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建筑安全管理论文,BIM技术论文,信息平台论文,安全管理评论文

2022-12-16 13:11 85 浏览

在科技和经济的进步与发展的背景下,人们对建筑样式的需求在不断变化,建筑难度也在逐渐加大。与此同时,在建设的过程中,安全事故的不断出现使得人们的生命财产遭到了巨大的损失,由此可见,传统模式下的安全管理已经不再适用现代建筑业的发展需要。如何找到一种新的安全管理模式成了新的研究课题。BIM技术的适时出现为建筑安全管理提供了新的研究思路和方向,为解决建筑业安全问题提供了辅助性的技术支持。

本文首先对建筑工程安全管理和BIM技术相关的理论进行了概述,通过问卷调查及实地调研,对建筑工程常见危险源进行整理和分类,了解了传统模式下建筑工程安全管理的应对措施,并对建筑工程安全管理中应用BIM技术的适用性及其优势进行了分析,为下文的进一步研究做了铺垫。

然后对BIM技术在建筑工程安全管理中的应用进行了研究,建立了BIM技术安全管理评价指标体系,包括:BIM技术信息建设、BIM技术安全管理方法、BIM技术保障措施和BIM技术应用的各个阶段,并对多层次模糊综合评价法进行了理论阐述。

最后选取工程案例进行应用分析,主要包括建筑信息模型的创建、可视化安全技术交底、施工场地的优化、4D施工模拟、高大模板支撑体系的安全管理、临边洞口的防护及BIM5D安全管理平台系统,利用改进的层次分析法(AHP)对各指标权重进行计算,并对其模糊综合评价,证明了BIM技术应用于建筑工程安全管理效果明显,提高了安全管理的水平,为本文的研究提供了技术保障。

关键词:建筑安全管理、BIM技术、信息平台、安全管理评

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义 3

1.3国内外研究现状 4

1.3.1建筑工程安全管理研究现状 4

1.3.2基于BIM技术的安全管理研究现状 5

1.4研究内容、方法和技术路线 9

1.4.1研究内容 9

1.4.2研究方法 9

1.4.3技术路线 10

第2章建筑工程安全管理及BIM技术理论分析 11

2.1调研工作的准备与实施流程 11

2.1.1调研工作的准备 11

2.1.2调研工作的实施 12

2.2建筑工程安全管理分析 12

2.2.1建筑工程安全管理的概念与特征 12

2.2.2建筑工程安全事故致因理论 13

2.2.3建筑工程危险源的识别、分类与评价方法 16

2.2.4传统模式下建筑工程安全管理应对措施 20

2.3BIM技术理论概述 21

2.3.1BIM技术的相关概念及特点 21

2.3.2BIM技术的应用情况 24

2.3.3BIM技术应用中存在的问题 24

2.3.4BIM技术应用于建筑工程安全管理中的优势 25

2.4本章小结 26

第3章基于BIM技术的建筑工程安全管理研究 27

3.1BIM技术在建筑工程安全管理中的主要内容 27

3.1.1BIM安全管理信息模型的创建 27

3.1.2BIM安全信息平台 28

3.1.3可视化安全技术交底和安全教育 29

3.1.4施工场地的优化 31

3.1.5高大模板工程支撑体系的安全管理 31

3.1.6临边洞口的安全防护 33

3.2BIM技术安全管理评价体系的建立 34

3.2.1BIM技术安全管理评价指标体系的创建 34

3.2.2基于改进的层次分析法(AHP)确定权重 34

3.2.3模糊综合评价 38

3.3本章小结 39

第4章案例应用分析 40

4.1工程概况 40

4.1.1项目背景 40

4.1.2项目的重点难点部位 41

4.2BIM技术安全管理应用措施 41

4.2.1BIM建筑信息模型的创建 41

4.2.2可视化安全技术交底和安全教育 44

4.2.3施工场地优化 48

4.2.44D模拟施工 49

4.2.5高大模板支撑体系的安全管理 50

4.2.6临边洞口的安全管理 55

4.2.7BIM5D系统的安全管理 58

4.3BIM技术安全管理应用评价 62

4.3.1基于改进的层次分析法(AHP)确定权重 62

4.3.2多层次模糊综合评价 68

4.4本章小结 69

参考文献


第1章 绪论


1.1研究背景


随着经济的快速提升,房屋结构样式日新月异,体量庞大。与此同时,施工现场的安全管理问题面临着空前挑战,施工现场工作环境的特殊性,注定了施工企业是我国安全事故发生最频繁的企业之一,施工企业安全施工的保证程度决定了企业各方面的利益[1]。安全不仅代表着一个企业的形象,还是保证经济效益的重中之重。因此,在建筑行业中,安全问题必须受到重视,如何更加高效的对施工过程进行安全管理是我国目前发展的研究课题。

据国家统计局表明如图1-1,建筑行业产值度呈现稳步增加趋势,图1表明,到2018年底,我国建筑业总产值大约237488.9亿元,比上一年的同阶段增加11%。


图1-12013-2018年全国建筑业总产值统计图

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                                     Fig.1-1StatisticalchartofthetotaloutputvalueofChina'sconstructionindustryfrom2013to2018


建筑业参与工人人数较多,工人层次和水平差异较大,致使安全事故频发。据统计,截至2018年10月份,全国共发生房屋建筑类的安全生产事故数为648起如图1-2,死亡724人如图1-3,与2017年相比,事故起数增加38起,增长6.15%,死亡人数增加34人,增长4.59%。

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通过图1-4统计分析表明,我国发生次数最高且伤亡人数最多的是坍塌事故。

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例如2018年4月27日银川市新建的综合保税区展览中心工程造成1人死亡的高处坠落事故。2018年4月12日河南省平顶山市高新区科技园区20#厂房二次装修改造工程,发生高处坠落事故造成2人死亡。2018年4月7日吕梁兴县友兰中学

图书馆艺术综合楼项目,发生脚手架倒塌,其中2人致死。当今时代是科技化与信息化的时代,工程项目信息化程度决定了企业的综合管理水平。2014年住建部发布的《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》指出,BIM的发展应该以提高建设效益为核心目的[2]。同时,各省、市、自治区也对BIM技术做了相关行业标准,比如北京市规划局提出自2014年9月1日起,BIM的应用过程以资源、交付及方案的深化为基础,规范BIM的设计内容;辽宁省相关建设部门对BIM模型的标准提出了新的要求。互联网、物联网、FRID、GPS等新技术的发展,必然会对建筑业智能化、精细化的管理提供技术支持,将BIM应用到建设的过程中,是提高信息化产业的必然要求[3]。


1.2研究意义


本文通过查阅相关资料,了解建筑工程安全管理相关的法律法规和标准,然后进行实地调研和问卷调查,对建筑工程现场主要危险源进行分类,创建了BIM技术在建筑工程安全管理中应用的评价指标体系,并用改进的AHP法进行各指标权重的计算,最后用多层次模糊评价法对建筑安全管理水平进行评价和研究。本文研究的意义主要包括:

