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BIM技術對建筑工程施工安全管理的應用

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BIM技術對建筑工程施工安全管理的應用

發布日期:2020-06-25 00:00 來源:http://www.comom.cn 點擊:

近年來,在新時代現代化城市進程的持續加快下,我國建筑行業也緊跟時代要求進行轉型升級。人們生活品質提升的同時對建筑形態和功能的要求逐步提高,建筑數量和規模不斷擴大,大體量、異性化建筑在城市中作為地標層出疊見。由于建筑結構復雜化、施工環境不穩定、高空作業多、施工人員技術和素質參差不齊等因素使得建筑工程施工中安全問題受多重不確定因素影響,中宏建設集團施工現場安全管理面臨巨大挑戰,安全事故發生率居高不下。若施工中隱藏的安全隱患未及時發現并制定相應安全管理措施,將導致無法挽回的損失。因此,減少和預防建筑工程施工中安全事故的發生成為政府及相關企業重點關注的問題。

中宏建設集團

BIM技術也稱建筑信息模型,是指利用建筑工程項目的各項數據建立三維信息模型,運用數字化信息技術搭建共享平臺,仿真模擬建筑工程在全生命周期中實施[1]。BIM技術獨有的模擬化、可視性、優化性、動態性的特點是其在建筑行業被廣泛推崇的價值體現,由于現代建筑較為復雜,建筑相關數據極多,不依靠科學技術及設備很難集成全部信息,從而造成設計、施工及運營方面的紕漏。BIM技術可將整個工程項目從方案策劃階段開始直至運維階段的全部信息集成與三維模擬數據庫中,設計人員、施工單位、運維部門及業主等各方主體可通過BIM建立的共享平臺實現對建設工程項目各個環節的實時掌控。其中鑒于建設工程施工安全管理的復雜性,將BIM技術應用在施工安全管理環節,為施工管理人員提供可視化平臺,對施工進行實操模擬,彌補施工方案設計不足,消除安全隱患,進而使安全問題得以控制,優化傳統安全管理模式,降低管理難度,避免浪費人力物力,提高建設工程效率,確保建設工程項目質量。

 建筑施工安全管理現狀 2010年-2018年期間我國建筑施工安全事故發生情況如圖1所示,2018年全國共發734起施工安全事故,死亡840人,與2010年同期數據相比,事故起數總量增加107起,增長率為17.1%;死亡人數增加68人,增長率為長8.8%。如下圖所示,可將趨勢線分為三階段,第一階段為2010年-2012年期間,此時我國建筑施工安全事故起數下降了22.3%,死亡人數下降了19.2%;第二階段為2012年-2015年,這四年事故發生量及死亡量略有波動;第三階段為2015年-2018年,各增長率較快,事故發生起數增加292起,增長率率為66.1%,死亡人數增加286人,增長率為51.6%,形式較為嚴峻。通過對2010年-2018年的數據分析得出,我國建筑施工安全事故發生總量仍然較高,建筑施工安全問題應加強管理,建筑企業及相關法律法規應不斷完善以保障建筑施工安全生產工作。2018年我國建筑工程施工過程中的主要事故類型及發生比例如圖2所示:高處墜落、物體打擊、起重傷害、坍塌、機械傷害、其他傷害等,通過對相關工程安全事故案例的研究分析,將原因歸結為如下內容:

①安全施工意識薄弱,管理監督責任落實不到位。建筑行業安全事故多發,部分原因歸咎于施工現場管理人員監督力度不夠,以及施工技術人員的能力和素質有待提高。由于國家城鎮化推進的原因,大量農民工進城工作,而建筑工地對工人要求相對較低,使得其成為了農民工工作選擇之一。但是由于施工現場工人需求量較多,導致管理工作困難,且由于部分施工管理人員對安全管理工作的忽視,管理體制不完善等原因,在工人的培訓過程中存在疏忽和徇私舞弊現象,很多施工人員未經過專業培訓或培訓不達標即上崗,存在施工安全知識盲點,未意識到安全防護及操作規范的重要性,在實際工程施工中可能由于個人的不當操作,使自己和他人生命安全受到極大威脅,造成安全事故的發生。其次由于現在建筑企業過多,企業之間相互競爭而降低成本以中標,因此在項目施工階段施工企業為節約成本強行縮短建設周期,使得現場管理人員在搶工過程中忽視安全管理,對施工現場存在的安全隱患未進行一一排查并做出預留措施。多度關注效益而忽視安全責任意識,監督責任落實不到位,致使施工現場出現各類安全問題。

