基于BIM技術(shù)的建筑工程施工危險(xiǎn)源信息化特性探討

郭廷杰，鄭志惠，吳志銘

（1.廈門特房建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，廈門361004；2.廈門理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，廈門361024）

1 引言

工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的職業(yè)災(zāi)害與意外傷亡數(shù)量長年居高不下，造成的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失更對(duì)國家、社會(huì)、企業(yè)、家庭等造成了直接影響。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國正處在建筑工業(yè)化、城鎮(zhèn)化持續(xù)推進(jìn)的過程中，生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)和新型生產(chǎn)經(jīng)營方式并存，各類事故隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)交織疊加，尤其是建筑工程，一直是高危險(xiǎn)行業(yè)。施工危險(xiǎn)源是安全事故的根本原因，如何有效對(duì)安全生產(chǎn)以及施工危險(xiǎn)源進(jìn)行分析、預(yù)判與管理、減少施工災(zāi)害，是國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜夜餐Φ哪繕?biāo)。近年來，建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）技術(shù)已成為建筑產(chǎn)業(yè)信息化最熱門的應(yīng)用技術(shù)，因此，研究基于BIM技術(shù)的建筑工程施工危險(xiǎn)源信息化管理的條件非常必要，以推進(jìn)建筑工程安全生產(chǎn)的信息化管理與方法的應(yīng)用。

2 施工安全危險(xiǎn)源信息化管理的必要性

2016年12 月，我國出臺(tái)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見》提出了加強(qiáng)安全基礎(chǔ)保障能力建設(shè)的內(nèi)容，即強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)企業(yè)集聚發(fā)展災(zāi)害防治、預(yù)測(cè)預(yù)警、檢測(cè)監(jiān)控、個(gè)體防護(hù)、應(yīng)急處置、安全文化等技術(shù)、裝備和服務(wù)產(chǎn)業(yè)。因此，應(yīng)通過信息化技術(shù)對(duì)施工危險(xiǎn)源進(jìn)行管理，改變傳統(tǒng)的安全管理方式，帶來可觀社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

目前，已經(jīng)有許多有關(guān)施工危險(xiǎn)源的特性與分類的研究[1,2]，主要目的是對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)與評(píng)價(jià)，便于后續(xù)對(duì)危險(xiǎn)源的管理并采取預(yù)防措施。在危險(xiǎn)源信息化管理方面，也有安全信息化管理平臺(tái)的搭建以及基于建筑信息模型BIM的二次開發(fā)達(dá)到安全標(biāo)示功能的研究[3]。安全管理的信息化建設(shè)，是指企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)中利用先進(jìn)的通信手段、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要通過對(duì)軟件資源的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目與管理制度的實(shí)施、發(fā)展和應(yīng)用，為提高企業(yè)的安全生產(chǎn)管理提供科學(xué)與信息化的依據(jù)[4]，反映了安全施工危險(xiǎn)源信息化管理的必要性與發(fā)展趨勢(shì)。

3 建筑施工危險(xiǎn)源本質(zhì)與分類

施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源主要包括：（1）人員：指建筑施工作業(yè)人員、管理人員及技術(shù)人員的不安全行為、意識(shí)及技術(shù)水平；（2）機(jī)具設(shè)備：指建筑施工過程中使用的處于危險(xiǎn)狀態(tài)的設(shè)備、工具及器械等；（3）材料：建筑施工過程中半成品、構(gòu)配件及?；返牟话踩\(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用狀態(tài)等；（4）環(huán)境：建筑施工過程中存在的不良自然環(huán)境。

危險(xiǎn)源的形態(tài)可分成靜態(tài)固定危險(xiǎn)源以及動(dòng)態(tài)隨機(jī)危險(xiǎn)源。靜態(tài)固定危險(xiǎn)源系指在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的外在環(huán)境條件固定不變或危險(xiǎn)性可控狀態(tài)下，獲得實(shí)時(shí)監(jiān)控的危險(xiǎn)源；動(dòng)態(tài)隨機(jī)危險(xiǎn)源系指建筑施工現(xiàn)場(chǎng)外在條件動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)下，隨著時(shí)間與空間的變化而隨機(jī)突發(fā)的危險(xiǎn)源。綜合上述，建筑工程施工危險(xiǎn)源的本質(zhì)與特性可區(qū)分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)2種性質(zhì)，并且通過人、機(jī)、料、環(huán)等現(xiàn)場(chǎng)施工條件穿插交疊，產(chǎn)生新的組合進(jìn)而形成影響安全因素的施工危險(xiǎn)源。