(1)通过对建筑工程安全管理的理论和BIM技术的概念进行阐述与分析,找到两者的相通性,研究表明BIM技术应用于建筑工程安全管理的可行性,对建筑工程安全管理具有优势。

(2)建立了BIM技术在建筑工程安全管理中应用的评价指标体系,利用改进的AHP确定各指标权重,对安全管理效果进行模糊评价,表明BIM应用于建筑工程安全管理领域的效果明显,为以后的研究提供了参考。

(3)本文将BIM技术应用于具体的工程项目中,验证了其应用的具体效果,为以后的BIM技术应用于建筑工程安全管理提供了借鉴。


1.3国内外研究现状


1.3.1建筑工程安全管理研究现状


(1)国外的研究现状

国外一些信息技术发展较好的国家在工程建设安全领域方面的钻研经历了一个漫长的发展,不论是在理论上还是方法改进上都处于领先状态,一些专家学者的管理理论和方法值得我们去借鉴和学习。西方的专家学者一般将安全管理分为微观和宏观两个角度,从微观角度主要包括安全投资和收益研究、安全体系研究和文化技术研究[4];从宏观角度主要包括一些安全方面的法规和管理形式变化的研究。

Heinrich从安全致因理论的角度建立了海因里希模型,通过模型分析了施工过程中发生安全事故的原因,他将安全事故的发生比喻为多米诺骨牌效应,其认为施工现场的危险因素是相互关联的,经过一系列的反应导致了人员财产的伤亡和损失[5]。

美国学者Hinze认为,工作压力会对整个项目的建设带来不利的影响,在建设过程中应该设立安全监管机构,重视各阶段召开的工作会议,强化对企业各部门的监督[6]。

Gambatese认为安全文化影响和制约着建筑设计,在此基础上,应该将安全管理的理念融入到设计阶段,设计者应该在设计的过程中考虑到可能会出现的安全隐患问题,并承担此相应的责任[7]。

Haupt认为目前与建筑工程相关的法律规范主要有安全责任和安全评价两个层面,将每个管理主体所承担的安全管理义务责任进行细化,划分到所有的工程管理者身上[8]。

Enno以中小型建设项目为例,强调了安全管理是动态变化的,在这一过程中要根据项目实际情况进行安全方案的动态调整[9]。

(2)国内的研究现状

相对于国外的项目安全管理理论和经验,我国的项目安全管理起步相对较晚,管理经验和模式大都是效仿国外,管理水平和技术相对比较落后,但是国内的一些专家和学者在这一方面也有突破性进展。张宇等人从使用的设备、作业者、管理程度和作业形式等四个方面整理出对公路工程影响较大的八种特征,并把影响因素分成5个级别,最后提出了预防措施[10]。

赵馨等人着重研究了建筑工作中临边和洞口防护,将FTA安全风险分析法与施工过程中临边洞口及高空坠落联系在一起进行了更深层次的研究,找出了24种可能影响安全事故发生的因素,并提出了相应的安全管理措施[11]。

江华等人分别分析了我国和其他国家的安全管理方面的模式和现状,对管理过程中不足进行分析,结合案例找出了管理问题的方法,论证了此方法在需求安全问题对策的可行性[12]。

贾卓等人从事故发生原因的角度出发对沈阳地铁施工中的安全问题进行识别,具体分析了在复杂的环境下地铁施工过程中的特点,创建了基于CIM的安全管理评价体系,并应用案例做了实证论证,提出了关于如何提高地下工程安全效度的相应对策[13]。

1.3.2基于BIM技术的安全管理研究现状


(1)国外的研究现状

BIM的概念兴起于北美,在初期阶段由于科学技术的不成熟使得其发展比较缓慢,但是在2003-2007年这个阶段是BIM技术快速发展的增长期,从北美相继传入到了英国、新加坡和日本这些发达国家,目前BIM技术在这些国家的应用程度非常高。如图1-5所示:

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美国对BIM有更加深入和广泛的理解,早就在本国得到了普及。政府部门及一些权威的行业协会也积极的制定BIM应用的相关规范标准,如美国的总务署简称GSA宣布实施3D-4D-BIM计划,该计划规定自2007年开始,在美国的一些符合招标要求的项目必须使用BIM技术,将BIM技术应用到前期规划和后期管理维护中,目前美国推出相关政策支持在建筑工程各个阶段应该应用BIM技术,主要在项目规划、模拟资源消耗及信息模型的数字化管理[14]。如图1-6所示:

图1-6萨维尔大学BIM技术应用

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在欧洲英国政府发布的政府建设策略等相关文件表明:自2012年4月起,在政府的项目中从设计、施工到运营阶段都必须强制性应用BIM,分批阶段性的推广,交付3D-BIM项目,到2016年凡是政府投资的项目都必须将BIM技术应用到文件信息管理状态,英国政府将致力于BIM标准的制定,确保工程项目都能通过BIM技术使得各参建方实现协同化管理,另外英国的CrossRail项目如图1-7,整条线路长达100英里,其投资额高达148亿英镑,其采用BIM技术后,获得了巨大的收益,BIM技术在绿色施工的应用中使得98%的挖方材料得到了重新利用,应用BIM技术绘制的地形地貌模型对其进行数字化管理,使碳排放量降低了11%,在4D模拟施工机具进出场管理中,降低了84%的设备能量排放[15]。

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在亚洲新加坡是应用BIM技术比较成熟的国家之一,其在发展黄廷芳医院项目时如图1-8,将BIM技术与城市规划相结合,实现了在规划过程中的审批自动化,与此同时,新加坡政府与法国达索公司联合开发出了3D-BIM信息化平台,对城市的智能规划和数字化运营提供了很好的平台;韩国政府也提出来BIM发展规划,从2010年起逐年加大建筑工程对BIM技术的应用程度;日本的信息化产业的发展程度非常高,拥有许多适合其国家建筑特色的本土化BIM软件,具有独特的BIM发展环境基础[16]。


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(2)国内的研究现状

我国的BIM技术发展比国外晚,在2002年引进了欧特克公司的BIM技术,最早在南水北调工程、北京奥运会等大型建设工程中应用,并且取得了显著的成效。我国大力推广和支持BIM的发展,BIM技术被我国在“十二五”规划中列为重点发展项目。住建部发布的文件明确提出,到2020年底,凡是用国家建设的具有一定规模项目,在申请生态建设时都应该使用BIM技术,具有国家二级及以上建设资质的公司应该执掌BIM,并让BIM与行业管控一体化集成[17]。我国各省市也颁布了BIM技术相关政策文件,如2014年上海市人民政府明确了BIM技术阶段性实施目标,2016年底配套完成BIM技术应用的相关基础建设及市场环境条件,一些建筑各参建单位应该具备BIM应用能力,2017年市区规模较大的国有项目应该普遍应用BIM技术。

严韦研究了BIM技术信息化的综合应用,构建了BIM技术的危险源管理控制系统,将危险源集成到BIM信息模型中,实现了BIM技术对工程事故的提前预防,最后应用案例分析,验证了BIM技术预警系统管理的准确可靠性[18]。

