基于BIM技术的建筑施工安全管理应用

2023-12-22陶伯雄黄皓

智能建筑与智慧城市 2023年12期

陶伯雄，黄皓

（广西建设职业技术学院）

1 引言

随着建筑施工规模以及数量的逐渐增加，使得建筑施工现场的安全问题受到越来越多的关注[1]。受信息技术的发展影响，使用更优势的BIM 技术手段提高建筑施工安全管理是多数企业的首选。本文以广西建设职业技术学院二期工程培训学员公寓及教职工公寓为例，建设过程中采用BIM 技术进行建筑施工安全管理，助力该项目获南宁市安全文明工地。

2 BIM技术在工程应用的优势

2.1 可视性强

传统的施工图往往是通过二维线条表达，需要图纸使用者依靠自身经验想象构件的造型，在技术交底，构件施工等方面存在施工困难，从而导致现场施工质量不达标。BIM 技术借助三维建模软件，在平面绘制建筑构件的同时，可输入相关构件的高度参数等信息，以三维数字技术为基础，实现建筑实体信息的可视化表达。BIM技术可视化的优点在建筑项目造价以及各种报表形成的过程之中带来诸多的便利，极大提升建筑项目相关工作的效率[2]。

2.2 模拟程度高

传统施工成本管理依赖人工结合图纸进行工程量计算，工作效率低。BIM 技术可根据构件的特征和参数实现3D建模，完成动画模拟和场景漫游。在此基础上，加入施工进度因素形成4D 施工模拟，让工人在建筑施工前做好交底工作，可避免工人在施工过程中因操作失误带来的人身财产损失。在4D模拟的基础上，还可加入成本因素形成5D 成本控制，自动计算模型的清单工程量以及工程造价，对招标工程量清单、招标控制价和投标报价等结果进行输出。此外，BIM 软件还可以进行建筑日照模拟和能源监测模拟，实现绿色目标，提高建筑性能。

2.3 协调性好

传统施工在项目进程中，各建设参与主体以“出现问题——解决问题”的形式进行沟通协调，存在一定信息滞后，对完成建筑工程项目的质量与效率造成很大影响。应用BIM 技术，在项目设计阶段完成各专业之间的碰撞检查，提前避免可能发生冲突的事项，并将各专业人员在BIM 平台上集思广益地解决项目难题，协调沟通，减少项目过程中的资源浪费。除此以外，BIM 技术的应用对施工过程中的各项安全管理措施问题进行纠正改善，对整体的安全措施进行优化以及完善，提高了安全管理质量，同时也提高了管理的协调性[3]。

3 建筑施工安全管理存在的问题

3.1 安全施工管理制度不完善

我国建筑企业业务能力参差不齐，部分企业尚未建立完善的安全施工管理制度。具体体现以下3个方面。①在建筑施工过程中，相关领导层侧重经济利益，放松于安全管理，从而引发各类安全隐患，造成安全风险，影响工程项目的施工质量[4]。②企业或施工单位缺失对安全设备的采购和配备，施工人员的安全没有保障。③在具体的施工过程中，施工单位管理人员，专业能力不强，对新型施工技术和材料应用不高，从而导致施工管理水平不高，安全性得不到提升。同时，没有完善的安全施工管理制度，导致现场施工人员的权责不到位，往往会导致一旦出现安全事故，很难追根溯源，巡查到出现问题的根源处[5]。

3.2 安全技术交底教育不到位

实际施工管理过程中，存在以下4 种情况导致安全技术交底教育不到位。①项目部安全管理人员对施工班组的安全教育以及安全技术交底制度执行不到位，存在走过场现象。②受现场进度管理影响，劳务班组人员流动大，劳务公司没有及时报告项目部，项目部不知道有新人入职，没有做到层层培训。③项目部安全生产责任制度未严格执行，由劳务班组直接对其工人进行安全教育，项目部施工过程安全监管不严。④项目部安全管理人员未落实每天对班组的安全教育，导致劳务班组安全意识薄弱，对安全隐患整改力度不够。唯有加强职业安全生产教育，落实正确的技术交底，才能有效提高施工人员的安全生产素质，减少施工过程中的错误施工，防止安全故事发生。

