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基于BIM技术的建筑施工危险源管理研究

作者：黄亮

来源：《装饰装修天地》2018年第09期

摘 要：我国建筑行业事故频发，除了人为的安全隐患排查不到位、安全监管责任没有落到实处的原因外，还有一方面原因是当前建设项目安全管理的方法和技术陈旧，缺乏适应信息化趋势的安全管理手段。安全事放的根源是危险源，要探索信息化的安全管理模式就首先要探索危险源的信息化辨识和控制方法，来达到预防事故发生的目的。而BIM技术作为一种基于计算机信息技术的新兴管理模式，能够集成建筑产品全生命周期的各类数据，并以可视化的直观形式进行表达，BIM技术的推广和应用可彻底改造目前的安全管理模式 关键词：危险源管理；BIM；建筑施工 1 施工项目危险源主要分类和事发原因 1.1 危险源的分类

建筑施工项目安全生产是一个生产链比较复杂而又持续时间较长的一个过程，也更是危险事故多发的一个环节，这也决定了此阶段危险源的多发性和产生原因的复杂性。关于危险源的分类，由于考虑的角度不同，其分类也不尽相同。从能量释放理论考虑，将危险源分为两大类，第一类危险源为可能发生意外释放的能量或危险物质，这类危险源自带能量属性，无论有没有外在的引导，其危险性就一直存在，可直接导致事故的发生，例如供电电压器、炸药和塔吊；第二类危险源是间接诱发第一类危险源发生的现象，例如工人的不良操作。本文主要从建筑生产项目中经常出现的典型危险源为研究重点，进行基于BIM技术的建筑施工危险源管理，通过从高空坠落、物体打击及机械伤害、坍塌三大方面对危险源可能发生的部位及能量源进行分析。

1.2 危险源的事发原因

危险源是建筑安全事故发生的来源，它不仅关系到工人的人身安全、项目的效益，而且与社会的和谐发展都息息相关，由此汇总建筑工程事故典型危险源清单是每个项目管理人员所应该重视的事情。危险源作为事故发生的根源，是建筑施工企业安全管理工作中取重要的一环。科学、全面的辨识施工中存在的危险源，能有效预防和防止事故发生，保障施工安全，减少企业损失。建筑工程事故典型危险源多发主要是因为高处坠落、物体打击事故、机械伤害、坍塌事故等造成的。 2 BIM技术综述 2.1 BIM的概念

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关于BIM的概念有诸多定义，美国国家BIM标准中BIM的定义较为权威：BIM是一个建设项目物理和功能特性的数字表达，能够为建筑产品全生命周期管理提供基础；随着项目的进度发展，各参建方可以在BIM中协同共享、提取和修改信息。

我国《建筑工程信息模型应用统一标准（征求意见稿）》也对BIM的概念进行了界定：建筑信息模型（BIM）是全寿命期工程项目物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达。

2.2 BIM技术的特点和应用优势

（1）面向构件的参数化设计。在BIM模型中，每一个可选的实体或图元建模需要用一定规则来确定几何参数和约束。参数化建模能完整真实的展现建筑实体情况，通过调整有关参数可以驱动构件形状发生改变，同时能够以参数为依据进行相关的计算分析和模拟。

（2）数据的关联性。通过对BIM模型中的构件赋予参数信息后，修改参数会导致相关的图元发生改变，如在立面图中修改墙体高度，该墙体的高度参数在其他视图中也会实现更新，这样大大提高了视图之间的关联性；改变在墙体内的窗宽度，则墙体会自动适应窗的边框连接，无需再对墙图元进行修改，实现关联构件的信息自动更新。

（3）可视化模拟。通过BIM模型可以实现在计算机中直观展现包括构件、施工机械、场地等各类模型，彻底颠覆传统CAD二维图纸缺乏直观性的特点，同时结合时间进度文件可以模拟施工过程，有效改善传统的安全管理方式。

（4）信息共享和协同工作。基于BIM技术的信息管理可集成项目全生命周期（决策、设计、施工、运营等）、各目标（质量、安全、成本、进度等）、各专业（建筑、结构、机电、给排水等）的信息，实现业主、设计、施工、监理等各方的信息共享与协同管理，形成以BIM为核心中央数据库的沟通平台与存储中心，解决以往项目信息传递不畅和信息孤岛效应，保证了数据共享能够及时准确。

（5）功能的可扩展性。一般来说，BIM 3D是建设项目的三维展示，BIM 4D是在3D的基础上加入时间维度来进行进度控制，5D是基于BIM 4D加入成本维度的造价控制，随着BIM应用的不断扩大和深入，nD将会更大程度上扩展到对建筑产品全生命周期的控制，集成进度、成本、质量、安全、运营维护等各个方面的信息。 3 基于BIM的建筑施工危险源管理系统构建 3.1 BIM可视化对危险源的控制

（1）施工模拟BIM技术可以对建筑施工过程进行施工模拟，在工程实际开工之前提前对项目施工进行模拟，模拟过程中可以监测到影响施工质量、进度、安全和成本的因子，通过危

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险源识别对建筑施工各个工序和环节进行模型和综合分析，提前对这些影响因素提出解决方案，提高施工进度、减少危险源数量、降低施工成本等。

（2）碰撞检査碰撞检查是BIM技术应用中一个很重要的功能，通过碰撞检查可以事先发现建模过程中的一些危险源，针对己发现的危险源可尽早提出防护措施，避免施工过程中出现返工、设计变更、进度延迟、工程事故等问题。基于BIM可视化优势对危险源构件进行碰撞检查，可及时发现建筑施工过程中的危险源安全隐患。

（3）三维渲染基于revit搭建的建筑信息模型，对模型进行三维渲染，导出三维渲染动画，可以达到视觉上的真实效果，犹如身临其境。基于三维模型作为三维渲染二次开发的基础，既能够提高三维渲染的精度和视觉冲击力，也可以更直观的监测危险源，指导建筑施工过程，降低危险源事故率。 3.2 危险源预警系统

危险源管理的智能化、信息化是本研究的重点之一，本文借助计算机技术、网络技术等，探索危险源预警系统的建立。危险源预警系统的重要组成部分是危险源监控系统，危险源监控系统由摄像机、解码器、高速球、半球摄像机、显示器、数字视频主机等组成，摄像机拾取危险源信号后，经过解码器转换，传入视频主机统一管理。危险源预警系统除了监控系统还需要射频识别技术（RFID）的信息采集技术支持，在危险源管理中，运用射频识别技术可以对施工人员、现场材料和机械等进行位置的定位，也可以实时采集人、机、材的身份、属性、状态等基本信息。RFID技术是危险源管理系统的核心技术，可以实时实现危险源跟踪和危险源控制。RFID对危险源信息比如现场施工照片、重点部位、事故隐患、危险源属性等进行自动采集后，自动录入BIM模型，并与项目进度相关联。 4 结束语

基于BIM的施工危险源管理系统的构建，在单纯的BIM建模基础上増加了前后端延伸扩展，通过前端RFID技术采集现场实时安全状况，中端BIM安全信息模型信息对比处理，后端移动设备推送安全信息和预警，形成了动态危险源循环管理的回路，改善BM危险源模型中安全信息缺失的情况，能够有效指导施工安全管理，减少施工安全事故的发生概率，提高安全管理工作效率。 参考文献：

[1] 杨德 基于工效学的施工危险源识别模型化[J].经济建筑，2006.

[2] 董大曼.建设施工安全生产中的危险源管理研究[D].上海：同济大学，2009.