②安全管理方法落后,先進安全施工技術設備投入不足。目前,很多施工企業的管理層都具有豐富傳統安全管理經驗,年齡呈現老齡化特征,傳統安全管理思維根深蒂固,對新技術接受能力較弱,整體素質和技術水平低。在信息時代下,隨著建筑形態日益多樣化,施工環境和施工難度愈加復雜,仍采用傳統的人工觀測安全管理方法進行現場安全管理,或將無法監測應對日益復雜的施工現場所隱蔽的安全問題。因此既會耗費更多人力物力,而且效率低、安全監測誤差大。其次由于施工企業為節約成本,而減少安全管理投入,縮減先進施工設備和安全監測設施的開支,并對現場施工設備缺乏定期維護檢修。由于當前建筑施工難度增加、施工安全管理方法落后和設備老化使得施工現場安全問題無法得到保障,造成現場安全事故。

③相關法律和標準不完善。建筑行業安全生產工作落實不到位與我國建筑業長期以來形成的“重成本輕安全”思維觀念有著密切聯系。雖然國家制定了《中華人民共和國安全生產法》、《建筑工程安全生產管理條例》等相關的法律法規和標準來規范建筑各方主體的建設活動,但由于建設過程復雜多變,相關制度體系暫時無法及時完善以填補原有法律法規的漏洞,使得建設各方主體對相關法律制度和標準的不足之處存在僥幸心理。例如施工單位低價中標,以至在是施工過程中縮減安全支出造成安全事故;工程總承包方違法分包,致使現場安全管理責任混亂等不規范行為。由此可見,建筑業相關法律法規中部分規定可操作性差,相關體系不健全,部分法律法規還存在著交叉現象含糊不清,使得一些建筑企業見縫插針。因此建筑業相關法律和標準需要持續完善來確保建筑企業的規范操作。

 BIM技術在建筑施工安全管理中的應用

1建筑工程施工現場動態布置 施工現場平面規劃布置在工程建設中至關重要。建設工程施工易受地形地貌、周邊環境和氣候等因素影響,致使施工現場實際問題和突發狀況不斷。在不同施工階段,施工場地布置方案受施工要求、綠化、消防、交通運輸等因素影響需靈活變動,各因素之間互相聯動、相互影響,致使施工現場平面布置設計方案難度加大,傳統的平面設計方式難以應對愈加復雜的施工狀況[3],導致施工周期延長甚至施工中出現安全問題。BIM技術在圖紙設計過程中通過三維模型演示,可在建筑物選址、施工運輸通道的鋪設、臨時設施布置、塔吊及腳手架等危險系數較大的機械設備擺放、水電線路布置如圖3所示等環節中發揮重要作用。例如臨時設施布置是為保障施工正常運行而臨時搭建的宿舍、材料室、辦公室等建筑物、構筑物等,對施工效率及施工安全有直接影響,利用BIM技術可對其搭建位置、安全性進行評估分析,以確保其對施工起促進作用;物料堆放位置要減少二次搬運,靠近交通運輸線路,利用BIM技術模擬現場物料等位置的擺放,以便合理布置物料位置及運輸通道;利用BIM技術檢查腳手架和模板的具體搭接方式,檢驗腳手架與結構之間是否沖突進而避免安全問題的發生;利用BIM技術提前模擬水電線路預埋設,分析評價線路設計方案是否安全合理,如若不滿足要求可在BIM模型中進行多次方案調整,直至滿足安全規定。將BIM技術運用在施工現場平面布置中,可預先檢驗施工方案的缺陷,協助施工單位評估施工現場平面布置的安全性,有效改善平面設計的不足,也對施工現場進行可視化管理,避免施工空間沖突,提高安全系數。 

