基于BIM技術(shù)的高層建筑施工安全管理研究

張大立

(貴州建工集團(tuán)第十一建筑工程有限責(zé)任公司)

1 高層建筑施工安全管理工作的主要特點(diǎn)

建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展使高層建筑施工量不斷增加，高層建筑在追求美觀和空間充分利用的同時(shí)，其安全管理難度較大，主要原因是高層建筑施工環(huán)境與普通建筑相比，較為復(fù)雜，高層作業(yè)量較大，對(duì)安全管理水平提出了更高的要求。

安全管理是一切工作的基礎(chǔ)和前提，對(duì)于高層建筑施工，施工作業(yè)環(huán)境更加復(fù)雜，經(jīng)常涉及高空作業(yè)，發(fā)生安全事故的概率明顯增加，因此，高層建筑施工的安全管理工作非常重要，應(yīng)加強(qiáng)安全管理。如果由于管理不當(dāng)造成了安全性突發(fā)事故，其后果將不堪設(shè)想。此外，安全管理工作具有較高的復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在：高層建筑施工用到的建筑材料具有一定的特殊性，同時(shí)對(duì)質(zhì)量的要求較高，主要原因是建筑材料的質(zhì)量直接影響著整個(gè)高層建筑的使用安全和施工安全，因此，建筑材料的質(zhì)量也是安全管理的一部分[1]。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是一種以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的整合建筑工程信息的技術(shù)，與傳統(tǒng)的安全管理方法相比，具有節(jié)約時(shí)間和人力資源的優(yōu)勢，還可以提高安全管理質(zhì)量。但由于我國建筑行業(yè)的競爭較為激烈，BIM技術(shù)成本太高，使BIM技術(shù)在高層建筑施工安全管理工作中的應(yīng)用受到一定的限制。在信息資源的共享方面，BIM技術(shù)表現(xiàn)出較為突出的優(yōu)勢：①BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場各方面的安全管理，可以促進(jìn)信息資源的傳遞和共享，為安全管理工作的落實(shí)創(chuàng)造有利條件；②BIM技術(shù)的信息共享可以將造價(jià)信息和施工進(jìn)度傳遞給施工管理者，以便在施工的各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑施工技術(shù)的遠(yuǎn)程控制。

BIM技術(shù)應(yīng)用是在高層施工領(lǐng)域的一項(xiàng)大膽的改革。作為一門新興技術(shù)，BIM技術(shù)成功吸引了多數(shù)施工管理者的注意。實(shí)際上，BIM技術(shù)早已在我國發(fā)展了一段時(shí)間，但由于國家當(dāng)時(shí)科技并不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致這項(xiàng)技術(shù)并未得以充分的發(fā)展。隨著這門技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷普及，這項(xiàng)技術(shù)受到了人們的關(guān)注和青睞，使其在競爭日益激烈的21世紀(jì)中脫穎而出。BIM技術(shù)的使用范圍十分廣泛，并且在每個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都造成了非常深遠(yuǎn)的影響，其重要性也不斷得以顯現(xiàn)，因此，我國越來越重視這門技術(shù)的發(fā)展，并將這門技術(shù)應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)建設(shè)和國防建設(shè)領(lǐng)域，可見，在未來的建設(shè)發(fā)展中，需要加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究，加強(qiáng)理論探索和工程實(shí)踐，從而更好地發(fā)展這門技術(shù)，為社會(huì)創(chuàng)造出更多的應(yīng)用價(jià)值。在對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和創(chuàng)新時(shí)，需要在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上加強(qiáng)個(gè)性化建設(shè)，這就需要培養(yǎng)出專業(yè)知識(shí)過硬的科學(xué)技術(shù)人員，由他們制定科學(xué)的技術(shù)開發(fā)方案。