3.3 场地安全施工布置不合理

场地布置是进场施工前一项重要工作，涉及布置施工现场出入口、大型机械设备、仓库堆场、场内临时道路、加工厂等。传统的施工场地布置主要依靠管理人员的经验，缺乏科学性和合理性[6]。施工现场多为露天场地，同时需要大量的机械设备，如塔吊、升降梯等。没有合理布置，各塔吊之间重叠部分过多，在施工过程中相互影响，造成施工现场混乱，威胁到现场施工人员的生命财产安全。施工现场还需堆放各类施工材料，材料堆放的位置不恰当，如堆放至基坑边，可能导致土壤坍塌。由此可见，科学、合理地进行场地布置，规划场地各构筑物之间的空间关系，有利于提高现场施工进度，工程质量安全等。

4 BIM技术在施工安全管理应用实例

4.1 项目概况

广西建设职业技术学院新校区二期工程培训学员公寓及教职工公寓为住宅建筑，由地上3 个单体和地下室组成。其中1、2 号楼为培训学员公寓，地上23层，地下1层；3号楼为教职工公寓，地上15层，地下1 层，项目工程造价约1.23 亿元。总建筑面积为42356.45㎡，其中地上计容建筑面积为33343.36㎡，地上不计容建筑面积为987.60m2，地下室建筑面积为8025.49m2。建筑结构形式为钢筋混凝土框剪结构（见图1）。

图1 培训学员公寓及教师公寓项目建模图

4.2 项目BIM 技术在建筑施工安全管理的应用情况

项目建设初期，BIM团队编制《BIM技术应用施工阶段实施指南》以及《BIM技术应用管理制度》，报BIM 咨询单位审核通过后，作为本项目BIM 实施依据。统一BIM 模型数据标准，以便之后仍可以更改视图的属性标准化样板提高模型的质量，在管理中做到统一、协调、高效，标准化指导工作开展，在工作上更加高效。

项目BIM技术在建筑施工安全管理的应用主要体现在以下6个方面。

①场地布置：本项目场地狭小，利用BIM软件对场地进行有效规划布置，对施工现场的施工通道、安全通道、材料堆积场等进行优化排布，对施工道路进行永临结合规划，使现场更符合安全文明施工标准。同时也可以做到动态调整，随着时间进度，不断调整场地布置（见图2）。

图2 场地布置图

②模板、脚手架排布：本项目运用广联达模架系统，将广联达的预算模型导入其中，做到自动排布外架、模板，并进行安全计算、出图，生成下料单，对材料管控很有帮助。

③虚拟样板：应用BIM 技术形成一套虚拟样板模型文件，相较传统实体样板，具有不会损坏、经济环保的优势，而且根据项目特点进行针对性调整，更具指导意义（见图3）。

④三维施工交底手册：应用BIM技术，制作三维交底手册，具有工序更直观、要点更突出的特点，可打印汇总成小手册，企业可以用于新员工培训及喷绘上墙，提高员工技术水平。

⑤管综优化及碰撞检查：根据建好的机电模型，针对各个走道等管线密集处，对建筑空间结构中的设备管线进行布置优化，提高设备管线的空间利用率，降低空间成本，提升项目建成后的空间品质。在设计查错的过程中，记录问题并修改图纸及模型以提前解决专业间的碰撞问题，加强三维协同工作，尽可能减少碰撞，减少建筑施工过程中的安全隐患。

⑥项目为广西住房和城乡建设厅智慧安全监管平台试点项目之一，搭建了智慧工地平台。项目使用“智慧安全监管”平台根据完成视频监控、AI视频分析、智能安全帽、全景成像测距（智能测量）、塔吊监测、升降机监测、安全培训教育等必选模块部署试点工作。