工现场可能会同时出现十多个作业单位，包括水电、通风、幕墙等。如何构建项目与各个参与方的统一共享平台，在统一的流程框架下实现高效协同、降低安全风险的存在是一重大难题。

3.3 建筑行业安全培训制度不完善

因目前我国建筑行业中一线施工作业人员多数为农民工，他们受教育程度不高。在进入建筑行业施工现场之前没有经过系统的培训及安全教育，在施工过程中安全意识较为薄弱。现阶段，建筑行业主要依靠“特种作业人员持证上岗”、“三级安全教育”、“作业班前活动”、“专项安全技术交底”等措施，无法有效应对高程建筑工程复杂多变的现场。

4 BIM技术在高层建筑施工安全管理中的应用

4.1 危险源的辨识和管理

危险源是指可能导致人员伤害或疾病、物质财产损失、工作环境破坏的情况或这些情况组合的根源或状态的因素。危险源是安全管理的主要对象。通过BIM建模技术，能够在施工前就能标示如重大模板支撑系统、深基坑支护系统等重大危险源，及时辨识施工过程发生的如高处坠落、物体打击、机具伤害等危险源[1]。识别相应的危险源后，责任单位就能有针对性的对危险源进行信息分析处理，达到风险管理控制的目的。

4.2 施工安全检查

在高层建筑的安全检查工作中也能运用BIM技术，BIM技术平台通过模拟高层建筑的施工工艺，分析、整合各个环节的信息，通过BIM技术拥有的参数化、可视化功能对前期建立的高层建筑安全检查模型进行排查，发现存在的可能性安全隐患，从而分析制定施工方案，使实际的施工工作顺利安全进行，保障施工人员的人身安全，降低施工中安全事故的发生概率。

4.3 辅助拟定安全指标

BIM技术在建筑工程施工管理中得到了不断的应用，但要想充分发挥它在建筑施工安全管理工作的积极作用及优势，就要将建筑过程中关于施工安全的技术指标建立明确，对建筑生命周期进行精准的前期预算、前期统计，计算分析好所需数据信息，来保证安全管理工作在施工过程中能够依照计划执行实施，使安全管理工作更加高效。

4.4 确立施工方案防护性能

建筑施工过程中的施工方案防护性能作为一个重要部分，通过BIM技术确立好其防护性能，可大大提高施工现场的安全性[2]。在运用BIM技术确定好施工方案防护性能后，各个安全管理高强度指标达标，施工现场的安全防护得到保障，施工也就能够顺利地进行了。如图1所示，BIM技术可以通过验算建筑本身支模体系来确定支撑方案是否合理。另外，在实际建筑施工过程中，项目所在地的地理位置、气候及天气变化、人员材料的不同都可能会影响到施工，所以在使用BIM技术过程中要加强对施工过程中上述因素的长期研究。

图1 高层建筑BIM3D防护图（单位：mm ）

4.5 建筑工程施工安全协同质量的管理

就目前建筑中对于BIM技术的运用，较多运用于施工现场的管理工作，在现场将当时的工程质量及存在的安全问题，可以通过手机APP直接传输反馈给管理人员，管理人员接收到反馈信息以后尽心有效地处理解决，提高工程质量并且使安全事故发生概率降低，保障施工安全。在运用中，技术人员登录BIM操作界面以后，将施工现场的有关质量及安全问题照片进行传输，并且把项目名称及具体参数详细填写以后运行上传，在施工现场，同过移动终端将施工安全及施工质量同时进行管理，移动终端对现场进行数据采集同时将所有存在的质量问题及可能的安全隐患都上传至BIM应用并与BIM模型关联，现场管理人员通过可视化BIM移动终端将现场存在的问题进行研究解决。

5 结语

在高层建筑施工过程中，安全问题是首要问题，如果能提前通过最为真实、具象的模型预测出施工中可能会出现的工程质量及安全问题，并针对这些问题制定出解决方案，则能大大节约生产成本、降低事故发生率。BIM技术的不断发展运用，使其在高层建筑中发挥自身特点及优势，解决了这些问题，这项技术对高层建筑在施工过程中实时监测并针对监测到的问题给予管理人员合理的解决方案，提高了工程质量的同时保障了施工过程中人员的安全。