摘要：建筑工程施工是一項復(fù)雜的綜合性工作，安全事故頻發(fā)，使得建筑行業(yè)成為我國高危行業(yè)之一，安全問題備受關(guān)注。BIM是一項新興技術(shù)，在建設(shè)項目全周期內(nèi)中發(fā)揮著巨大作用。文章通過分析近年來我國建筑工程施工安全管理現(xiàn)狀，深入探究BIM技術(shù)在建筑工程施工安全管理中應(yīng)用，并提出推進BIM技術(shù)在建筑企業(yè)實際生產(chǎn)中落實策略，希望能對建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。
關(guān)鍵詞：BIM；建筑工程施工；安全管理
近年來，在新時代現(xiàn)代化城市進程的持續(xù)加快下，我國建筑行業(yè)也緊跟時代要求進行轉(zhuǎn)型升級。人們生活品質(zhì)提升的同時對建筑形態(tài)和功能的要求逐步提高，建筑數(shù)量和規(guī)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(jié)構(gòu)復(fù)雜化、施工環(huán)境不穩(wěn)定、高空作業(yè)多、施工人員技術(shù)和素質(zhì)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，施工現(xiàn)場安全管理面臨巨大挑戰(zhàn)，安全事故發(fā)生率居高不下。若施工中隱藏的安全隱患未及時發(fā)現(xiàn)并制定相應(yīng)安全管理措施，將導(dǎo)致無法挽回的損失。因此，減少和預(yù)防建筑工程施工中安全事故的發(fā)生成為政府及相關(guān)企業(yè)重點關(guān)注的問題。BIM技術(shù)也稱建筑信息模型，是指利用建筑工程項目的各項數(shù)據(jù)建立三維信息模型，運用數(shù)字化信息技術(shù)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(shù)獨有的模擬化、可視性、優(yōu)化性、動態(tài)性的特點是其在建筑行業(yè)被廣泛推崇的價值體現(xiàn)，由于現(xiàn)代建筑較為復(fù)雜，建筑相關(guān)數(shù)據(jù)極多，不依靠科學(xué)技術(shù)及設(shè)備很難集成全部信息，從而造成設(shè)計、施工及運營方面的紕漏。BIM技術(shù)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(shù)據(jù)庫中，設(shè)計人員、施工單位、運維部門及業(yè)主等各方主體可通過BIM建立的共享平臺實現(xiàn)對建設(shè)工程項目各個環(huán)節(jié)的實時掌控。其中鑒于建設(shè)工程施工安全管理的復(fù)雜性，將BIM技術(shù)應(yīng)用在施工安全管理環(huán)節(jié)，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(shè)計不足，消除安全隱患，進而使安全問題得以控制，優(yōu)化傳統(tǒng)安全管理模式，降低管理難度，避免浪費人力物力，提高建設(shè)工程效率，確保建設(shè)工程項目質(zhì)量。
1建筑施工安全管理現(xiàn)狀
2010年-2018年期間我國建筑施工安全事故發(fā)生情況如圖1所示，2018年全國共發(fā)734起施工安全事故，死亡840人，與2010年同期數(shù)據(jù)相比，事故起數(shù)總量增加107起，增長率為17.1%；死亡人數(shù)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(shù)下降了22.3%，死亡人數(shù)下降了19.2%；第二階段為2012年-2015年，這四年事故發(fā)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(fā)生起數(shù)增加292起，增長率率為66.1%，死亡人數(shù)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(shù)據(jù)分析得出，我國建筑施工安全事故發(fā)生總量仍然較高，建筑施工安全問題應(yīng)加強管理，建筑企業(yè)及相關(guān)法律法規(guī)應(yīng)不斷完善以保障建筑施工安全生產(chǎn)工作。2018年我國建筑工程施工過程中的主要事故類型及發(fā)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[2]等，通過對相關(guān)工程安全事故案例的研究分析，將原因歸結(jié)為如下內(nèi)容：①安全施工意識薄弱，管理監(jiān)督責(zé)任落實不到位。建筑行業(yè)安全事故多發(fā)，部分原因歸咎于施工現(xiàn)場管理人員監(jiān)督力度不夠，以及施工技術(shù)人員的能力和素質(zhì)有待提高。由于國家城鎮(zhèn)化推進的原因，大量農(nóng)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(nóng)民工工作選擇之一。但是由于施工現(xiàn)場工人需求量較多，導(dǎo)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(xùn)過程中存在疏忽和徇私舞弊現(xiàn)象，很多施工人員未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)或培訓(xùn)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(guī)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(fā)生。