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基于BIM技术的装配式建筑安全风险识别与防控策略
摘要:装配式建筑凭借其高效、环保、高质量等优势,已成为建筑业发展的趋势。然而,装配式建筑在设计、生产、施工、使用等各阶段也面临诸多安全风险。本文基于BIM技术,从构建安全风险预警体系、强化构件生产和施工质量控制、完善安全风险管理制度体系、深化安全风险防控智慧化应用等方面,提出了一系列针对性的安全风险防控策略和措施,旨在从源头上识别和防范装配式建筑的安全风险,促进装配式建筑的高质量发展。
关键词:BIM技术;装配式建筑;安全风险;防控策略
引言
近年来,随着建筑工业化、智能建造等发展理念的深入推进,装配式建筑以其高效率、高品质、低能耗、低排放等优势,受到了社会各界的广泛关注。相较于传统现浇建筑,装配式建筑的生产方式和施工工艺有很大不同,因此在安全风险防控方面也面临诸多新问题和新挑战。系统研究装配式建筑的安全风险防控对于保障建筑工程安全、提升建筑品质、推动建筑业高质量发展具有重要意义。本文拟从装配式建筑的特点出发,探讨其安全风险防控的策略和路径,以期为有关方面提供有益参考。
一、基于BIM的装配式建筑安全风险识别分析
BIM技术在装配式建筑安全风险识别中发挥着关键作用。装配式建筑在设计、生产、运输和施工等各个阶段都存在特有的安全风险,这些风险如果不能及时识别和评估,可能导致严重的安全事故,威胁人民生命财产安全。
在设计阶段,装配式建筑面临着结构设计缺陷、构件尺寸不合理、材料选择不当等风险。BIM的参数化功能可对不同工况下的结构受力进行分析,识别出可能存在的结构安全隐患,比如不合理的装配式节点设计导致的受力风险。在生产阶段,安全风险主要来自构件制造的质量问题,如模具精度不足导致构件尺寸偏差,影响安装精度,从而产生安全风险;生产工艺不规范,如混凝土振捣不密实,可能使构件在使用过程中出现裂缝等问题。利用BIM可对构件生产过程进行模拟,分析可能影响质量的环节,从而降低安全风险。运输和施工阶段的安全风险包括构件吊装失衡、碰撞、安装位置偏差等。大型构件的吊装和安装过程非常复杂,任何细节的疏忽都可能引发安全事故。BIM技术可结合运输路线规划,识别道路限高、限宽等对构件运输的影响,提前模拟施工过程和复杂工况,预测安全风险点。
二、基于BIM技术的装配式建筑安全风险防控策略
(一)构建基于BIM的装配式建筑安全风险预警体系
为有效防控装配式建筑安全风险,构建基于BIM技术的安全风险预警体系至关重要。该体系主要包括数据收集与整合、风险识别与分类、设置预警参数、实时监测与反馈、预警响应机制共五个环节。通过安全风险预警体系,识别装配式建筑中出现的安全风险,并分类标注在BIM模型中相应位置。系统对识别出的风险进行概率和影响程度评估,通过数据比对,超出阀值时自动触发预警。同时,利用BIM的信息共享功能,使各方参与人员都能及时了解安全风险状况,协同应对。安全风险预警体系如表1。
(二)强化装配式建筑构件生产和施工过程的安全控制
装配式建筑的安全性能在很大程度上取决于构件生产和施工质量,工程安全的控制同时也是工程质量的控制。在构件生产阶段,要从原材料采购、生产工艺、质量检验等环节入手,全面加强质量管控[1]。利用BIM技术对构件生产过程进行精细化管理,实时监控构件质量和尺寸精度,优化生产工艺流程,减少人工操作环节,提高生产自动化水平;建立从原材料进场到构件出厂的全过程质量追溯体系,确保每一个构件都有可靠的质量保障。在施工阶段,通过BIM模拟构件吊装、就位、连接等关键工序,编制详细的施工组织设计和安全专项方案。基于BIM5D技术优化施工方案和现场布置,对施工过程进行实时监控,特别是对危险性较大的分部分项工程进行重点预警,防范安全事故发生。通过强化装配式建筑构件生产和施工质量控制,从源头上防范和化解各类安全风险,为装配式建筑的安全性能提供坚实基础。
