基于BIM 技術(shù)的工程施工規(guī)劃和安全管理

姜 俊，姜國青，何以農(nóng)

1.洪都建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330229；2.南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，江西 南昌 330031

BIM 技術(shù)做為建筑業(yè)一種先進(jìn)的、科學(xué)的、高效的技術(shù)方式在管理中發(fā)揮著重要的作用，可顯著提高工程管理的質(zhì)量和效率，為建筑工程管理水平提供有效保障，從而推動建筑工程建設(shè)朝著健康的方向可持續(xù)發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)的簡介

BIM 技術(shù)將數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、模塊技術(shù)、云技術(shù)等應(yīng)用于建筑工程管理中，能實(shí)時集合全建筑施工過程中的各種信息，為工程項(xiàng)目各專業(yè)、各組織和人員提供信息共享、交流和協(xié)調(diào)的平臺［1］。其核心是通過協(xié)調(diào)和建立各專業(yè)的模型，并用數(shù)字技術(shù)等將完整的、實(shí)時的模型上傳至云端。設(shè)計單位、施工單位、運(yùn)維管理及施工、監(jiān)督和管理人員可通過BIM 平臺對實(shí)際對工程進(jìn)行高效協(xié)同管理，以滿足高效性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性發(fā)展。

2 BIM 技術(shù)的基本性能

2.1 可視化

BIM 實(shí)現(xiàn)的是建筑工程實(shí)體和虛擬的建筑信息模型之間的轉(zhuǎn)化。可視化讓傳統(tǒng)以線條的形式呈現(xiàn)的構(gòu)件以三維、動態(tài)的實(shí)物呈現(xiàn)，對于建筑行業(yè)來說可視化具有突出的實(shí)際意義，可以為建筑工程帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益?；诳梢暬夹g(shù)可生成報表及效果圖，且有利于項(xiàng)目在整個設(shè)計過程中組織協(xié)調(diào)設(shè)計、制作、施工和運(yùn)營過程中的決策和協(xié)調(diào)作用，從而解決傳統(tǒng)施工過程中難理解的問題。

2.2 協(xié)調(diào)性

施工單位、業(yè)主單位以及設(shè)計單位需要相互協(xié)調(diào)和配合才能使建筑工程質(zhì)量得到提升。協(xié)調(diào)是工程中一項(xiàng)重點(diǎn)工作。遇到了問題，就需要項(xiàng)目的各個參與方組織起來商量解方案，然后做出設(shè)計變更，再次根據(jù)設(shè)計變更重新指導(dǎo)施工。在設(shè)計時，常常因?yàn)楦鱾€專業(yè)不能實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，出現(xiàn)各種專業(yè)之間的碰撞問題。基于BIM 技術(shù)打造一個協(xié)調(diào)服務(wù)平臺，項(xiàng)目的各個參與方可在該平臺通過相關(guān)權(quán)限上傳或者調(diào)用有關(guān)工程項(xiàng)目信息。從而有利用各個專業(yè)之間的溝通，避免了大量的返工，提高設(shè)計效率。

2.3 模擬性

模擬性不僅局限于建筑物模型，還可以對建筑基本功能進(jìn)行模擬。在建筑設(shè)計過程中，對于不同設(shè)計方案之間可運(yùn)用BIM 技術(shù)來模擬建筑功能使用、防火、隔音、采光通風(fēng)和日照等各種性能，以及對不同設(shè)計方案的比較，供業(yè)主在多方案之間做出最優(yōu)方案選擇。另外在項(xiàng)目的施工階段對三維模型增加時間參數(shù)進(jìn)4D 模擬，根據(jù)施工組織設(shè)計模擬實(shí)際的施工進(jìn)度，從而確定合理的施工方案。在運(yùn)維階段還可以模擬可能發(fā)生的一些緊急情況。

2.4 優(yōu)化性

整個設(shè)計、施工、運(yùn)營的過程就是一個不斷優(yōu)化的過程。BIM 技術(shù)服務(wù)內(nèi)容是根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目實(shí)時更新的。可對項(xiàng)目的各種真實(shí)信息進(jìn)行采集、分析、調(diào)用。然而，當(dāng)前許多項(xiàng)目過于復(fù)雜且施工難度很大，BIM 及其配套的工具為這種復(fù)雜項(xiàng)目優(yōu)化提供了新思路。

