浅谈BIM技术在安全管理中的应用

李 箭（上海华建工程建设咨询有限公司， 上海 200041）

0 引 言

随着建筑市场如火如荼的发展，人们不断在建筑的功能内涵及外观审美上追求新的突破，高大、新奇、功能多样的建筑体不断成为城市发展新的名片。然而，在前卫的设计理念在建造实施的过程中，依旧没有摆脱传统施工方法的束缚，无形中增加了安全管理的难度。为了适应经济的迅猛发展，压缩施工工期、减少安全投入的现象也时有发生，安全生产无法从根本上得到保障。传统的施工现场安全管理主要是事后管理，无法有效地对危险源进行有效控制，对于安全管理的探索是企业生存、社会健康发展一项长期性必修课题。

科技助力于施工安全管理已成为时代发展的必然选择，而建筑信息模型（BUilding Information Modeling，BIM），为施工现场安全管理手段的革新提供了技术支撑和实现手段。对施工安全管理由“事后管理”向“事前预防”转变提供了有效的手段。其可视化、协调性、仿真性、优化性和制图性五个特点，使建筑施工安全管理水平实现了较大的飞跃。

1 BIM技术在施工安全管理方面的应用

1.1 施工现场存在的安全问题

毋庸置疑，建筑业是一个高风险行业，安全事故往往造成人员伤亡财产损失，同时也对企业的生存发展造成巨大的冲击。一般来说，国内建设项目施工安全管理中存在的问题可以分为以下几个方面。

1.1.1 监控不到位，体系不完善

施工安全管理过程中，建设单位、监理单位应当组织施工单位，针对施工对象施工过程中的危险源进行有效识别，对识别出的危险源制定有效的防范措施和安全技术方案，并进行严格审批，但监理单位在施工前往往不能很好地对防范措施进行审查，在施工过程中不能有效地跟踪过程管理，导致安全管理技术方案执行力度不足。同时，施工企业虽然制定了公司级项目级施工现场安全生产体系，但公司级对项目的监督管理受地理因素、项目团队管理水平等因素的影响，导致监控水平大打折扣。此外项目部对施工现场的管理受现场施工条件的变化、分包单位及劳务队伍的影响，难免导致监督管理体系的管理脱节。

1.1.2 场地狭小，协调困难

随着城市化进程的不断推进，城市中心区一些破旧的住宅和棚户区面临着大规模的更新改造。这些地方的施工难免会遇到场地狭窄、各行各业交叉、材料放置不合理的情况，导致施工过程中的不安全因素增加。此外，近年来，建筑物日益复杂，给施工也带来了巨大的挑战。特别是在炎热的夏季施工期间，场地小，天气闷热，容易造成工人疲劳，体力和注意力都严重下降，埋设安全隐患。在施工过程中，交叉作业需要各班组积极沟通与合作，如果管理人员协调深入力度不够，加上工人沟通效果受文化水平和安全意识差异影响，会使新的不安全因素产生。

1.1.3 建筑日趋复杂，安全教育没有及时跟进

建筑物日趋复杂，超高层建筑、城市综合体、大型体育赛事场馆等等，不断更新着城市的名片。建筑工人大多来自农村，一肩挑着农业发展一肩挑着城市建设，人员的流动性成为安全管理必然面临的问题。建筑市场施工的不断发展使传统的安全教育不能很好的在有限的时间内达到施工现场安全管理的要求。为有效地提高作业人员对施工现场的安全生产的认知水平，提高从业人员的安全意识，结合现有的新技术开展安全再教育已成必然，而针对不同施工部位高效的进行安全教育、安全技术交底，是当下需要解决的教育问题。

1.2 基于BIM建筑工程施工安全管理研究

BIM发展至今，已经成为各大施工企业提高竞争力的有效途径。BIM最直观的功能之一就是将传统的二维图纸转化为三维模型，将建成后的建筑物形象展示在我们面前，为决策者和管理人员实施现场管理提供依据。

1.2.1 合理场地布置，营造安全施工环境

施工现场的平面布置往往是在编制投标文件时进行施工组织设计的，基于工程人员在现场多年的工作经验进行统筹部署。BIM的提前介入，使得项目执行人员可以在施工正式开始时，根据施工现场的情况，进行功能分区，场地布置，为项目前期建设提供可视化的指导。同时，随着工程的进行，根据工程建设的要求，对施工现场进一步细化，完善全设施布局，指导现场实施，通过桌面演练的方式直观地进行决策，减少不必要的浪费，更有效地推动项目有序开展。通过在施工现场模型中设置临边防护围栏、标志牌、施工围挡、冲洗设备等设施，深化了项目准备阶段的现场管理，保证了施工安全文明，不仅提醒施工人员注意安全施工，而且提高了管理人员工作效率，事半功倍。