杨大帅以群体工程为例,分析了传统管理模式存在的不足之处,以BIM技术为出发点,对其应用于建筑工程安全管控做了相关理论研究,得出了其应用的可行性,然后根据具体案例,详细介绍了BIM技术在安全管理应用的实际效果[19]。

刘文平从工程项目的不安全行为和环境两方面研究了事故的预警系统,应用BIM技术对三种不安全行为进行了控制,识别出了六种不安全环境并对其进行了范围界定,分别将GPS和UWB对室内外的目标进行了定位,将Unity平台与BIM技术结合起来,为预警系统提供了技术支持,构建了四种预警分析模块,分别对其进行了详细设计和阐述,最后应用具体案例对其预警功能的效果进行了展示[20]。

程骁围绕BIM技术在工程建设安全管理中的特点及BIM技术的内涵多层次的进行了相关论述,并对BIM技术的管理目标及流程方法进行了分析,针对相关案例强化了BIM技术在安全领域的应用水平[21]。

李群叙述了BIM的应用现状及BIM信息云平台的功能模块,以马头经济开发区项目为背景,介绍了BIM技术在此项目中的应用与实施,构建了BIM云平台管理机制和框架,进一步证明了BIM云平台在协同管理中的可行性,为云平台以后的应用提供了技术和理论参考[22]。

晋兆丰等人应用AHP法分析了影响建筑安全的各个因素,分析指出高处坠落在施工建设中的安全影响最大,总结出了BIM在施工中的应用检测点,在很大程度上保证了项目安全有序的完成[23]。

1.4研究内容、方法和技术路线

1.4.1研究内容:


本文结合国内外相关文献资料,对建筑工程安全管理和BIM技术理论分别做了相关阐述,论证了BIM技术应用的优点和可行性,构建了BIM技术安全管理评价体系,并选取具体的工程案例进行分析和佐证。

第一部分是绪论,对本文的研究背景和意义进行概述,表明我国现阶段建筑工程安全管理的严峻形势和BIM技术的新颖性,通过对国内外现状作对比研究,发现BIM技术在建筑工程安全管理领域的研究价值。

第二部分是安全管理和BIM技术理论概述,采用实地调研和问卷调查相结合的方式,了解建筑工程现场危险源的分类和传统模式下各参建单位对安全管理的应对措施,又分析了BIM技术的应用情况和存在的问题,找出了BIM技术应用的优势及可行性,为下文BIM技术的应用研究作铺垫。

第三部分首先介绍了BIM技术应用的组织架构,然后对BIM技术在建筑工程安全管理领域中的应用进行了研究,主要包括BIM信息模型的创建、BIM安全管理平台的搭建、可视化安全技术交底、高大模板工程支撑体系的安全管理和建筑临边洞口的安全管理,最后搭建了BIM技术在工程施工安全管理中的评价体系。第四部分是具体工程案例的应用分析,结合具体的工程案例,验证了BIM技

术在建筑工程安全管理应用的价值,并应用改良的AHP和多层次模糊综合评价法,定性定量的分析其应用效果,为以后的相关分析提供了很好的参考价值。

1.4.2研究方法


(1)文献研究法:本文搜集整理研究资料,了解了BIM技术和安全管理的一些概念和方法。通过国内外一些权威网站和数据库查询等方式,全面了解BIM技术在安全管理中的理论应用,为文章的创新研究奠定了理论基础。

(2)问卷调查法:对工程各参建单位以及高校的建筑工程领域相关专家进行了调研和访谈,确定了BIM技术在工程建设安全管理方面的应用情况,总结了建筑工程施工中存在的危险因素及各单位的应对方法。

(3)案例分析法:案例分析法是社会科学研究最有效的方法之一,通过实际的案例分析BIM在项目建设安全领域的应用研究,验证了其应用价值。

(4)数学分析评价法:对BIM应用于建设项目安全领域进行定性和定量的研究,找出影响BIM在管理过程中应用的相关因素,构建安全管理评价体系。应用AHP法和模糊综合评价法论证其应用的实际效果。

1.4.3技术路线



第2章 建筑工程安全管理及BIM技术理论分析


2.1调研工作的准备与实施流程


2.1.1调研工作的准备


调研准备工作的实施,首先应该明确调研的目的,成立BIM安全应用评价小组,进行前期的调查和资料搜集工作,然后开展不同层次级别的研究确定出要调研对象,根据目标的不同,梳理维度,设置相关问题,导师进行修正,并进行小范围的修正,最终确定调研表。具体如下:

(1)明确调研目标:此次调研主要是为了了解建筑工程现场危险源的分类和在传统模式下各参建单位的应对措施,以及了解BIM技术的应用情况和存在的问题。

(2)成立BIM安全应用评价小组:确定对问题研究的相关人员、安全领域专家和BIM工作室各个组织机构的小组成员。

(3)为BIM研究体系的后续研究做相关准备,调查安全管理的应用工作情况和BIM的研究与应用现状[24]。

(4)确定调研对象:为了使调研工作更加的全面,了解的更加细致,根据在建筑工程安全管理的过程中的参与主体以及影响程度,确定研究对象为建设、施工和设计单位。

(5)梳理调研维度:在这个过程中应该明确从哪些方面可以较为全面的反应BIM技术与安全管理的现状,这个过程包括查阅相关资料,并进行分析和总结。在对设计单位和施工单位进行调研时应该从图纸的设计和与安全措施有关的建议入手,BIM技术应用的调研要从应用的情况和应用的方式展开。

(6)设计调研问题应该根据查阅的相关资料、调研对象的不同角度、信息的紧凑度等三方面进行考虑,设置的问题应该简单易懂和贴合实际情况,能够反应出每层级的状况,设置填空、选择和问答项。

(7)测试和修正,在与导师的沟通过程中,初步确定了一个调研表,然后随机抽选三家单位进行测试,验证调研问题设置的可行性,通过反馈的调研情况,再对调研表进行修正,最终确定调研表。








2.1.2调研工作的实施


通过调研的准备工组,确定调研表,根据各调查单位的实际情况,将调研表分发到各被调研单位,并在合理的时间范围内收回全部的调研表,最后对调查内容进行分类和整理。


本次调研共发出150份问卷,其中被损毁10份作无效处理,最后收到140份有效问卷。


2.2建筑工程安全管理分析


2.2.1建筑工程安全管理的概念与特征


(1)建筑工程安全管理的概念

建筑安全管理是一门综合性学科,它包括工程项目所处的环境中的全部事物,主要内容是对安全生产过程中的指导、规划、检查和决策[25]。可总结为场地中的机械设备管理、施工的一些技术方法、人和物的活动状态等几方面。

(2)建筑工程项目安全特征

与一般工业生产的过程管理不同的是,这种领域的管理形式受多种因素影响,比如受某种建筑产品、产品的固定形式和产品的生产过程等各个方面的不同程度的影响,使得工程项目形成了复杂多变和不确定性的特征[26]。:


建筑工程安全管理应用的研究主要侧重于安全生产和控制,体现了管理方法的综合决策性。协调好安全、速度与效益三方面之间的关系,保证安全管理有组织的进行,制定相关措施制度,完善体系建设,才能加强全过程安全管理。

2.2.2建筑工程安全事故致因理论


(1)事故因果连锁理论

美国学者海因里希在十九世纪中期提出了事故因果连锁模型,该模型将其原理比喻成多古诺骨牌效应。有五张反应建筑生产过程事故易发的核心纸牌,但是如果清除其中某张纸牌的安全隐患,这个连锁反应会马上停止[27]。如图2-1所示:在建筑工程施工现场施工机具状态的危险源是人和物的不安全状态、现场安全管理人员的水平、事故的技术水平和人员综合素质。因此施工现场必须要确保施工现场各人员的状态和施工使用机具的状态。

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(2)能量意外释放理论

哈登和吉布森一些学者总结的能量意外释放理论指出当有不寻常的事件作用在人或者过程设施上时,大于其承受的极限状态,就会产生一些影响工程运行的不安全状态[28]。具体作用原理如图2-2所示,因此在建筑工程生产过程中,我们应该避免和控制不正常的能量的释放,保证施工作业安全有序的进行。

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(3)系统理论

系统理论是描述人员、机械、周围情况这三者之间的某种联系[29]。在对三者之间关系研究的过程中得到导致事故的因素,并找到改进和预防措施。其中最能反应系统理论的是瑟利模型,事故可以分为潜在危险和已经发生的事故并且造成一定的损失两个方面,其核心是怎样发现危险源并且预防事故的发生。如图2-3所示:

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(4)轨迹交叉理论

斯奇巴教授总结出了轨迹交叉理论,该理论认为在人和物的综合作用下才会发生不安全事故,在生产生活中这两种因素分别有自己的运行轨迹,如果这两种不同的因素在某个空间中相遇,就会形成隐患因素[30]。为安全评价指明了方向,如图2-4所示:



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(5)“4M”理论

日本学者西岛茂提出了“4M”理论(安全管理缺陷、不良设备、管理和作业原因)。如图2-5所示,在实际建筑工程施工过程中,由于人的身体导致人的忧虑、无意识和主观臆断等心理原因,设备设计上的欠缺和安全操作等不达标而造成间接的伤害,管理原因是由于安全规章制度和安全管理机构设置的不当而导致间接的事故,作业致因是恶劣的生产环境和作业信息的欠缺而导致安全生产事故。

图2-5“4M”理论模型Fig.2-5Theoreticalmodelof"4M"

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2.2.3建筑工程危险源的识别、分类与评价方法


(1)建筑工程危险源的识别

①危险源识别的概念

安全管理是指项目中存在多种不确定因素,根据危险的形成原因及造成的后果进行定义,对已经识别的危险因素进行系统的分类,安全管理的分散性、不稳定性、隐蔽性和不可预测性给安全管理带来了很大的难度。

②危险源识别遵循的原则

建设工程危险源的识别应先粗略后详细,危险源识别的过程中,应该对各种安全因素进行综合分析,找到危险发生的规律,在不稳定的规律中找到可把握的信息并运用科学有效的方法使项目危险清晰起来。

在建设工程项目对影响安全生产的因素识别中,在这个过程中是通过对影响安全管理的危险性事件来界定事件是否属于安全状态。对项目的危险源分析的过程中,应首先剖析不安全状态的形成因素,然后根据具体情况消除这种因素[31]。另外,辨别危险源是确定影响建设项目安全的重要途径。

③项目危险源识别的依据

工程建设解决不安全事件的计划应该在建设过程中进行危险因素的辨别、剖析及寻找缓解的策略,为确保建设项目的安全生产提供一个完整的方案,为投资建设的过程提供保障,项目不可控的安全过程计划的制订[32],间接的决定了管理实施者的行动流程,安全管理过程应该科学有序的进行。

应该对建设项目过程中的资料进行考察,这些数据可以是主观经验也可以是客观的记录。岗位说和文件记录都可以以数据的形式保存下来,通过施工经验丰富的管理者将有用的信息传递下去。

工程项目的假设和约束是根据模拟危险情况来设定的,可变因素的不确定性导致了安全管理难度的增加,这些假设可能成立也可能不成立。由此可见,工程项目本身就具有许多不确定的危险因素。

④项目安全风险识别的方法

安全因素识别需要选用可靠的辨别方法,一般情况下经常使用的安全过程不安全因素辨别方法如图2-6所示:

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专家调查法是通过个人进行判断去识别危险因素的方法,这种识别形式更直观,一般情况下当资料数据缺乏时,或者是其他的预测方法难以预测时会优先采用此方法。

头脑风暴法是对思维进行刺激的过程中,产生新的思维[33]。它强调的是瞬间思维带来的风险数量,其在进行中不用讨论也无需批判,只需要列出所能想到的可能性,专家之间可以采纳新的讨论出来的信息,相互启发,综合分析后形成的思想。在反复举例的研究中,使得更全面和科学的辨别潜在的危险源。

分解分析法是一种综合性的数学分解方法,这种方法主要原理是将一些比较复杂的事故问题经过处理分解后形成若干个小的组成部分,去除一些比较主观的和偶然性较强的事件,找出存在的安全问题的本质特征,使得分析过程有很强的系统结构性[34]。

现场观察法的本质是分析者为了更大限度的了解实际情况,进入到工地现场,通过实地调研获取与如何增强安全管理效果有关的信息,对危险源准确定位。比如对工程材料使用情况的了解,对工程进度及工程安全性的了解。

流程图分析法用于工程建设安全管理中,其原理是将影响事件发生的一些因素找出来,用一些不同的符号表示各种子事件之间的关系,实施表达各专业间的关联,项目作业流程代表部门作业关系的先后顺序。流程图法使得分析结果更加清晰和简洁明了,并对影响安全管理的因素进行动态捕捉。

(2)建筑工程现场危险源的分类

(3)危险源是指某个工程项目中存在的不稳定因子在一定的因素作用下可能会产生安全事故。建筑工程安全管理评价方法安全管理的过程评价应该有相关知识做支撑,必须和现场管理联系在一起。这样才能保证评价的有效性,安全评价应该对系统中有害的因素进行识别与分析,根据评价得出的危害程度做出有效的预防措施,使得工程顺利完成。保证了项目评价体系模型的建立,提供解决方案。

①安全管理评价的作用

安全风险管理是一个非常重要的系统性工作,这项工作涉及到多个不同的管理层面,因此,整个安全风险管理是一项非常复杂的工作。在对一项工程进行评价过程中,能够在管理的过程中抓住重要的可控要素,从而增加管理形式的准确可靠性[35],在保证解决效果的同时,又能使得整个过程投入最小,完善了管理组织结构形式。

