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摘要：BIM技术的出现，标志着建筑业进入了信息化时代，对建筑业的发展起着巨大的推动作用。本研究的主要目的是探讨将BIM技术引入施工安全管理，解决当前施工安全管理存在的问题，探索基于BIM的建筑工程施工安全管理的理论和实践。
关键词：BIM技术；建筑施工；安全管理
引言
BIM技术可以应用于建筑行业的全生命周期阶段，项目的各参与方都可以通过BIM技术来提高自己的工作效率和质量。而如果项目各参与方都应用基于BIM的项目管理信息系统，BIM的优势就会进一步得到体现，各参与方的资料信息可以形成一个共享的数据库，实现集成、协同的全生命周期管理。而全过程的一体化管理可以通过从项目整体的角度优化项目实施方案，使项目的总体目标最优。
一、基于BIM的建筑工程施工安全管理概述
基于BIM的施工安全管理：实时比期间重要，可视化的信息沟通和传达比文字重要，了解项目施工安全状况比审批重要。3D，4D模型提供可视化项目信息，实时掌握项目的动态发展状况，通过模型和施工模拟可以将危险源暴露出来，有利于安全风险控制。
BIM技术在施工阶段的安全管理中的作用主要有：根据模拟的施工场地结合进度合理规划布局施工现场；虚拟施工过程，检测施工过程中的坠落、碰撞等安全隐患，优化施工方案；结合模型进行可视化的施工动态安全管理。
建筑工程施工过程中，在有限的施工场地和空间里会存在很多立体交叉作业。如果规划不合理，在施工过程中将会存在很多安全隐患。而且施工现场环境会随着施工的进度而不断变化，所以要对施工场地和空间进行动态的安全管理。利用BIM技术不仅可以建立可视化三维模型，还可以进行4D施工模拟，在此基础上对施工不同阶段进行施工安全管理，可以在实际施工之前发现安全隐患，然后通过优化施工方案或者制定安全应急措施来控制安全风险。
二、BIM技术在建筑施工安全管理中的应用
1、施工场地规划
建筑工程项目施工工艺复杂、立体交叉作业较多，要想在有限的施工场地和空间内保证施工过程的安全，需要合理布局和规划。模拟施工现场环境需要结合施工方案和施工计划，规划内容有施工现场主体工程位置、交通路线图、材料堆放和加工棚位置、施工机械停放和行进路线图等。在建立的施工现场三维模型中，结合实际施工需求，合理规划施工现场环境，以保证施工过程中施工机械运行、材料运输和工人作业的安全。大型复杂的项目施工过程中往往需要使用大量的施工机械和车辆，如果不能合理规划，很容易导致安全事故。而塔吊作为建筑工程施工必不可少的施工机械，极易导致碰撞和起吊安全事故。因此在规划施工场地期间，必须合理规划塔吊位置，要同时满足施工安全和功能需要。
在模拟的施工现场环境中，体现了建筑材料堆积区域、建筑主体、以及为满足施工需要的两台塔吊，塔吊的位置可以根据塔吊运行轨迹模拟来确定，以避免塔吊之间作用区域冲突和碰撞。在建立的三维模型中，施工现场环境一目了然，便于项目管理人员对施工现场环境信息的全面掌握。合理规划施工场地，可以避免因施工过程中的机械之间冲突、机械给作业工人带来的碰撞伤害、机械材料停放位置不合理导致基坑边坡荷载过大发生塌方等安全事故。并且结合施工模拟和实际工程施工进度情况，可以随时对施工现场环境进行动态的规划，合理规划不同时期车辆、机械的行进路线和作业人员的活动范围，可以有效的减少施工过程中的起重伤害、物体打击、塌方等安全隐患。如果施工过程中存在重大安全隐患，还可以进行安全区域分级，反馈在场地模型中。列出危险区域的危险源，然后控制危险源在此区域的出现，同时还可以通过可视化的模型和现场作业人员进行安全管理工作的交流沟通，协同保障施工安全。
2、施工过程模拟
大型建筑工程项目实际施工过程中，受施工空间的限制，立体交叉作业较多，施工方案复杂。利用BIM虚拟施工技术，对施工过程进行模拟，来检验施工方案、设计缺陷和进度计划等。利用Revit软件建立的三维模型“rvt”文件，通过文件导出器保存为“nw”文件，利用Navisworks的TimeLiner功能，结合编制的施工组织计划和进度计划对施工过程进行模拟，检测施工过程中机械之间、机械和结构之间的碰撞，机械工作空间和工人施工操作空间的冲突。