在使用通過BIM技術(shù)得到的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)做好相關(guān)材料的準(zhǔn)備工作，這樣不僅可以避免在后續(xù)工作中出現(xiàn)問題，還可以有效節(jié)省人力和財(cái)力，此外，要搜集與測量有關(guān)的材料，以此作為校準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)的依據(jù)，進(jìn)而保證工作高效有序的進(jìn)行。此外，若想運(yùn)用BIM技術(shù)測量所得的數(shù)據(jù)，需要許多專業(yè)的科學(xué)技術(shù)人員設(shè)置多種方案并確保方案的安全性和可行性，依次進(jìn)行實(shí)施和比較，由相關(guān)的人員進(jìn)行方案的測定，權(quán)衡利弊，選擇最高效、最安全且最準(zhǔn)確的實(shí)施方案，以此來保證高層建筑施工的正常運(yùn)行，保證施工鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 BIM技術(shù)用于高層建筑施工安全管理工作的意義

BIM技術(shù)是一種三維數(shù)字化技術(shù)，主要通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和施工環(huán)境的檢測，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全隱患。由于BIM技術(shù)的準(zhǔn)確性，可以準(zhǔn)確地判斷安全隱患的位置，有助于高層建筑施工安全隱患的及時(shí)消除。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以使人員的分配更加合理，節(jié)約人力資源成本，還可以精確地計(jì)算整個(gè)工程的造價(jià)，同時(shí)對(duì)各部分施工的成本進(jìn)行合理地控制。BIM技術(shù)屬于高科技，因此，施工單位應(yīng)對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，使工作人員熟練掌握BIM技術(shù)的各項(xiàng)操作，防止在今后的測量工作中出現(xiàn)各種各樣的問題，有效避免經(jīng)濟(jì)損失，促進(jìn)科技發(fā)展，為高新技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前，BIM技術(shù)由于需要大量的計(jì)算機(jī)軟件和硬件的支持，使其應(yīng)用成本較高，但從造價(jià)控制質(zhì)量的角度看，BIM技術(shù)控制工程造價(jià)更加精確可靠，能夠?yàn)槭┕て髽I(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，BIM技術(shù)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性還是較為可觀的。

4 基于BIM的高層建筑設(shè)施施工安全管理模型

在施工建模中，BIM模型有著非常重要的作用，它在構(gòu)建施工模型的過程中，找出電梯井和鋼結(jié)構(gòu)中存在的危險(xiǎn)因素，另外，它可以在構(gòu)建工地內(nèi)部的疏散模型中找到逃生的最佳出口。在整個(gè)施工開始前，施工人員可以通過BIM模型了解工程相關(guān)信息，如疏散通道和安全出口等信息。在這個(gè)前提下，施工人員可以了解相關(guān)安全問題，明確哪些方面容易出現(xiàn)安全問題，以確保整個(gè)施工的順利進(jìn)行。

4.1 運(yùn)用IBAN應(yīng)用的安全管理模型

在進(jìn)行工程質(zhì)量、安全及施工等管理的過程中，可以采用IBAN應(yīng)用進(jìn)行有效的管理。IBAN屬于移動(dòng)應(yīng)用，可以很好地應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并將施工質(zhì)量相關(guān)的問題反映給相關(guān)管理人員，進(jìn)而有效避免因質(zhì)量問題而導(dǎo)致的安全問題。在登陸IBAN應(yīng)用客戶端后，參與施工項(xiàng)目的工作人員可以將現(xiàn)場存在的質(zhì)量問題和安全問題進(jìn)行拍照記錄，依照實(shí)際情況選擇系統(tǒng)提供的參數(shù)，然后將拍攝的照片上傳至系統(tǒng)中。上傳成功后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)連接上傳的照片和模型。

在施工過程中，利用BIM質(zhì)量、安全協(xié)同管理以及移動(dòng)終端IBAN獲取施工現(xiàn)場的信息，可以有效地將施工現(xiàn)場出現(xiàn)的安全問題和質(zhì)量問題以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，還可以將這些內(nèi)容與BIM模型相聯(lián)系，以便讓施工項(xiàng)目的管理人員更好地了解問題的相關(guān)信息，并以動(dòng)態(tài)管理的方式應(yīng)對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量及材料等內(nèi)容，就算不在施工現(xiàn)場也可以很好地掌握施工中存在的安全問題，以便施工項(xiàng)目管理人員更快地找出應(yīng)對(duì)問題的辦法，及時(shí)避免危險(xiǎn)的發(fā)生，讓整個(gè)施工過程有一定的安全保障[2]。