通过安全管理评价,让安全管理工作者对工作有更全面的认识,避免不必要的安全事故。对薄弱环节的一些漏洞应该有一些预防预警响应,增加了管理工作的效率,使得一些安全问题得到查漏补缺的效果。

在对工程的管理效果评价中,可以提高相关人员的综合水平,对安全管理过程中存在的不足进行优化,使得工程项目管理者的综合能力得到提升,从而能够更好的开展相关事宜。

保证了安全管理制度的精准可行性,对管理工作的实际情况有了更好的认识,在进行评价中找到了影响该过程的主要因素[36],进而在制定相应的工程制度中得到提升,能够更好的发现事故隐患并做好预防措施。

②安全管理评价方法

一般我们用定性和定量的理论对管理过程进行评价。定性分析法的一般任务是对建设项目中的安全隐患问题加以辨别和总结,与别的分析理论不同的是定量理论是在定性过程的基础上对已经识别的安全风险做更深层次的研究,通过量化来判别项目中的安全风险事件和因素[37]。

安全风险定性的评价方法具有可操作性,在某种意义上此方法原理清晰,操作过程简单,但是评价主要依靠个人经验判断,评价结果可靠性不足,有很大的局限性。

安全管理定量的评价方法包括:伤害范围、危害指数、伤害概率和演绎推理事故致因等评价理论[38]。它采用定量方法对项目进行安全评价,结果更加客观和细化,可靠性更强。但是由于数据与真实情况会存在一些差距,这些数据不能完全代表安全状况,其计算量更大更复杂。

安全检查表法是运用最普遍和最基本的一种对安全因素评定的理论。大多数情况下结合其他评价方法一起进行安全识别,编制人员根据自己和其他工作人员的项目管理经验,在相关规范的基础上找出系统中的危险因子,对各个系统进行分析和研究,把安全评价因子集中到一个表格中,目前安全检查表格依然是本国必不可少的分析评价方式。

HAZOP是伤害与操作性研讨安全评定理论英文首字母组合而来的。这是一种定性理论工具,又是一种定量分析工具。该方法在识别过程中由准备工作、项目分析、得出结论这三个步骤完成。一般由管理经验丰富的安全评价小组完成,具体步骤为:问题的提出、单位的细化、原理和结果、制订策略、汇总分析表。

FTA理论研究法是在建设工程安全管理常用的评价理论形式之一,将顶事件逐层分解,找到影响事件的直接和间接因素,得到原始事件[39],用各个事件形成的逻辑图来表达它们之间存在的某种关系,此方法使事故间的逻辑关系更加清晰明确。

模糊综合评价法是通过运用不确定的数学相关知识对某一对象组织评估的方法,在评比过程中难以量化的问题转变成数学方法作定量比较,模糊综合评价法在某种意义上主要包含有四个方面,第一,通过对评比研究事件的讨论,进行模糊概括性评价,建立起相应的目标集。第二,创建分别表示很好、较好、一般、较差、很差五个方面的评比级别[40]。第三,根据相应的层次来建立评价矩阵,并对其重要性进行打分。第四,将评价计算得出的最后得分进行分析,确定计算成果。

美国运筹学家萨蒂提出一种用于权重计算的简单分析方法简称为层次分析法,在对系统应用层次结构进行安全评价时发现,在确定目标内部各子项权重方面,

层次分析法有很好的效果,用层次分析法对目标进行评价时,应先对目标进行分层,目标层为评价的系统,指数层为评价的因子层,中间为准则层[41]。由经验丰富的专家对指数层进行比较,对比其必要程度,一般用1、3、5、7、9、1/3、1/5、1/7、1/9这几个比值表示两两因素的重要性大小,将归一化处理后的矩阵进行各指标因素权重计算,此方法计算结果实用。

2.2.4传统模式下建筑工程安全管理应对措施


(1)建设单位安全管理应对措施

落实好开工前的安全管理制度,搞好以安全预防为基本方针的思想教育事务

[42],在制度保障上,将靠人管人的安全管理工作转变到书面的规章制度,建立建

全安全生产和消防安全管理制度并组织有关人员集中检查和日常检查相结合的制度。

资质及开工前审查。资质的检查工作应在开工前后,防止施工单位发生“以包代管”的现象,并审理大中型参建企业的相关专职管理工作者的配置部署,对从事危险性作业人员的相关证件资料进检查[43]。

安全文明措施费应该严格控制。将有关的费用列入到相关的招标文件中,只有对安全相关措施验收合格后才能支付其相关费用,于此同时,要在内部加强自检、互检和专检的工作,提高工程项目安全文明动工标准。

与传统模式下建设单位安全管理相比,BIM技术对于建筑工程安全管理更加具有优势,可以通过BIM相关平台的建设加强建设单位主体责任;在工程建设中数据的整理和汇总可以通过BIM软件实现;BIM应用软件能增加多种监管机制;BIM技术对实际施工过程的模拟可改变安全教育落后的情况;BIM技术可以使得建设单位与各参建单位安全责任划分明确,优化安全管理模式。

(2)设计单位安全管理应对措施

方案设计阶段应该遵守与建设工程安全管理有关的条例法令的安排;设计方将安全设计效果作为设计成功与否的重点考察选项;在方案选择时应该把施工安全风险考虑进来[44]。

在图纸的设计过程中将施工工艺和工人的安全考虑到全过程管理中;在一些可能会导致工程隐患发生重要结构部位和节点要进行标注;设计师应考虑安全操作以及安全防护等问题;设计师将应该在施工过程中可能会出现的安全问题列出建设性的建议[45]。

在工程建设中,设计者应该积极参与到工程项目技术交底中;对于现场的安全影响较大的关键节点应该派相关设计人员驻场进行安全施工指导。

与传统意义下设计单位安全管理对比研究,BIM对于项目安全建设更加具有优越性[46],对于设计单位的安全管理投入的不足可通过BIM技术平台的建设加强设计单位各责任主体之间的相互交流;利用BIM技术的一些独有的特点进行方案规划的对比找到对安全控制更加合理的方法;BIM技术可以提前检测出图纸存在的设计不安全因素与安全隐患,优化图纸。

(3)施工单位安全管理应对措施:

每月按期开展工程安全管理措施相关讨论,评比优劣并执行奖罚,对于一些安全影响较大的问题,进行专项研究讨论,找出安全问题并提前做好预防措施。

为员工提供安全教育学习的机会,最大程度上的普及安全知识;组织农民工等劳务人员进行夜校学习,提高安全管理水平和安全学习能力。

应该全额的投入使用与安全施工有关的费用,不能只讲进度和成本,要保证这些费用落实到实处[47];在企业应该单独设置一些管理经费,用于项目的安全器械购买、劳保用品、教育培训等。

与传统模式下施工单位安全管理相比,BIM技术对于建筑工程安全管理更加具有优势,对于施工单位安全管理模式落后和宏观控制能力差等不足,可利用BIM技术创新安全管理模式;BIM技术的模拟功能可以提前找出工程施工中的危险因素,加强事前主动预防;BIM的三维可视化检查找到各专业存在的安全隐患,及时改正[48];通过BIM进行三维的可能出现的隐患部位交底,提升教育培训的效果;对于与项目各参建单位安全管理协调能力差的不足,通过BIM信息共享平台加强各方组织协调能力。


