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基于BIM的高层建筑施工安全风险管控关键技术研究
摘要:在传统风险管控理论的基础上,从宏观和微观层面分类构建了建筑施工安全风险知识库、BIM模型库,进而以此为基础通过有机整合构建高层建筑施工安全风险BIM云,并就如何通过BIM云进行建筑施工安全风险管控进行了研究。同时,通过以高层建筑施工安全风险管控为例,验证了将BIM技术应用于建筑施工安全风险管控的可行性,为建筑施工数字化、智能化安全风险管控提供了参考。
关键词:建筑工程施工;安全管理;BIM;关键技术
一、高层建筑施工安全管理的特点
第一,具有复杂性。高层建筑工程施工参与方比较多,存在较多的交叉作业,同时露天环境受到周围因素的影响,工作强度较高,有繁杂的高空作业,因此这将会导致较多的安全隐患,容易发生安全事故。
第二,具有动态性。在高层建筑施工中,随着进度的不断推进,人员以及材料机器设备处于随时变化的情况,施工管理动态控制的难度加大。
第三,综合性。高层建筑工程施工要将质量、成本以及安全协同推进,在狭小空间资源内实现对人才机的动态综合的管理。
二、BIM技术在高层建筑施工安全管理中应用的可行性
首先,可以利用BIM技术建立BIM安全模型,该模型有机地结合了安全规范和危险源信息与施工进度、成本、资源,在此基础上,该模型更为直观性,可以便捷及时地发现和识别实际建筑施工中的可能发生的安全隐患,然后制定和实施科学合理的安全计划,从而可以科学地控制施工现场的安全风险。
其次,BIM技术还可以实现信息的共享。在高层建筑施工的过程中通过运用BIM技术可以很好地解决信息共享和信息互通问题,这对于安全是非常有利的,能及时地将安全隐患传达到每一个人手中,落实整改情况及时反映,便于跟踪,可以极大地降低发生施工事故的概率,从而最大限度地提高建筑企业的经济效益。
三、BIM技术在高层建筑施工安全管理中的应用思考
(一)场地的立体规划
随着城市化的快速推进,建筑物分布日益密集,新建建筑空间极为狭窄,这就给高层建筑工程施工带来了巨大的挑战。可以对于建设项目的红线范围以及周围建筑空间数据进行重新测量,然后利用BIM技术将地理信息数据进行集合,创建三维模型。项目部管理人员可以根据三维模型立体空间位置以及所要采取的施工工序,选择更为合理的场地立体规划,提升现场场地的布置效率,避免二维图纸无法立体展现建筑空间而发生的安全距离不足或者是材料二次搬运的情况,能够有效降低安全事故的发生。
(二)通过BIM建模来处理突发事件
对于突发事件快速准确的处置,能够有效提升高层建筑施工安全管理。在人员的疏散以及设备的紧急关闭等方面,通过BIM技术建模能够有效解决这些问题,比如说水管发生爆炸事故,可能会在很长时间内才能够将阀门关闭,造成较为严重的损失,利用BIM数据能够快速调用数据,并且对上游阀门进行自动查找,能够指导工作人员在最短的时间内进行关闭,同时通过BIM技术的资料查询功能,能够查询到是否在库存中有管道,如果库存中没有相应的规格产品就需要更换,同时能够了解到更换零部件的规格尺寸以及材质等等信息。
(三)通过BIM技术进行人群的疏散
借助于BIM技术能够将信息化模型导入专业的人群疏散软件,对人群逃生能力进行设置,这样就能够模拟在紧急情况下人群的疏散情况。同时也能够在该系统中预先设置各种疏散方案,根据结果去进行优化,最后得到最佳的疏散渠道。根据BIM技术所建立的三维模型进行分析,在紧急情况下,高层建筑施工管理人员的发生紧急状况时,施工管理人员应该能够找到最近的安全疏散出口,同时要能够按照指导方向进行紧急疏散。在BIM技术系统内部还要详细地设置各种人员属性,比如说身高,身体宽度以及疏散速度,还能够直接限定疏散分析的期限,将人的反应时间等为各种行为设置参数,这样才能够不断优化模拟分析,最终得到有价值地分析结果。