4 基于BIM技術(shù)的施工危險(xiǎn)源信息化特性分析

由于建筑工程施工危險(xiǎn)源數(shù)量眾多，且隨著工程項(xiàng)目的推進(jìn)亦呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。因此，通過建筑信息模型BIM技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目的數(shù)字化模型進(jìn)行施工危險(xiǎn)源的基本分類，以便于日后進(jìn)行基于BIM技術(shù)的施工危險(xiǎn)源信息化管理，包括：（1）幾何信息：是指基于BIM模型，該危險(xiǎn)源構(gòu)件的空間形狀及尺寸信息；（2）材質(zhì)信息：主要是指該構(gòu)件在實(shí)際施工中應(yīng)用的材料信息；（3）高度信息：主要是指基于BIM模型，造成該構(gòu)件構(gòu)成危險(xiǎn)源的豎向距離信息，是指地面標(biāo)高0.0到該構(gòu)件底標(biāo)高的凈高度；（4）位置信息：主要是指基于BIM模型，該構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)事故所處的方位。為了能夠明確地說明，以建筑混凝土施工為例，其過程可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)源傷害類型包括高處墜落、坍塌、觸電、機(jī)械傷害、物體打擊等，BIM技術(shù)的屬性信息對(duì)應(yīng)的傷害類型具備不同程度的滿足條件。

混凝土施工高處墜落對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源可包括2m以上混凝土構(gòu)件開口或臨邊因未設(shè)置護(hù)欄而產(chǎn)生的墜落。其危險(xiǎn)源大多可滿足基于BIM模型中的各項(xiàng)屬性，例如，幾何信息包括構(gòu)件的尺寸或開口大小；材質(zhì)信息可包括易碎或易破壞材質(zhì)；高度信息包括構(gòu)件具2m以上豎向高度；位置信息包括易產(chǎn)生墜落傷害的樓層或具體位置，因此，可以通過BIM模型對(duì)高處作業(yè)對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源進(jìn)行管理；其次，坍塌傷害類型對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源一般包括：混凝土結(jié)構(gòu)體施工過程澆筑超重或承載不均進(jìn)而產(chǎn)生傷害，包括易產(chǎn)生坍塌的構(gòu)件尺寸的幾何信息、材質(zhì)信息以及對(duì)應(yīng)的位置信息；觸電傷害類型，因臨時(shí)施工用電本身不屬于施工結(jié)構(gòu)體部份，但可以另行體現(xiàn)于BIM模型中，如以位置信息標(biāo)注臨時(shí)用電開關(guān)；機(jī)械傷害可分成固定式機(jī)械與移動(dòng)式機(jī)械兩大類，固定式機(jī)械可參照另行繪制方式體現(xiàn)在BIM模型中以進(jìn)行管理，而移動(dòng)式機(jī)械本身存在動(dòng)態(tài)使用性質(zhì)，加上目前BIM模型不易體現(xiàn)與掌握各類移動(dòng)式機(jī)械的類型，因此，現(xiàn)階段較無法針對(duì)BIM模型中對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源進(jìn)行管理；最后，物體打擊對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源，多由于施工現(xiàn)場(chǎng)雜物掉落產(chǎn)生，無法于BIM模型中體現(xiàn)，因此，只能靠施工現(xiàn)場(chǎng)提高對(duì)整潔程度的管理要求。

5 結(jié)語

本文主要研究針對(duì)建筑混凝土施工作業(yè)常見的傷害類型以及所對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)源，通過BIM技術(shù)中的信息屬性進(jìn)行分析，探討基于BIM技術(shù)對(duì)施工危險(xiǎn)源信息化管理的可行性以及所對(duì)應(yīng)的程度，從結(jié)果得知各種類型的危險(xiǎn)源存在信息化程度差異，以提供基于BIM技術(shù)進(jìn)行施工危險(xiǎn)源信息化管理的思路，提升施工危險(xiǎn)源管理的效益。