2.3BIM技术理论概述


2.3.1BIM技术的相关概念及特点


(1)BIM技术简介

BuildingInformationModeling简称BIM,它是把项目设计、施工建造及运营维护的全生命周期各个阶段的信息融合在一起的储备技术[49]。以模型作为信息承载是其核心方式,通过集成工程中所有的信息实现项目管理的数据共享。如图2-7所示:

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BIM技术具有革命意义。第一,可以实时更新和处理工程的构件属性,确保构件信息的准确性;第二,可实时的提供数据报告信息;第三,可以对建筑部件做智能高效的可视化数字表达;第四,自动分析建筑相关信息的准确性,并作出相应的判断。BIM可以对与建筑有关的所有信息进行有机地整合,进而为工程各参与方提供详细方案的制订和决策计划。对于BIM技术的典型应用可以总结为如图2-8所图2-8BIM技术的典型应用

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(2)BIM技术的特点:

BIM技术的五大特点。如图2-9所示:

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可视化技术对于结构形式复杂的建筑来说作用是很大的,一般的效果图不能反应构件之间的关系,BIM技术不仅可以清楚的表达建筑物中各构件之间的关系,还能够根据工程需要提取项目中的构件信息,以报表的形式呈现出来。

协调性对于建筑工程施工过程非常重要,各参建单位可以定期召开组织协调会议,讨论项目中遇到的各种问题,寻求解决方案,并将碰撞检查出的问题进行处理,最后生成处理报告。

模拟性不仅可以对建筑物的模型进行模拟,还能对火灾处理方案、节能效果和日照进行模拟。以施工组织为基础对施工过程做4D/5D模拟,将提前预订好的火灾和地震逃生路线实施模拟,对在逃生过程中不合理的地方进行改进。

优化性是对整个设计、施工和运营阶段的优化,可以以BIM技术为基础进行优化。BIM技术可以对一般和特殊项目的设计过程和施工方案进行深化,与传统的优化方式相比,这种优化方式显著,管理者可以获得综合管线、综合结构等图纸和改善方案。

2.3.2BIM技术的应用情况


经调查发现,目前从项目各个阶段利用BIM建设的角度来看,发现BIM主要在设计阶段和施工阶段应用面较多[50],主要应用建模阶段,而对BIM信息平台协同化应用重视不足。

在设计中主要是利用三维信息模型对项目的实际效果做三维展示,然后做三维碰撞检查,找到施工图中的安全隐患,实时修改,为后期的施工提供参考依据。在施工阶段,施工单位通过设计院提供的三维图形进行BIM精细化管理、进度的模拟、场地的设计改造、安全隐患排查和复杂节点安全方案的深化[51],从而降低成本并安全文明施工,由此可见,BIM技术应用面较窄,具有局限性,还处于初级阶段,没有成熟完整的产品。

2.3.3BIM技术应用中存在的问题


我国BIM技术发展较晚,相关体系还不成熟,所以本土化的BIM软件资源比较匮乏,从业者的数量也较少,本地化的小型房地产开发商不善于采用协同化管理模式,所以对于BIM的建立和保障措施操作困难也有所增长。与发达国家相比,我国的软件开发主要在方案设计、可视化、碰撞检查和施工运营管理阶段,而国外的软件大多数是根据本国的建筑相关标准设计的,虽然我国做了一些改进,但并不适用于我国建筑行业标准。

BIM技术人员缺乏,素质较低。BIM技术是一个集信息储存和各专业协同管理的系统,只有各参建方积极参与才能达到相应的效果,但是目前我国在工程项目中BIM应用程度比较浅,企业中懂BIM技术的人员较少,无法进行精细化管理,虽然建筑业对于BIM相关工作人员的要求越来越严格,但是中小企业对于BIM应用的意识还不够,培训的投入较少,所以缺乏正式的组织机构和实际经验的人员[52]。

思维转变较慢,推广力量薄弱。建筑业从业人员受多年的行业习惯逐渐形成了固化的思维模式,习惯性的进行二维平面设计,而不习惯应用BIM进行动态作业,BIM需要多专业人员之间进行沟通,而在传统的CAD设计中,设计人员都是独立完成各自的专业设计,这就导致了BIM参数化协同工作很难进行,这种新兴的思维模式在短时间内很难进行质的转变。另一方面,我国的BIM技术推广力量比较薄弱,在一些奖项的评比工作中并没有将BIM技术应用作为硬性条件,所以各个行业协会应加强推广力量。

2.3.4BIM技术应用于建筑工程安全管理中的优势


通过对上述BIM的概念和特征进行总结,得出了BIM在工程建设安全管理中的实用性具有以下优点:使得安全管控的效率和模拟得到提高,增强每个管控工作者之间的协作。如图2-10所示:

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对工程建设进行可视化模拟和安全控制中,可帮助工程安全控制者对危险因素做直观的评估,不断完善施工方案,避开了进入动工阶段后才发现相关的危险源,而导致工程事故。

工程实施过程安全理念是需要快速的反应,而BIM技术可以满足这个要求,对传统项目安全措施的不足进行了弥补,而且BIM可以集成工程各个阶段的属性,为工程建设更加全面和准确的实施打下基础,使得项目相关的安全管理人员更加方便快捷的提取所需的相关信息,并对危险源进行实时监测,提高了建设项目危险源管控的效率,确保工程项目有序的实施。

现阶段,我国建筑业的实施过程是非常混乱的,各个分包单位之间缺乏有效的沟通,消息交换程度低,从而导致了信息的流失和问题反馈的滞后性。而BIM技术可以使项目各参建单位都能在同一个建筑信息模型下工作,而且还可以通过BIM相关软件建立一个信息平台,这样使各专业之间的信息交流更加的及时且易懂,避免了口头的信息交流不畅,产生各单位之间的误解,导致安全事故的发生。


2.4本章小结


本章主要对工程项目安全管理理论及BIM技术理论做了相关论述,在了解建筑工程安全管理法律法规的基础上,分条叙述了工程安全事故致因理论,对建筑工程危险源进行识别、分类和评价。论证了将BIM技术应用于建筑工程安全管理中是可行的,并得出了BIM技术应用于建筑工程安全管理的优势。


第3章 基于BIM技术的建筑工程安全管理研究


3.1BIM技术在建筑工程安全管理中的主要内容


3.1.1BIM安全管理信息模型的创建


利用图层、网格和颜色来表达几何物理信息三维模型已经不足以表达模型信息,而传统的3D模型也不具备协调功能,这种“聋哑图”的识别对于非专业人员来说是非常困难的。随着科技的进步和各种设计软件的开发,BIM技术打破了二维和三维的局限性,以带有构件信息的方式向工程人员提供了动态多维的模型。

