浅谈BIM在建筑施工安全管理中的应用
建筑工程施工过程中运用BIM技术来指导施工安全，研究基于BIM的建筑施工安全管理，对保障建筑工程施工安全有指导性意义。
随着我国经济的高速发展，工程的建设也不断的增加，在工程建设过程中每年发生的安全事故和安全事件不计其数，给社会和国家带来的生命财产损失也难以估量。在项目建设过程中施工企业要坚持以安全生产标准化为基础，项目在实施过程中坚持以技术科技为指导，争取将安全事故发生的次数和损失将到最小。
因此在安全生产标准准化建设过程中需要以BIM为技术手段，采取信息来构建建筑工程的时间和空间模型，对施工现场时的安全管理进行时间和空间上的管理。下面主要介绍建筑工程施工过程中利用BIM技术来指导施工安全，基于BIM的建筑施工安全管理做一些研究，对保障建筑工程施工安全有指导性意义。
建设工程项目背景
我国的建设工程项目规模巨大，建筑业从业人员多，是世界上最大的行业劳动群体。根据国家统计局数据，2004年至2012年近十年来，建筑业从业人数从2004的2500.3万人增加到2012年的4267.2万人，建筑业总产值从2004年的29021.45亿元逐步增加到2012年的137217.86亿元。国内生产总值中建筑业的比重不断升高，从2004年的5.43%逐步增加到2012年6.84%。可见，随着国民经济持续稳定的增长，建筑业已经发展为国民经济的重要支柱产业。
然而，建设工程的劳动密集和投资大等特点，导致建设工程安全事故所造成的人员伤亡和财产损失较为严重，每年有上千人在事故中死亡，因事故造成的直接经济损失逾百亿。我国的建筑业安全事故状况仅次于危险化学品和矿山行业，严重制约了建筑业的可持续发展。
这是由于建设工程施工内容，地点，作业时间等都不相同，极易导致难以协调的情况，从而造成安全事故。由于建设有周期长、投资大、涉及面广、工作量大等特点，在建设过程中稍微有点不注意，就有可能造成质量隐患，工期拖延，更有可能引发安全事故。
以BIM作为核心的安全管理模式
为了减少施工过程中事故的发生，传统的方式已经无法准确完整的报告实时的建设状况，所以有必要有一个更加高效，高科技的安全集成管理办法对施工项目进行全面的，系统的，现代化的管理，这就是以BIM作为核心的安全管理模式。
基于BIM的建筑信息模型，我们就可以建造可视化的技术，为建设信息化提供基础，让管理决策更加信息化，自动化，科学化，标准化。在带动建筑工程施工效率提升的同时，也大大降低了施工安全隐患。下面，就基于BIM在建筑施工空间安全管理研究，对于施工空间管理理论，施工空间管理技术，基于BIM的施工空间安全管理方法，施工空间冲突检查等问题进行探讨。
BIM技术可以现在电脑中的虚拟模拟，其过程本身不消耗施工资源，却可以根据可视化效果看到并了解施工过程和结果，可以较大程度地降低返工给带来的安全风险，增强管理人员对安全施工过程的控制能力。基于BIM的技术在安全生产施工中的应用有以下几点：
一、临时设施
临时设施是为工程建设服务的，它的布置将影响到工程施工的安全、质量和生产效率，三维全真模型虚拟临时设施对施工单位很有用，可以实现进行临时设施的布置及运用，还可以帮助施工单位事先准确地估算所需要的资源，以及评估临时设施的安全性，是否便于施工，以及发现可能存在的设计错误。
并根据所做的施工方案，将安全生产过程分解为的维护和周转材料等建造构建模型，将他们的尺寸、重量、连接方式、布置形式直接以建模的形式表达出来，来选择施工设备、机具、确定施工方法，配备人员，通过建模，可以帮助施工人员事先有一个直观的认识，在深入的研究怎样去施工和安装。（见图一）
图一 基坑边围护栏杆安装示意图
二、作业前，根据方案，先进行详细的施工现场查勘
重点研究解决施工现场整体规划、现场进场位置、材料区的位置、起重机械的位置及危险区域等问题，确保建筑构件在起重机械安全有效范围作业；利用三维建模，可模型施工过程，构件吊装路径、危险区域、车辆进出现场状况、装货卸货情况等。