2建筑工程施工安全檢查 面對日益復雜的施工環境,BIM技術能夠運用自身優勢對建筑工程進行全面安全檢查。首先BIM技術可以對施工圖紙進行逐一審查,排除圖紙在方案設計過程中存在的缺陷,避免施工過程中出現問題而影響工期以及危及人身安全等。其次通過對建筑施工環境、建筑施工方案、施工工序及技術等大量數據的收集和動態模擬進行信息分析,利用BIM安全分析軟件發現識別施工現場存在的危險因素及區域,對其進行標識、隔離,并根據軟件分析結果對問題方案進行優化改進。再者BIM技術可對需預先進行防護的“四口”和“五臨邊”等事故高發區進行精準定位,以防現場工作人員誤入危險區發生危險,施工安全管理人員也能有針對性的開展施工安全管理工作,進行事前防護措施制定。施工現場安全管理工作還可以利用BIM技術可視化和動態化的特征,進行三維碰撞檢查,例如管線碰撞檢查如圖4所示、結構碰撞檢查等。通過Revit、ArchiCAD等軟件建立BIM模型,與碰撞檢查功能插件Navisworks、Fuzor等結合后,進行各版塊間、各版塊內部的檢測,將管線間或者結構中碰撞和沖突處做出標記并優化。對建筑工程施工安全隱患進行動態管控,保證安全管理時效性,從根本上確保建筑施工過程的安全性,降低建筑施工安全風險發生概率。 2.3建筑工程施工安全培訓 建筑工程施工人員的安全教育與培訓直接影響到施工現場的安全質量。傳統的施工安全培訓方式較為古板老化,感知性差,容易使得施工人員產生逆反心理,影響培訓效果。隨著科技的進步,BIM技術被引入到施工安全培訓中。運用BIM技術進行3D模擬施工操作,為施工人員更為直接地展示施工過程,將不同施工階段中可能存在的安全問題模擬展示在共享平臺上,引起施工人員對安全隱患點的高度重視。還通過BIM技術模擬施工中安全問題出現時的應對措施,例如安全逃生模擬、安全疏散模擬、安全救助模擬等。且可將BIM技術與VR等設備結合,增添視覺、聽覺等方面感知,且把標準化安全施工流程通過場景模擬更為真實地教授于施工人員,施工現場管理人員也可據此有針對性的對施工過程中存在的危險因素進行排查并制定相應防范措施。這種方式為建筑工程施工人員教育培訓工作提供了一種新穎而有效的途徑,使得教育培訓工作變得形象直觀有意義,提高培訓人員的積極性,便于施工人員掌握施工安全重點,提升安全施工意識。 

BIM技術在建筑施工安全管理中的推進策略 

①由于BIM技術是新時代產物,對技術人員水平和設備要求較高。但很多企業缺乏對BIM技術的深入探究,輕視BIM技能培訓,缺乏此方面專業人才的培養和相應設備的投入,使得BIM技術在施工安全管理中難以推進。因此建筑企業要從投資收益的長遠角度看待BIM技術的引用,增加對BIM技術的軟硬件投入,加大BIM專業人才的培養力度,制定關于BIM技術使用的獎懲制度,定期舉辦BIM技能大賽,這種方式有利于轉變員工對BIM技術應用的態度,使員工積極主動接受BIM技能的學習[4]。

②BIM技術在我國的應用處于起步階段,要實現BIM技術的全面推廣,政府部門要加大建筑工程安全施工的宣傳力度,鼓勵建筑企業引入新技術;同時規范建筑市場,制定統一制度標準,并在相關法律制度上采用強制性條例以促進新技術的實現。

③BIM體系軟件研發團隊應定期進行相關調研,了解更多企業需求,根據市場需要,不斷開拓創新BIM技術,與時俱進;同時當前市場相關軟件功能雜亂,研發團隊應對軟件功能進行規整,去其糟粕,完善BIM體系。在多方共同努力下實現BIM技術應用推廣,推進建筑建筑行業穩步發展。 

4結論 建筑行業的綠色可持續發展要順應科技發展方向。針對目前我國工程事故頻發現象,BIM技術的引入對建筑工程施工安全管理工作大有裨益。應用BIM技術能夠實現在建筑施工各個環節上對安全的全方位把控,針對各環節安全隱患做出預警并制定預設方案,預防和降低安全事故發生率。BIM技術對建筑工程施工人員的安全教育和培訓工作的開展具有重要作用,強化安全施工意識,提高安全管理效率。因此,為實現建筑業更好的發展,建筑企業要在政府的鼓勵引導下緊跟科技發展,以人為本,積極引入新技術新設備,加大安全管理投入,注重培養新技術專業人才,不斷開拓創新,踐行建筑行業綠色可持續發展。

相關標簽:房屋建筑工程

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