还能够得到疏散分析的动画,利用动画可以清楚地看到在不同时间段内人员的逃生的轨迹以及疏散的速度。还可以看到在哪些出入口会造成人群的拥堵。这种疏散型的动画能够方便设计师去重新审视设计方案,还能够以图表的形式来详细地展示逃生模拟,来展示在疏散口人数的变化。对于高层建筑施工安全管理疏散进行动画的模拟以及数据的分析,能够有效帮助设计师对于建筑出入口的位置以及疏散通道的宽度进行调整,这样优化设计能够做到有的放矢,也可以在紧急情况下避免发生人群的拥挤或者是疏散的不均匀性,能够有效缩短进行逃生的时间,更好的保障建筑施工管理人员的安全。
(四)进行有效的安全评估
对于高层建筑施工安全管理进行评估,主要是指在高层建筑施工中可能存在的潜在危险以及严重的程度进行系统性的分析,可以采用既定指数或者是概率值进行定量分析,最后根据定量大小来确定所要采取的防护的对策。通过BIM三维建模技术进行模拟施工,同时结合成分分析以及模糊数学法等等安全评估的方式,对高层建筑施工全过程系数进行评估,对于一些安全系数评估比较低,同时有着较低执行力的施工工序,项目管理部门可以采用更改施工设计方案或者是提升安全保护措施等方式,使得安全系数评估能够达到相应的标准,再投入到实际的施工工程中,从而能够确保高层建筑施工的安全管理。
(五)人员定位以及预警
在高层建筑施工现场,随时都会有危险源的出现,因此只有远离危险源,才能够有效降低工程事故发生的可能性。BIM建模技术能够对于高空坠落坍塌或者是触电等危险源进行有效的识别,然后确定危险的划分区域,可以将感应装置置于作业人员的安全帽中,进行实时的跟踪和检测位置,如果发现施工技术人员建筑到危险区域时,可以通过后台控制系统发出相应的预警信息,告知建筑危险区域的施工技术人员,远离该区域,以达到更好的预防事故的效果[1]。
五、施工安全风险管控
基于BIM技术的建筑施工安全风险管控,通过构建建筑施工安全风险BIM云,将动态的风险源转变为随工程进度、工序实时颜色转换的可视化模型,同时将风险管控措施模型化,通过现场与可视化模型的对比判断,确保安全风险及时预警、风险管控措施切实落实[2]。
通过BIM开展建筑施工安全风险管控主要通过应用软件实现4个步骤:①现场人员在风险管控软件移动端和PC端通过智能手机、平板电脑、视频监控巡查现场安全风险源,采集现场数据上传至服务器;②调用BIM云中的风险源信息(风险辨识清单、风险评估清单、风险控制措施清单)与现场采集的风险源情况进行对比,判断风险等级、风险控制措施落实情况;③对于风险控制措施未按照BIM云中的风险控制措施清单落实的作业活动、设备设施,在BIM模型中进行可视化报警,同时通过电话、短信、邮件向相关人员发送预警信息;④经判断为安全风险管控措施不到位的作业活动、设备设施,自动关联相应BIM构件发起隐患整改流程,督促相关责任人落实整改、整改复查[3]。
结束语:综上所述,建筑业在我国经济社会发展中地位尤为重要,对提高经济社会效益和改善人民生活水平具有重要作用。而建筑工程中的施工安全管理直接影响着工程的质量、进度和成本等因素,故对基于BIM技术的高层建筑施工安全管理的研究具有重要意义。
参考文献:
[1]张子龙.基于BIM的高层建筑施工安全风险管控关键技术研究[J].工业安全与环保,2021,(12):61-64+72.
[2]罗人蜜.BIM技术对高层建筑施工安全预警的研究[J].四川水泥,2021,(12):80-81.
[3]陈鸿.BIM技术在高层建筑结构施工中的应用——以福州建工(集团)总公司“建筑生产基地”工程为例[J].工程技术研究,2021,(19):275-276.
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