在设计阶段,设计师可以使用BIM技术设计出3D信息模型,更直观的表达构件信息,为与业主进行沟通和交流提供了便利。BIM技术的参数特性模块包含了工程的全部信息,而这些信息又能进行同步修改,真正起到协调管理的功能。在施工阶段,可以将图纸、模型、场地及设施、商务数据都整合到BIM中进行综合管理。将各个专业的不同模型在同一个空间范围内做动态模拟和冲突检查,及早发现模拟方案里存在的各种不安全状态[53],并查看构件信息,为以后的施工提供了指导。BIM模型的创建如图3-1所示:

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3.1.2BIM安全信息平台


在建筑工程安全管理中需要大量的数据信息支撑,建设工程的安全措施工作具有数据处理量大和时间长等特点,建立BIM安全管理信息平台可以解决模型之间交互困难的问题,BIM平台的创建要素包括基础数据的管理、BIM三维安全管理模型的构建、应用和操作分析等三方面要素[54]。BIM安全管理信息平台如图3-2所示:

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BIM安全管理信息平台中的信息层包括数据处理与操作和信息传达与分析,这是建立安全信息管理平台的基础组成部分,BIM信息的模型则是把处理后的BIM数据库中的信息集中起来进行分析,然后建立符合各实施阶段要求的信息模型如3-3所示:

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BIM应用程序在操作层的各个阶段应用为结合BIM安全信息模型和相应的工程属性以形成BIM技术相关应用程序,并由BIM技术团队提供。完成后,这些应用程序提供适当的数据并自动分析建筑工程的安全相关问题。决策阶段BIM应用程序主要包括安全性分析和设计冲突检测,依赖于安全管理相关的知识库和解决方案信息模型。在设计过程中,构件之间的检测需要基于项目安全分析。BIM在施工阶段的应用有工程场地模拟,碰撞检查和安全监控,需要使用BIM现场模型,BIM主结构模型,施工组织设计和安全监控系统。

各阶段的BIM技术应用为工程项目的安全管理提供了指导依据,BIM技术团队将安全信息模型与相对应的构件属性相结合。在决策和设计阶段,主要是对安全施工方案的合理性进行模拟和检查各专业之间是否会出现安全碰撞问题,施工阶段主要有火灾疏散、场地规划和冲突检测等方面的模拟。:



3.1.3可视化安全技术交底和安全教育


传统的安全教育和技术交底常常以二维图纸为媒介,通过讲授和影像资料等方式给现场的工人进行安全教育,工人只能通过观看来获取一些基本信息,感知能力相对较弱,个人的热情度不高,就导致了安全教育培训的效果不明显,也为后面的现场安全管理工作带来了隐患。图3-5展示了BIM技术的发展使得安全教育和安全技术交底不仅仅停留在二维阶段,它可以将人的不安全行为及危险场景进行三维模拟,如图3-6VR技术还可以将场景真实化,同时还可以针对不同的工种进行专项训练,使他们掌握不同的专业技能,这种沉浸式的体验和学习达到了施工安全教育的目的,使得体验者体会到了事故的危险性,从而在实际施工中避免事故的发生,另外VR体验馆的占地面积较小、可体验的项目较多,可以根据工程的不同进行场景的变换和调整,具有一次投入多次使用等特点。

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3.1.4施工场地的优化


随着工程建设的结构越来越复杂,项目管理的难度也在一直增加。施工场地是一个项目的重要生产基地。工程现场上各种资源如何科学合理的布置对建筑工程的安全有着密不可分的关联,项目方案的合理布置能从源头上减少安全隐患。

传统的施工场地布置是二维静态的,由相关的编制人员在招标阶段依靠自己的经验对场地中的各类资源进行排布,所以不容易去识别方案的合理性,也很难提前发现布置方案中的一些安全问题,进而为后续的工作埋下了安全隐患。BIM技术可以根据二维的CAD平面图进行1:1的翻模,将现场的建筑主体、材料加工棚、道路和施工机械转化为三维动态的现场平面布置图,然后利用漫游及动画等功能对场地中的塔吊连墙件进行设置、道路的宽度和弯度、塔臂是否存在相互影响、各类危险标志牌的摆放等危险性较大的资源进行合理的优化与布置如下图3-7所示:

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施工场地的合理布置对于保证施工过程安全顺利进行是很有帮助的,减少因不合理布置增加一些不必要的不安全因素,对于一些需要加工的材料应进行场外加工。在保证建筑施工的条件下,应尽可能不影响正常施工,减少二次搬运。易燃易爆的相关设施(如木工材料、油罐油箱等)应放置在空旷的地方和下风处。

3.1.5高大模板工程支撑体系的安全管理


近年来,高大空间模板支撑体系(简称高支模)被广泛应用[55]。而高支模作为主体结构承重体系的一个重要部位,其在项目建设中除了承担自重以外,还要承担模板与各种施工机具的重量以及浇筑和振捣时产生的振动等,控制不好可能会产生安全问题。BIM的兴起为工程建设模式提出了新的管理方向,利用BIM的相关特点可以在动工前将这一过程做虚拟可视化的演示,使管理工作者可以更加精准和全方位的了解相应的建设动态,从而降低了施工风险并确保了施工安全。

BIM技术在高支模安全管理中的应用如下图3-8所示:

图3-8BIM在高支模安全管理应用内容示意图

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施工方案的审查。在高支模施工过程中各个杆件是非常复杂的,在审查的时候是非常困难的,很难进行全面无死角的检查,往往会漏掉一些危险因素,为后面的安全管理留下了潜在风险,BIM技术可以将高支模施工过程动态展示出来,场地的管理人员就能够了解实际情况,提升了工程安全因素检查速度,为以后的安全检测和预警系统提供了相关的支持。

高支模施工是一个相对复杂的过程,施工场地比较狭小,实际施工中又会出现施工作业和材料的交叉情况。BIM技术可以对高支模中杆件的空间位置进行规划,避免了杆件之间因为安全距离不够而导致影响结构稳定性的现象,提前预测危险源并对其位置进行合理的布置,降低事故发生概率,提升高支模现场管理的效率。

一般意义的高支模安全技术交底是靠口头描述和图纸结合的形式进行,可能对图纸的解释错误和对施工作业方法的表述不清楚等情况,BIM技术可以通过三维动画的展示,让现场施工的每个人员都可以清楚的看到每个钢管节点的具体位置,结合4D过程模拟还可以查看搭建的重要观察点,使得高支模施工安全有序的完成。

对于经验型的安全控制模式,当高支模坍塌事件出现后才能根据事故的种类及特点制定相关改正措施,给施工现场带来人员和财产的损害,应用BIM技术可以根据动态模型的展示提早发现安全隐患,根据实际情况拟定出相关管理计划并进行实时的动态调整[56]。

安全隐患存在于工程建设的各个阶段,而BIM数据库包含了一个项目的全部信息,可以对高支模施工中可能会出现的隐患的任何阶段进行识别,为安全管理措施的制定提供可靠的依据,保障施工过程的安全性。