1.2.2 施工过程模拟

在施工过程中，通过建筑模型的建立，不同分部分项工程的集成，能够及时发现设计图纸中缺陷，检查出管道之间碰撞、管道与结构之间的冲突等细部问题，为设计优化图纸提供依据的同时，减少施工成本的浪费，有效避免了工期的延误。从安全的角度来讲，避免了由非正常工序带来的非预见性危险因素，达到了使安全管理在可控的状态下运行的目的。同时通过建筑模型的动态演练，能够清晰的展示建筑物的施工工序。避免了由管理人员违章指挥、工人误操作等带来的安全风险。

1.2.3 塔吊施工安全管理

塔式起重机是建筑施工中常用的一种基本施工设备，特别是在建筑群的施工场地，群塔设置是常态，常规的塔吊现场布置图通过平面图布置图指导塔吊施工，而通过BIM的应用，在施工场地模型中布置塔吊，能够直观地检查出塔吊高程及水平方向的碰撞情况，及时消除安全隐患。在一些受限的场地如周边有既有建筑或外电线路等场地布置，也可对塔吊的安装使用进行优化指导。对塔吊在实际的使用过程中的动态模拟，可以通过模拟塔式起重机的运动范围，以确定塔式起重机的回转半径、受影响范围及摆臂的摆动范围均在可达范围内，从而确保最大的安全性，避免返工情况。

1.2.4 临边、洞口防坠落保护

现代建筑大多数都涉及高处作业，高处坠落是建筑工地高发的五大伤害之一。在实际施工过程中，有些临边、洞口是高空危险事故频发的地方，对于施工项目来说，必须做好这些部位的安全防护工作。BIM结合视频监控系统可以提高安全管理人员对施工现场可视化的管理，第一时间发现高处作业过程中存在的违规操作、防护缺陷等问题，及时消除安全隐患。

2 BIM技术在施工事故预防中的应用

2.1 安全交底，危险提前预防

常规的安全技术交底往往是安全管理人员对作业人员进行简单枯燥的书面交底，通过口头传达和文字记录等方式，难以加深作业人员的印象，工人的接受度不是很高。结合BIM动态模型演示、安全操作规程动态演练，提醒施工管理人员和工人在施工过程中应注意的问题，日常管理过程中，通过大屏幕等方式轮回播放适时动画，可以直观便捷地传递安全操作规程等。

2.2 完善安全流程，危险实时把控

常规的安全检查往往以书面的形式下达，需要专人线下跟踪形成闭环，管理动作开展低效、缓慢、各部门沟通不畅，增加了沟通成本又使危险因素暴露时间过长，增加了安全风险。通过BIM技术的运用实现与项目信息管理平台的对接，可以适时地在线上发布需整改的安全隐患，负责整改的人员通过线上回复，简化了操作流程，提高了办事效率。相关责任人通过平台数据适时跟踪，使得施工现场与安全资料及时有效地生成匹配，并可在过程中以文件输出的形式生成表格数据，形成工作记录，便于资料归档留存。

2.3 识别危险源，划分危险区域

BIM技术可以形成关于建筑构成以及进度的信息体系，可以帮助项目管理团队准确地对现场存在的危害因素进行识别，以此来进行安全管理和事故规避的处理。在施工模拟过程中，建模技术可以识别危险源，通过施工方法施工工艺的演示，帮助技术人员、施工人员、安全管理人员共同探讨每个施工工序、步骤识别出存在的危险因素，动态模拟能够有效地还原施工现场的生产活动，通过事前分析，优化施工工序，通过合理的施工组织、必要的安全技术措施，改进施工方案，进一步对施工区域危险程度进行划分。在工程模拟的不同阶段划分不同区域的危险程度并及时反馈相应的风险评估结果，从而指导施工，禁止超出安全水平的活动，以减少安全事故。

3 结 语

通过对当前施工现场安全管理问题的分析，探讨了建筑信息建模（BIM）在安全管理应用方面的作用与应用。BIM技术能够有效地帮助施工企业在项目建设过程中实现场地的合理布局、创造良好的安全环境，通过施工过程模拟，细致地帮助项目管理团队识别过程中的安全风险因素、划分危险区域，从而优化施工方案。其次，基于BIM技术参与安全交底、塔吊管理、洞口防护等日常安全管理活动，实现了安全管理全过程的事前预防、事中监测和事后处理，调动了全体工作人员参与安全管理的积极性，提高了安全管理信息化管理水平，减少了人员伤亡和财产损失，充分体现了其在工程安全管理中的应用价值和广阔前景。