4.2 基于BIM的建筑安全管理模型

當(dāng)前情況下，BIM技術(shù)在高層建筑施工管理中有著非常重要的作用，為使其更好地服務(wù)于高層建筑施工中的安全管理，可以將模型進(jìn)行分級(jí)，具體如下：

1）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層中所包含的數(shù)據(jù)信息來自于設(shè)計(jì)階段，BIM參數(shù)化模型由建模軟件產(chǎn)生；其進(jìn)度信息同樣是由進(jìn)度計(jì)劃軟件所編制，另外，還包括以危險(xiǎn)源進(jìn)行分類的信息庫。

2）模型層

模型層主要用于施工階段，對(duì)施工階段進(jìn)行虛擬的安全檢查和動(dòng)態(tài)施工等操作。對(duì)于一些較為復(fù)雜的項(xiàng)目信息和參數(shù)化模型，BIM施工管理系統(tǒng)可以及時(shí)審閱這些內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、動(dòng)態(tài)的可視化目標(biāo)。

3）應(yīng)用層

這一層分級(jí)是為總結(jié)動(dòng)態(tài)施工模擬和安全教育培訓(xùn)等措施的內(nèi)容，以更好地完善施工過程和相關(guān)操作，避免施工過程中安全事故的發(fā)生。

4.3 通過BIM建模進(jìn)行疏散分析

建立建筑物BIM模型有很多積極的作用，它可以與專業(yè)的分析軟件相融合，分析不同人群的逃生能力，進(jìn)行虛擬的逃生演練，從而提出各種逃生路線和相關(guān)的逃生方案，在模擬過程結(jié)束之后，可以通過模擬所得出的逃生結(jié)果來制定最佳的逃生方案，使人們?cè)谟龅轿ｋU(xiǎn)時(shí)可以及時(shí)逃離事故現(xiàn)場[3]。

將BIM模型進(jìn)行簡化，可以得出疏散模擬軟件中可以參考和瀏覽的模型。另外，簡化BIM模型可以更好地體現(xiàn)疏散模擬軟件中的疏散情況，進(jìn)而對(duì)人員疏散的過程有更深入的了解。導(dǎo)入模型時(shí)，接口和格式的不同會(huì)影響疏散模擬軟件的導(dǎo)入格式。

在導(dǎo)入三維模型后，需要進(jìn)行相應(yīng)的分析，明確疏散方案，重視疏散標(biāo)志對(duì)疏散人員的指引作用。在提出疏散方案時(shí)，不能只局限于一種，應(yīng)提前準(zhǔn)備多種方案，以滿足不同情況下的需要，達(dá)到最快疏散人群的目的。在模擬分析的過程中要考慮諸多因素，如設(shè)置人員的身高、身寬及疏散速度等，只有綜合考慮多方面因素，才能更好地完成對(duì)人員疏散的模擬分析，在此基礎(chǔ)下，還需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況和建筑自身的狀況不斷變換參數(shù)，最終得到最可靠的疏散模擬分析的數(shù)據(jù)和圖表。

5 結(jié)語

安全問題是建筑工程施工中不可忽視的關(guān)鍵性內(nèi)容?；贐IM的高層建筑安全管理模型與建筑安全管理中的很多原理相符合，在虛擬的操作過程中，施工項(xiàng)目的管理人員可以清楚地了解建筑施工安全的實(shí)際情況及其存在的安全問題，在這個(gè)前提下，施工項(xiàng)目管理人員可以對(duì)施工項(xiàng)目做出相關(guān)的調(diào)整，解決好其中存在的安全和質(zhì)量問題，以便于施工項(xiàng)目的順利進(jìn)行。