3.1.6临边洞口的安全防护


在建筑业蓬勃发展的趋势下,工程建设项目越来越复杂,施工现场的安全管理工作非常困难。高处作业已经不可避免,在施工作业过程中很容易在临边洞口处发生安全事故,从而导致大量人员伤亡和经济损失,因此,做好施工现场危险源识别和检查及安全防护工作,对于降低工程安全事故是非常重要的。

BIM技术的出现为工程现场临边洞口的管理方式提供了新的理念,应用BIM可视化的特性,通过动态漫游发现施工过程中的安全问题,并根据其所在的空间位置创建出适当的三维防护设施模型[57],对工程项目中存在不合理的地方提前识别和及时处理,为后续安全方案的策划提供了技术支持。

Fuzor是一款虚拟仿真性非常好的BIM软件系统。在利用Fuzor软件进行漫游的过程中,它可以更快更精准的确定临边洞口等危险源的发生部位和原因,并与Revit模型进行同步,将利用Revit建立的安全防护族文件载入到危险源处,实时更新建筑信息模型。如下图3-9所示:

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3.2BIM技术安全管理评价体系的建立


3.2.1BIM技术安全管理评价指标体系的创建


依据上一章节中的实地调研及专家问卷调查,经过对BIM在建筑工程安全管理过程中的各因素指标进行初选筛选和定性定量分析,从四个方面分解安全评价指标体系,


3.2.2基于改进的层次分析法(AHP)确定权重


层次分析法(简称AHP)所需的定量数据较少,灵活性较强,减少了因主观因素判断而引起的判断差异,建立阶梯型层次系统图,通过分析各体系之间的关系将指标进行层次化分析,为施工安全管理提供了有效的依据。

(1)构建阶梯层次结构:

在解决问题时,将问题进行有条理的梳理之后,层次化分析问题,对于一些复杂的问题应该化繁为简,然后逐层分解。在用层次分析法构建问题阶梯层次结构时,由总目标要素支配下面的各层次,总目标层是问题的预定目标,中间层是上下层的过度部分,最底层主要是指可供选择的决策方案。解决问题时梳理出来的从属关系也就是阶梯层次结构,层次结构的示意图如下图3-10所示:



(2)构建重要度判断矩阵:

比较每层的评价指标建立出判断矩阵。通过对标度值的计算来确定矩阵中各个因素值,对每个指标重要性判断。标度方法不同对同一个问题的解决会出现不同的结果,有可能会造成混乱排序的现象。选择正确的标度对于计算是很有必要的。

在构造判断矩阵时,比较n个元素c1,c2,c3 cn对上一层B的影响程度,确定各因素在B中所占的比重,用aij表示ci和cj对B的影响程度之比用1-9标度


3.3本章小结


本章首先介绍了BIM技术安全管理应用的相关流程和BIM技术相关软件及功能介绍;然后对BIM技术在建筑工程安全管理过程中的相关应用做了理论研究,主要包括创建模型、建立信息平台、安全教育和技术交底、优化场地布置方案、高大模板支撑体系的安全管理和临边洞口安全防护;最后建立了关于BIM技术的安全管理评价体系,并介绍了各指标的权重计算和模糊综合评价的过程。

第4章 案例应用分析



4.1工程概况


4.1.1项目背景


某某市某医院新建病房楼工程基本信息如下表4-1所示:

4.1.2项目的重点难点部位


该工程各参建方的协调难度大,对文明施工和安全施工的要求较严格,另外在项目的施工过程中还要求符合绿色施工相关标准。根据相关的工程部署,本项目在安全管理上有以下几个关键点:

(1)在总平面图的布置方案中此工程区域处于建筑密集区,环境复杂,在施工区、材料加工区、办公区和工人宿舍区的区域划分上既要在使用功能上符合要求,又要符合相关的消防安全和绿色环保的原则。

(2)垂直运输机械的安全问题,由于此项目是二期工程,施工占地面积比较小,塔吊在近距离内进行作业时,可能会与周边建筑发生碰撞,所以塔吊作业的安全防范措施很重要。

(3)当地下结构与主体结构同时施工时,可能会出现多工种同时施工,这就对交叉作业面上的施工安全要求更高,进行全封闭的外防护脚手架的搭设时,搭设方案和安全措施的制定非常重要。

(4)本工程在浇筑完毕时,在作业面上会出现大量的临边和洞口,整个施工过程对作业面上的“三宝、四口、五临边”安全技术要求比较严格。

(5)本项目的主体结构在局部八层中的模板支护超越了相关规定,属于危险性较大分部分项工程,需要编制专项方案[60]。


4.2BIM技术安全管理应用措施


4.2.1BIM建筑信息模型的创建


本工程利用Revit2016相关软件创建了病房楼的主体结构模型。这部分按照基本的BIM建模规则进行,BIM模型创建流程如图4-2所示,选择好各自对应的样板文件,把CAD平面图导入到相对应的楼层,绘制出三维信息模型,然后对其进行局部的调整。设备三维模型的创建和土建三维模型的创建类似,样板文件选好后,确定标高、轴网,然后建立给排水、暖通和电气模型,调整各管线的标高,确定最终模型。



4.2.2可视化安全技术交底和安全教育


传统的安全技术交底的方式是施工现场的安全管理人员通过口头阐述的方式将施工现场一些易发生安全事故的部位讲给施工人员,但是这种传达方式的实际效果比较差,交底的内容不能很好的传达给实际作业人员。而BIM技术可以进行漫游性质的技术交底,还可以利用二维码技术将具体文件通过手机端传送给施工项目的每一个参与者[61]。

利用BIM技术漫游功能,对三维建筑信息模型进行漫游,可以及时发现建筑物内部的一些安全隐患较大的部位,并对现场施工人员直观形象的进行安全技术交底,随着人物的行走可以发现如下图所示的叠合板板缝的位置和电梯井口的位置如图4-5所示。

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建设工程的安全管理人员还可以将安全交底的数据录入到二维码中,并且以纸质的方式粘贴在施工现场易发生隐患事故的部位,方便施工现场人员通过手机端查看,这样可以起到警示的作用,从而可以最大限度的避免安全事故的发生。例如将二级配电箱相关安全技术的规程和实名制安全通道的相关技术规程形成二维码的形式分别贴在二级配电箱安全门上和安全通道门上,这样项目的作业人员在施工前可以利用手机端获取相应的安全交底信息如图4-6所示:

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4.4本章小结


本章选取了具体的工程案例,佐证了BIM技术的应用有助于建筑工程安全管理,具体内容如下:

(1)分析了BIM技术在某某市某医院病房楼二期工程施工安全管理中的具体应用措施,验证了BIM技术在工程项目安全管理中应用的可行性及优势性。



(2)应用BIM技术对工程安全管理评价体系中各因子进行评价,应用改进的层次分析法(AHP)计算各因素的权重,采用模糊综合评价法,综合评价了其应用效果良好,进一步证明了BIM技术对于提高建筑工程安全管理的效果是非常显著的


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