施工现场虚拟三维全真模型可以直观、便利的协助管理者分析现场的限制，找出潜在的问题，制定可行的施工方法。有利于提高效率、减少传统施工现场布置方法中存在漏洞的可能，及早发现施工图设计和施工方案的问题，提高施工现场的生产率和安全性。在平面布置图中塔吊布置是施工总平面图中比较重要的一项，塔吊布置的是否合理会直接影响施工进度、安全。塔吊布置主要考虑覆盖范围、安装条件以及拆除。
在布置的过程中，一般施工单位前两项一般都做的比较出色，而往往会忽视掉最后拆除一项。因为塔吊是可以自行一节一节升高的，上升过程中没有建筑物对其由约束，而拆除的时候就不一样了，悬臂约束、配重约束、道路约束等等一些甚至想不到的因素。在这些因素中有的建设项目可能没有考虑周全，也有整体布置没有更形象的空间比较的因素。
通过BIM，将塔吊按照整个建筑的空间关系来进行布置和论证，会极大的提高布置的合理性。然后通过链接其他模型，如施工道路，临时加工场地，原材料堆放场地，临时办公设施，饮水点，厕所，临时供电供水设施及线路等等。
运用BIM技术，会使施工总平面布置图就像是在画布上摆玩具一样，根据不同的方案采用不同的布置，效果更直观，修改更迅速更准确，也极大的减少了以往施工总平面图的庞大修改的工作量。（见图二）
图二 现场平面布置图以及塔吊布置
三、通过BIM的3D模拟平台虚拟工程安全施工
对整个工程的施工过程中的安全管理可以是可视化管理，达到全真模拟。通过这样的方法，可以使项目管理人员在施工前就可以清楚下一步要施工的所有内容以及明白自己的工作职能，确保在安全管理过程中能有序的管理，按照施工方案进行有组织的管理，能够了解现场的资源使用情况，把控现场的安全管理环境，会大大增加过程管理的可预见性，也能够促进施工工程中的有效沟通，可以有效地进行评估施工方法、发现问题，解决问题，真正的运用PDCA循环来提高工程的安全管控能力。这样就可以将改变原来传统的施工组织模式、工作流程和施工计划。
四、对于BIM技术的建模进行全过程的模拟
使工程的安全、技术和施工生产管理人员能清楚的了解每一步的施工流程，将整个过程分解为一步一步的施工活动，让他们在管理过程中思路清晰，并且能够发现问题，并提出解决的新方法，并针对其新的方法来进行模拟验证是否可行，这样就可以做到在工程施工前绝大多数的施工风险和问题都能被识别，做到事前有效的控制，并顺利解决存在的问题。
五、建模进行施工过程的模拟
可以使整个过程达到可视化，同时通过三维效果能让没有识图能力的人也能看明白是怎么回事。这样就可以极大的便利了项目参与者之间够交流，可以增加项目参与各方对工程内容及完成工程保证措施的了解。
施工过程的可视化，使BIM成为一个便于施工参与各方交流的沟通平台。通过这种可视化的模拟缩短了现场工作人员熟悉项目施工内容、方法的时间，减少了现场人员在工程施工初期犯错误的时间和成本。还可加快、加深对工程参与人员培训的速度及深度，真正做到质量、安全、进度、成本管理和控制的人人参与。
六、BIM还可以提供可视化的施工空间
BIM的可视化是动态的，施工空间随着工程的进展会不断的变化，它将影响到工人的工作效率和施工安全。通过可视化模拟工作人员的施工状况，可以形象地看到施工工作面、施工机械位置的的情形，并评估施工进展中这些工作空间的可用性、安全性。
总之，对于BIM在建筑业安全中的应用趋势，从建筑业的实践中，许多施工单位还未清楚的认识到BIM对于提高建筑安全状况的直接作用，但现在许多施工企业在BIM对于建筑安全的间接作用上有了进一步的认识，他们普遍认为BIM可有效提高施工质量并控制返工率，这将会一定程度上降低事故的发生，也同样会降低施工成本，达到既经济有安全的施工，做到在施工过程中通过模型信息管理，将各建设阶段的流程得以控制。同时通过信息模型的应用，建立预防机制，可以直观的规范安全生产行为，使生产各环节符合有关安全生产法律法规和标准规范的要求，促使人、机、料、环境处于良好的状态，并持续改进，不断加强使用企业在安全生产过程中规范化建设。
（作者： 段艳慧 中国二十冶集团有限公司 ）
