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BIM在建筑施工安全管理中的應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工程的建設(shè)也不斷的增加，在工程建設(shè)過程中每年發(fā)生的安全事故和安全事件不計(jì)其數(shù)，給社會(huì)和國(guó)家?guī)淼纳?cái)產(chǎn)損失也難以估量。在項(xiàng)目建設(shè)過程中施工企業(yè)要堅(jiān)持以安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，項(xiàng)目在實(shí)施過程中堅(jiān)持以技術(shù)科技為指導(dǎo)，爭(zhēng)取將安全事故發(fā)生的次數(shù)和損失將到最小。
因此在安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化建設(shè)過程中需要以BIM為技術(shù)手段，采取信息來構(gòu)建建筑工程的時(shí)間和空間模型，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的安全管理進(jìn)行時(shí)間和空間上的管理。下面主要介紹建筑工程施工過程中利用BIM技術(shù)來指導(dǎo)施工安全，基于BIM的建筑施工安全管理做一些研究，對(duì)保障建筑工程施工安全有指導(dǎo)性意義。
建設(shè)工程項(xiàng)目背景
我國(guó)的建設(shè)工程項(xiàng)目規(guī)模巨大，建筑業(yè)從業(yè)人員多，是世界上最大的行業(yè)勞動(dòng)群體。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2004 年至2012 年近十年來，建筑業(yè)從業(yè)人數(shù)從2004的2500.3萬人增加到2012年的4267.2萬人，建筑業(yè)總產(chǎn)值從2004年的29021.45億元逐步增加到2012年的137217.86億元。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中建筑業(yè)的比重不斷升高，從2004年的5.43%逐步增加到2012年6.84%�？梢�，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的增長(zhǎng)，建筑業(yè)已經(jīng)發(fā)展為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。
然而，建設(shè)工程的勞動(dòng)密集和投資大等特點(diǎn)，導(dǎo)致建設(shè)工程安全事故所造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失較為嚴(yán)重，每年有上千人在事故中死亡，因事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失逾百億。我國(guó)的建筑業(yè)安全事故狀況僅次于危險(xiǎn)化學(xué)品和礦山行業(yè)，嚴(yán)重制約了建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
這是由于建設(shè)工程施工內(nèi)容，地點(diǎn)，作業(yè)時(shí)間等都不相同，極易導(dǎo)致難以協(xié)調(diào)的情況，從而造成安全事故。由于建設(shè)有周期長(zhǎng)、投資大、涉及面廣、工作量大等特點(diǎn)，在建設(shè)過程中稍微有點(diǎn)不注意，就有可能造成質(zhì)量隱患，工期拖延，更有可能引發(fā)安全事故。
以BIM作為核心的安全管理模式
為了減少施工過程中事故的發(fā)生，傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無法準(zhǔn)確完整的報(bào)告實(shí)時(shí)的建設(shè)狀況，所以有必要有一個(gè)更加高效，高科技的安全集成管理辦法對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面的，系統(tǒng)的，現(xiàn)代化的管理，這就是以BIM作為核心的安全管理模式。