(三)加强装配式建筑安全风险管理制度建设和执行力度
制度是安全生产的基本保证。针对装配式建筑的特点,要基于BIM技术系统建立完善的安全风险管理制度体系,为安全风险防控提供制度保障。一是要建立健全安全生产责任制,明确各方主体的安全职责和权限,将BIM技术在安全生产中的应用纳入各级人员的职责范围,形成协同共管的安全管理格局。二是要制定BIM安全管理实施规范,确定BIM技术在安全管理中的具体应用目标,结合项目特点和行业要求,制定详细的BIM安全管理实施规范,包括模型创建、信息录入、模型审查、安全分析等方面的标准和流程。三是要制定动态监测与风险管理制度,利用BIM模型进行施工动态监测,实时跟踪施工进度和安全状态,及时发现并处理安全问题。根据安全分析结果和施工进度,提前编制安全防护策划方案,优化安全防护措施,统计安全防护资源计划。四是要制定可视化交底与教育培训制度,利用BIM技术进行技术交底,将施工步骤、逻辑关系、复杂作业情况等直观地展示给施工人员,规范装配式建筑设计、生产、施工等各阶段的安全管理行为,提高交底效果;采用BIM技术为施工人员进行消防安全疏散模拟、安全救助模拟等培训,提高安全意识。在制度建设的同时,还要强化制度的执行力度,加大安全监督检查和违章处罚力度,确保各项安全管理制度落到实处、见到实效,为装配式建筑的安全生产提供有力的制度保障。
(四)深化装配式建筑安全风险防控的智慧化应用
随着数字技术的快速发展,大数据、物联网、人工智能等新技术为装配式建筑的安全风险防控带来了新的机遇[2]。要顺应智能建造与建筑工业化的发展趋势,将新技术与装配式建筑的安全生产深度融合,推动安全风险防控向智慧化、信息化、精细化方向发展。比如,在构件生产车间部署智能传感器,对生产设备运行状态实时监测,对产品质量进行在线检测,一旦发现异常及时预警;在运输车辆和构件上安装定位芯片,实现构件的全流程跟踪和管理;利用激光扫描、计算机视觉等技术对装配式建筑进行数字化检测,高效识别结构变形、构件损伤等安全隐患;开发装配式建筑安全风险管理系统,汇聚各类风险数据,进行大数据分析和风险预判,对重点风险工序进行实时监控和预警,提高安全管理的智能化水平。通过深化装配式建筑安全生产与新技术的融合应用,提升装配式建筑的本质安全水平,推动建筑业高质量发展。
结束语
总之,装配式建筑作为一种新型的建筑生产和建造方式,虽然具有诸多优势,但其安全风险防控也面临诸多挑战。针对装配式建筑设计、生产、施工、使用等环节的特点,构建全过程、全要素、全参与的安全风险防控体系至关重要。BIM、物联网、大数据等新技术在装配式建筑安全风险防控中大有可为,应加快推进其与装配式建筑的融合应用。未来,随着装配式建筑的快速发展,亟需持续创新安全风险防控理念、方法和技术,建立与装配式建筑相适应的安全生产标准和规范,加强安全风险防控能力建设,为装配式建筑的高质量发展保驾护航。
参考文献:
[1]杨奎.装配式建筑施工安全风险评价及管理措施[J].陶瓷,2024,(05):1 56-159.
[2]宋二川.装配式建筑施工阶段安全风险评价[J].陶瓷,2023,(12):228-230.
基金项目:2023年阜阳市重点产业链项目“绿色低碳发展理念下的阜阳市装配式建筑安全管理路径研究”(编号:2023KYXM13);2022年阜阳职业技术学院质量工程项目“装配式混凝土结构深化设计与施工仿真实训基地”(项目编号:2022XNFZ01)。
作者简介:陈先军(1983.10—),男,汉族,安徽寿县人,硕士,讲师,主要研究方向:绿色建筑

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