通过模型，可以清楚看到施工过程中塔吊的运行轨迹，结合测量工具得出施工时机械之间、机械和结构之间的距离，以及施工人员的作业空间是否满足安全需求。根据施工模拟的结果，对存在碰撞冲突隐患的施工方案进行调整，然后再进行施工模拟，如此反复优化施工方案直至满足安全施工要求。3D模型和4D施工模拟提供的可视化的现场模拟效果让管理者在计算机前就可以掌握项目的全部信息，便于工程管理人员优化施工方案和分析施工过程中可能出现的不安因素，以及可视化的信息交流沟通。
3、塔吊施工安全管理
大型复杂的项目施工场地往往需要多台塔吊同时运行，塔吊的安装位置和作用区域规划非常复杂，一旦出现差错，修正方案的实施也会非常麻烦，进而导致施工现场塔吊的安全管理存在很大的难度，成本、进度和安全目标都会受到很大的影响。塔吊的布置不仅要满足施工需要，还要考虑安全问题。塔吊安全管理主要是明确施工过程中各阶段的塔吊的运行轨迹和回转半径，确保塔吊运行过程中塔吊之间、塔吊和建筑结构之间的距离满足安全需要，避免碰撞事故的发生。通过对塔吊活动范围进行模拟，确定塔吊的回转半径和影响区域以及摆动臂在某个施工段可能到达的范围。结合施工进度和塔吊爬升高度实时进行碰撞检测，根据检测结果，在实际施工之前就己经明确塔吊的活动范围。管理人员根据结果制定下阶段的塔吊安全管理计划，并及时和施工现场作业人员进行沟通，降低了由于施工人员不能及时得到塔吊的运行信息而带来的安全风险。
通过对塔吊的运行4D模拟，合理规划塔吊的工作区域：一是满足施工要求；二是避免两台台塔吊之间出现作用和安全区域的冲突。利用4D虚拟施工和碰撞检测技术对塔吊运行轨迹进行模拟，找出两台塔吊之间的冲突和碰撞范围，通过合理规划塔吊的高度和吊臂运行轨迹来提高塔吊的工作效率，避免塔吊之间的安全冲突导致安全事故。
4、临边、洞口防坠落保护
建筑工程项目防坠落管理的难点主要是很难发现所有需要防护的临边、洞口。传统的管理方法主要是依据二维图纸和施工现场环境巡视监督管理来查找需要防护的四口：楼梯口、电梯口、出入口、预留洞口；五临边：未装栏杆阳台周边、无外架防护屋面周边、框架工程楼层周边、楼梯斜道两侧边、卸料平台外侧边。工作量大，效率低，很难发现工程所有的坠落安全隐患并及时制定相应的安全防护措施。
而利用BIM建模和4D虚拟施工技术以及可视化特性，可以在3D模型和4D虚拟施工过程中找出不同施工阶段、不同部位的坠落安全隐患。然后建立防坠落保护模型并导入结构模型中进行检测，以确保防坠落系统不存在安全漏洞。在模型中可以很容易找出整个项目所有存在坠落安全隐患的临边和洞口，然后把建好的临边和洞口坠落防护模型置于结构模型中，就形成了防坠落保护系统，为管理人员提供可视化管理平台，并且可以加强安全计划的沟通效果。
由于施工是一个动态的逐步渐进的过程，不同阶段存在洞口和临边的结构位置也会有所不同，防护栏杆也要结合施工进度进行安装和拆除，可以达到循环利用节约成本的效果。这就需要利用4D虚拟施工技术对施工过程进行模拟，结合施工进度模拟，找出当前施工阶段防护栏杆的安装或拆除具体的时间和位置。随着工程施工的进展，有些部位的防护栏杆必须拆除，同时也有一些新的部位需要安装防护栏杆，如此不仅起到安全管理的作用，还能使资源利用最大化。
利用BIM建模和虚拟施工技术结合主体结构的施工进度，建立坠落防护栏杆模型。然后将建好的坠落防护栏杆模型置于结构的BIM模型当中，通过叠加后的模型，管理人员可以通过3D视图轻松发现潜在的坠落安全风
险，用于指导优化防坠落保护方案。防坠落保护模型置于结构模型中会被构件分割为不同的区域和层，例如楼梯井和天窗的周围防护栏杆模型，然后把被分割出来的防护栏杆模型导入到Navisworks用来做4D模拟，模拟不同阶段防护栏杆所发挥的作用，管理人员可以根据模拟结果准确判断此区域何时需要安装防护栏杆，何时可以拆除。
结语
把BIM技术运用在建筑工程项目施工安全管理中可以为项目安全管理提供更多的思路、方法和技术支持，进而提高项目安全管理水平。管理模式的改善可以避免或者减少项目实施过程中的安全事故及其带来的损失，进而促进建筑行业良好的发展，为社会带来经济效益。
参考文献
[1]梁建将.浅析建筑施工安全管理现状和对策的探讨[J].房地产导刊，2013，(14)：280.
[2]李犁.基于BIM技术建筑协同平台的初步研究[D].上海：上海交通大学，2012：30-32.