基于BIM的建筑信息模型，我們就可以建造可視化的技術(shù)，為建設(shè)信息化提供基礎(chǔ)，讓管理決策更加信息化，自動(dòng)化，科學(xué)化，標(biāo)準(zhǔn)化。在帶動(dòng)建筑工程施工效率提升的同時(shí)，也大大降低了施工安全隱患。下面，就基于BIM在建筑施工空間安全管理研究，對(duì)于施工空間管理理論，施工空間管理技術(shù)，基于BIM的施工空間安全管理方法，施工空間沖突檢查等問題進(jìn)行探討。
BIM技術(shù)可以現(xiàn)在電腦中的虛擬模擬，其過程本身不消耗施工資源，卻可以根據(jù)可視化效果看到并了解施工過程和結(jié)果，可以較大程度地降低返工給帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)管理人員對(duì)安全施工過程的控制能力。 基于BIM的技術(shù)在安全生產(chǎn)施工中的應(yīng)用有以下幾點(diǎn)：
一、臨時(shí)設(shè)施
臨時(shí)設(shè)施是為工程建設(shè)服務(wù)的，它的布置將影響到工程施工的安全、質(zhì)量和生產(chǎn)效率，三維全真模型虛擬臨時(shí)設(shè)施對(duì)施工單位很有用，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行臨時(shí)設(shè)施的布置及運(yùn)用，還可以幫助施工單位事先準(zhǔn)確地估算所需要的資源，以及評(píng)估臨時(shí)設(shè)施的安全性，是否便于施工，以及發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
并根據(jù)所做的施工方案，將安全生產(chǎn)過程分解為的維護(hù)和周轉(zhuǎn)材料等建造構(gòu)建模型，將他們的尺寸、重量、連接方式、布置形式直接以建模的形式表達(dá)出來，來選擇施工設(shè)備、機(jī)具、確定施工方法，配備人員，通過建模，可以幫助施工人員事先有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，在深入的研究怎樣去施工和安裝。
二、作業(yè)前，根據(jù)方案，先進(jìn)行詳細(xì)的施工現(xiàn)場(chǎng)查勘
重點(diǎn)研究解決施工現(xiàn)場(chǎng)整體規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)位置、材料區(qū)的位置、起重機(jī)械的位置及危險(xiǎn)區(qū)域等問題，確保建筑構(gòu)件在起重機(jī)械安全有效范圍作業(yè);利用三維建模，可模型施工過程，構(gòu)件吊裝路徑、危險(xiǎn)區(qū)域、車輛進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)狀況、裝貨卸貨情況等。
施工現(xiàn)場(chǎng)虛擬三維全真模型可以直觀、便利的協(xié)助管理者分析現(xiàn)場(chǎng)的限制，找出潛在的問題，制定可行的施工方法。有利于提高效率、減少傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)布置方法中存在漏洞的可能，及早發(fā)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì)和施工方案的問題，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)率和安全性。在平面布置圖中塔吊布置是施工總平面圖中比較重要的一項(xiàng)，塔吊布置的是否合理會(huì)直接影響施工進(jìn)度、安全。塔吊布置主要考慮覆蓋范圍、安裝條件以及拆除。
在布置的過程中，一般施工單位前兩項(xiàng)一般都做的比較出色，而往往會(huì)忽視掉最后拆除一項(xiàng)。因?yàn)樗跏强梢宰孕幸还?jié)一節(jié)升高的，上升過程中沒有建筑物對(duì)其由約束，而拆除的時(shí)候就不一樣了，懸臂約束、配重約束、道路約束等等一些甚至想不到的因素。在這些因素中有的建設(shè)項(xiàng)目可能沒有考慮周全，也有整體布置沒有更形象的空間比較的因素。
通過BIM，將塔吊按照整個(gè)建筑的空間關(guān)系來進(jìn)行布置和論證，會(huì)極大的提高布置的合理性。然后通過鏈接其他模型，如施工道路，臨時(shí)加工場(chǎng)地，原材料堆放場(chǎng)地，臨時(shí)辦公設(shè)施，飲水點(diǎn)，廁所，臨時(shí)供電供水設(shè)施及線路等等。