2.5 可出圖性

可依據(jù)BIM 模型繪制常規(guī)的建筑設(shè)計圖紙和構(gòu)件加工圖紙。通過BIM 模型三維審圖以及機(jī)電專管線綜合優(yōu)化可初各個專業(yè)的深化圖紙，從而使工程表達(dá)更為詳細(xì)，可用于指導(dǎo)施工。

3 BIM 技術(shù)在施工安全管理中的具體應(yīng)用

3.1 科學(xué)劃分危險區(qū)域

在項(xiàng)目施工前，對可能存在的危險源進(jìn)行初步判斷以及存在的原因，并采取有針對性相關(guān)措施消除隱患，有效保證施工過程的順利開展［2］?；贐IM 的建筑信息化模型能夠展示施工設(shè)備、建筑構(gòu)件、建筑部件及建筑材料的全面的真實(shí)的信息。通過4D 模型，有利于施工安全管理人員掌握施工環(huán)節(jié)中各類危險因素。從而確定施工過程中最不利因素。BIM 技術(shù)強(qiáng)大的模擬性和可視化兩大特征，可以實(shí)現(xiàn)對施工過程的全真模擬并對危險區(qū)域不同類別顏色進(jìn)行等級劃分，再依據(jù)劃分等級的嚴(yán)重程度制定相應(yīng)的安全管理措施。通過安全預(yù)警可有效提高施工場地內(nèi)的安全性，降低安全事故發(fā)生率。例如，在BIM 模型里做一些臨邊洞口防護(hù)設(shè)計，建立安全防護(hù)欄、蓋板等構(gòu)件以達(dá)到安全預(yù)警作用，未雨綢繆。

3.2 三維場地規(guī)劃

隨著城市用地的逐漸減少和城市環(huán)保等要求逐漸提高，工程項(xiàng)目施工難度越來越大。如何合理規(guī)范工程施工步驟、施工區(qū)域、規(guī)劃建筑用地，均成為當(dāng)前工程施工和管理所急需解決的問題［3］。此外，在保證工程項(xiàng)目安全施工的同時，還需進(jìn)一步合理有效地提高空間利用率，以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益［4］。當(dāng)前，通過BIM 技術(shù)，可對三維場地進(jìn)行前期精細(xì)分析并初步模擬建行環(huán)境，隨后建立構(gòu)件堆放、施工安裝、施工設(shè)備布置的三維模型，指導(dǎo)施工交通、施工部署、工作面布置等工作，對施工過程中各種方案進(jìn)行優(yōu)化，為構(gòu)件的進(jìn)場、檢驗(yàn)、堆放、安裝。合理的規(guī)劃與布局建筑工程施工場地，通過BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場的安全管理，對各類施工過程中可能突發(fā)的一些危險性因素可進(jìn)行靜態(tài)檢測，對施工環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化管理，為提升施工操作的規(guī)范性，打造符合要求的文明施工現(xiàn)場創(chuàng)造有利條件。

3.3 云端安全管理

在云端，將所有專業(yè)基于Revit 建立的模型上傳到BIM5D平臺上，可有效進(jìn)行安全、運(yùn)營等管理。基于所搭建的模型平臺，管理人員可實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場信息、添加施工信息、人員信息等［5］。另外，通過對現(xiàn)場施工過程的文字、語音、視頻等記錄，可實(shí)時上傳至云端模型并進(jìn)行關(guān)聯(lián)。然后，通過BIM5D 平臺管理人員將安全問題的整改方案下達(dá)到項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，實(shí)時在移動端就可以接收整改方案并改進(jìn)。同時，BIM5D 平臺可實(shí)時記錄和反應(yīng)施工地點(diǎn)、施工人員中存在的安全和質(zhì)量問題，并自動生成報表給管理人員，清晰反應(yīng)全施工過程中的安全問題。

4 結(jié)語

以信息化技術(shù)為依托，建立健全建筑工程安全管理制度。通過危險區(qū)域的劃分、優(yōu)化建筑場地的布置以及云端安全檢查等途徑實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)有效應(yīng)用，從而提升施工安全管理水平和工程質(zhì)量，為企業(yè)樹立良好的口碑。同時，相關(guān)人員需加強(qiáng)對新技術(shù)學(xué)習(xí)，提升應(yīng)用能力，增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際效果。