其次由于現(xiàn)在建筑企業(yè)過多，企業(yè)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(yè)為節(jié)約成本強行縮短建設(shè)周期，使得現(xiàn)場管理人員在搶工過程中忽視安全管理，對施工現(xiàn)場存在的安全隱患未進行一一排查并做出預(yù)留措施。多度關(guān)注效益而忽視安全責(zé)任意識，監(jiān)督責(zé)任落實不到位，致使施工現(xiàn)場出現(xiàn)各類安全問題。②安全管理方法落后，先進安全施工技術(shù)設(shè)備投入不足。目前，很多施工企業(yè)的管理層都具有豐富傳統(tǒng)安全管理經(jīng)驗，年齡呈現(xiàn)老齡化特征，傳統(tǒng)安全管理思維根深蒂固，對新技術(shù)接受能力較弱，整體素質(zhì)和技術(shù)水平低。在信息時代下，隨著建筑形態(tài)日益多樣化，施工環(huán)境和施工難度愈加復(fù)雜，仍采用傳統(tǒng)的人工觀測安全管理方法進行現(xiàn)場安全管理，或?qū)o法監(jiān)測應(yīng)對日益復(fù)雜的施工現(xiàn)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(jiān)測誤差大。其次由于施工企業(yè)為節(jié)約成本，而減少安全管理投入，縮減先進施工設(shè)備和安全監(jiān)測設(shè)施的開支，并對現(xiàn)場施工設(shè)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(shè)備老化使得施工現(xiàn)場安全問題無法得到保障，造成現(xiàn)場安全事故。③相關(guān)法律和標準不完善。建筑行業(yè)安全生產(chǎn)工作落實不到位與我國建筑業(yè)長期以來形成的“重成本輕安全”思維觀念有著密切聯(lián)系。雖然國家制定了《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》、《建筑工程安全生產(chǎn)管理條例》等相關(guān)的法律法規(guī)和標準來規(guī)范建筑各方主體的建設(shè)活動，但由于建設(shè)過程復(fù)雜多變，相關(guān)制度體系暫時無法及時完善以填補原有法律法規(guī)的漏洞，使得建設(shè)各方主體對相關(guān)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(xiàn)場安全管理責(zé)任混亂等不規(guī)范行為。由此可見，建筑業(yè)相關(guān)法律法規(guī)中部分規(guī)定可操作性差，相關(guān)體系不健全，部分法律法規(guī)還存在著交叉現(xiàn)象含糊不清，使得一些建筑企業(yè)見縫插針。因此建筑業(yè)相關(guān)法律和標準需要持續(xù)完善來確保建筑企業(yè)的規(guī)范操作。
2BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的應(yīng)用
2.1建筑工程施工現(xiàn)場動態(tài)布置
施工現(xiàn)場平面規(guī)劃布置在工程建設(shè)中至關(guān)重要。建設(shè)工程施工易受地形地貌、周邊環(huán)境和氣候等因素影響，致使施工現(xiàn)場實際問題和突發(fā)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?shù)纫蛩赜绊懶桁`活變動，各因素之間互相聯(lián)動、相互影響，致使施工現(xiàn)場平面布置設(shè)計方案難度加大，傳統(tǒng)的平面設(shè)計方式難以應(yīng)對愈加復(fù)雜的施工狀況[3]，導(dǎo)致施工周期延長甚至施工中出現(xiàn)安全問題。BIM技術(shù)在圖紙設(shè)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(shè)、臨時設(shè)施布置、塔吊及腳手架等危險系數(shù)較大的機械設(shè)備擺放、水電線路布置如圖3所示等環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用。例如臨時設(shè)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(gòu)筑物等，對施工效率及施工安全有直接影響，利用BIM技術(shù)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(shù)模擬現(xiàn)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(shù)檢查腳手架和模板的具體搭接方式，檢驗?zāi)_手架與結(jié)構(gòu)之間是否沖突進而避免安全問題的發(fā)生；利用BIM技術(shù)提前模擬水電線路預(yù)埋設(shè)，分析評價線路設(shè)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(diào)整，直至滿足安全規(guī)定。將BIM技術(shù)運用在施工現(xiàn)場平面布置中，可預(yù)先檢驗施工方案的缺陷，協(xié)助施工單位評估施工現(xiàn)場平面布置的安全性，有效改善平面設(shè)計的不足，也對施工現(xiàn)場進行可視化管理，避免施工空間沖突，提高安全系數(shù)。
2.2建筑工程施工安全檢查