運(yùn)用BIM技術(shù)，會(huì)使施工總平面布置圖就像是在畫布上擺玩具一樣，根據(jù)不同的方案采用不同的布置，效果更直觀，修改更迅速更準(zhǔn)確，也極大的減少了以往施工總平面圖的龐大修改的工作量。
三、通過BIM的3D模擬平臺(tái)虛擬工程安全施工
對(duì)整個(gè)工程的施工過程中的安全管理可以是可視化管理，達(dá)到全真模擬。通過這樣的方法，可以使項(xiàng)目管理人員在施工前就可以清楚下一步要施工的所有內(nèi)容以及明白自己的工作職能，確保在安全管理過程中能有序的管理，按照施工方案進(jìn)行有組織的管理，能夠了解現(xiàn)場(chǎng)的資源使用情況，把控現(xiàn)場(chǎng)的安全管理環(huán)境，會(huì)大大增加過程管理的可預(yù)見性，也能夠促進(jìn)施工工程中的有效溝通，可以有效地進(jìn)行評(píng)估施工方法、發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，真正的運(yùn)用PDCA循環(huán)來提高工程的安全管控能力。這樣就可以將改變?cè)瓉韨鹘y(tǒng)的施工組織模式、工作流程和施工計(jì)劃。
四、對(duì)于BIM技術(shù)的建模進(jìn)行全過程的模擬
使工程的安全、技術(shù)和施工生產(chǎn)管理人員能清楚的了解每一步的施工流程，將整個(gè)過程分解為一步一步的施工活動(dòng)，讓他們?cè)诠芾磉^程中思路清晰，并且能夠發(fā)現(xiàn)問題，并提出解決的新方法，并針對(duì)其新的方法來進(jìn)行模擬驗(yàn)證是否可行，這樣就可以做到在工程施工前絕大多數(shù)的施工風(fēng)險(xiǎn)和問題都能被識(shí)別，做到事前有效的控制，并順利解決存在的問題。
五、建模進(jìn)行施工過程的模擬
可以使整個(gè)過程達(dá)到可視化，同時(shí)通過三維效果能讓沒有識(shí)圖能力的人也能看明白是怎么回事。這樣就可以極大的便利了項(xiàng)目參與者之間夠交流，可以增加項(xiàng)目參與各方對(duì)工程內(nèi)容及完成工程保證措施的了解。
施工過程的可視化，使BIM成為一個(gè)便于施工參與各方交流的溝通平臺(tái)。通過這種可視化的模擬縮短了現(xiàn)場(chǎng)工作人員熟悉項(xiàng)目施工內(nèi)容、方法的時(shí)間，減少了現(xiàn)場(chǎng)人員在工程施工初期犯錯(cuò)誤的時(shí)間和成本。還可加快、加深對(duì)工程參與人員培訓(xùn)的速度及深度，真正做到質(zhì)量、安全、進(jìn)度、成本管理和控制的人人參與。
六、BIM還可以提供可視化的施工空間
BIM的可視化是動(dòng)態(tài)的，施工空間隨著工程的進(jìn)展會(huì)不斷的變化，它將影響到工人的工作效率和施工安全。通過可視化模擬工作人員的施工狀況，可以形象地看到施工工作面、施工機(jī)械位置的的情形，并評(píng)估施工進(jìn)展中這些工作空間的可用性、安全性。
總之，對(duì)于BIM在建筑業(yè)安全中的應(yīng)用趨勢(shì)，從建筑業(yè)的實(shí)踐中，許多施工單位還未清楚的認(rèn)識(shí)到BIM對(duì)于提高建筑安全狀況的直接作用，但現(xiàn)在許多施工企業(yè)在BIM對(duì)于建筑安全的間接作用上有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，他們普遍認(rèn)為BIM可有效提高施工質(zhì)量并控制返工率，這將會(huì)一定程度上降低事故的發(fā)生，也同樣會(huì)降低施工成本，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)有安全的施工，做到在施工過程中通過模型信息管理，將各建設(shè)階段的流程得以控制。同時(shí)通過信息模型的應(yīng)用，建立預(yù)防機(jī)制，可以直觀的規(guī)范安全生產(chǎn)行為，使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)符合有關(guān)安全生產(chǎn)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，促使人、機(jī)、料、環(huán)境處于良好的狀態(tài)，并持續(xù)改進(jìn)，不斷加強(qiáng)使用企業(yè)在安全生產(chǎn)過程中規(guī)范化建設(shè)。
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