面對日益復(fù)雜的施工環(huán)境，BIM技術(shù)能夠運用自身優(yōu)勢對建筑工程進行全面安全檢查。首先BIM技術(shù)可以對施工圖紙進行逐一審查，排除圖紙在方案設(shè)計過程中存在的缺陷，避免施工過程中出現(xiàn)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(huán)境、建筑施工方案、施工工序及技術(shù)等大量數(shù)據(jù)的收集和動態(tài)模擬進行信息分析，利用BIM安全分析軟件發(fā)現(xiàn)識別施工現(xiàn)場存在的危險因素及區(qū)域，對其進行標識、隔離，并根據(jù)軟件分析結(jié)果對問題方案進行優(yōu)化改進。再者BIM技術(shù)可對需預(yù)先進行防護的“四口”和“五臨邊”等事故高發(fā)區(qū)進行精準定位，以防現(xiàn)場工作人員誤入危險區(qū)發(fā)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(xiàn)場安全管理工作還可以利用BIM技術(shù)可視化和動態(tài)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(jié)構(gòu)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(jié)合后，進行各版塊間、各版塊內(nèi)部的檢測，將管線間或者結(jié)構(gòu)中碰撞和沖突處做出標記并優(yōu)化。對建筑工程施工安全隱患進行動態(tài)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(fēng)險發(fā)生概率。
2.3建筑工程施工安全培訓(xùn)
建筑工程施工人員的安全教育與培訓(xùn)直接影響到施工現(xiàn)場的安全質(zhì)量。傳統(tǒng)的施工安全培訓(xùn)方式較為古板老化，感知性差，容易使得施工人員產(chǎn)生逆反心理，影響培訓(xùn)效果。隨著科技的進步，BIM技術(shù)被引入到施工安全培訓(xùn)中。運用BIM技術(shù)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(shù)模擬施工中安全問題出現(xiàn)時的應(yīng)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(shù)與VR等設(shè)備結(jié)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(xiàn)場管理人員也可據(jù)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(yīng)防范措施。這種方式為建筑工程施工人員教育培訓(xùn)工作提供了一種新穎而有效的途徑，使得教育培訓(xùn)工作變得形象直觀有意義，提高培訓(xùn)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。
3BIM技術(shù)在建筑施工安全管理中的推進策略
①由于BIM技術(shù)是新時代產(chǎn)物，對技術(shù)人員水平和設(shè)備要求較高。但很多企業(yè)缺乏對BIM技術(shù)的深入探究，輕視BIM技能培訓(xùn)，缺乏此方面專業(yè)人才的培養(yǎng)和相應(yīng)設(shè)備的投入，使得BIM技術(shù)在施工安全管理中難以推進。因此建筑企業(yè)要從投資收益的長遠角度看待BIM技術(shù)的引用，增加對BIM技術(shù)的軟硬件投入，加大BIM專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，制定關(guān)于BIM技術(shù)使用的獎懲制度，定期舉辦BIM技能大賽，這種方式有利于轉(zhuǎn)變員工對BIM技術(shù)應(yīng)用的態(tài)度，使員工積極主動接受BIM技能的學(xué)習(xí)[4]。②BIM技術(shù)在我國的應(yīng)用處于起步階段，要實現(xiàn)BIM技術(shù)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(yè)引入新技術(shù)；同時規(guī)范建筑市場，制定統(tǒng)一制度標準，并在相關(guān)法律制度上采用強制性條例以促進新技術(shù)的實現(xiàn)。③BIM體系軟件研發(fā)團隊應(yīng)定期進行相關(guān)調(diào)研，了解更多企業(yè)需求，根據(jù)市場需要，不斷開拓創(chuàng)新BIM技術(shù)，與時俱進；同時當前市場相關(guān)軟件功能雜亂，研發(fā)團隊應(yīng)對軟件功能進行規(guī)整，去其糟粕，完善BIM體系[5]。在多方共同努力下實現(xiàn)BIM技術(shù)應(yīng)用推廣，推進建筑建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。
4結(jié)論
建筑行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展要順應(yīng)科技發(fā)展方向。由上文研究可知，針對目前我國工程事故頻發(fā)現(xiàn)象，BIM技術(shù)的引入對建筑工程施工安全管理工作大有裨益。應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在建筑施工各個環(huán)節(jié)上對安全的全方位把控，針對各環(huán)節(jié)安全隱患做出預(yù)警并制定預(yù)設(shè)方案，預(yù)防和降低安全事故發(fā)生率。BIM技術(shù)對建筑工程施工人員的安全教育和培訓(xùn)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(xiàn)建筑業(yè)更好的發(fā)展，建筑企業(yè)要在政府的鼓勵引導(dǎo)下緊跟科技發(fā)展，以人為本，積極引入新技術(shù)新設(shè)備，加大安全管理投入，注重培養(yǎng)新技術(shù)專業(yè)人才，不斷開拓創(chuàng)新，踐行建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。
