吳典龍

（宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 安徽·宿州 234000）

近十幾年來，我國(guó)建筑工程領(lǐng)域在施工及其后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)過程中造成事故而引起人員的傷亡情況一直居高不下。 引一組數(shù)字為例，2012 年和2013年全國(guó)建設(shè)工程領(lǐng)域引發(fā)的事故數(shù)分別為451 起和524 起， 造成的死亡人數(shù)分別達(dá)到了585 人和670 人， 事故數(shù)和死亡人數(shù)分別比前一年度增加了16.19%和14.53%，毫無疑問形勢(shì)不容樂觀[1]。 根據(jù)近年的數(shù)據(jù)可以得知，2018 年全國(guó)建設(shè)工程領(lǐng)域產(chǎn)生的事故數(shù)為698 起，同比增加了55 起，造成800人死亡[2]。 就總體的情況而言，全國(guó)范圍內(nèi)建筑工程安全生產(chǎn)的形勢(shì)仍舊不容樂觀，建筑行業(yè)所導(dǎo)致的遇難人數(shù)僅次于煤礦工程和交通運(yùn)輸工程這兩個(gè)高危行業(yè)。 因此，建筑工程的安全管理工作和對(duì)危險(xiǎn)的預(yù)防工作刻不容緩。

一、BIM 應(yīng)用于裝配式結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)

Revit 是BIM 技術(shù)建模過程中不可缺少的重要一環(huán)，起著承上啟下的作用，而BIM 技術(shù)堪稱是建筑業(yè)的第二次工業(yè)革命， 將過去CAD 展示的二維平面模型轉(zhuǎn)化成了三維立體模型，建筑業(yè)從此進(jìn)入了更加生動(dòng)形象的時(shí)代，并可以展示建筑物和構(gòu)筑物的全壽命周期。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程，顧名思義，是將一棟建筑物的各個(gè)構(gòu)件預(yù)先在工廠內(nèi)澆筑振搗并養(yǎng)護(hù)成型， 然后再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，組裝成一棟完整的建筑物或者是構(gòu)筑物，有點(diǎn)類似于搭積木，這就從根本上顛覆了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土技術(shù)，并且其具有一些不同于現(xiàn)澆技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，主要是加快了施工的速度，整個(gè)工程減少了養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，天氣的影響相對(duì)小了不少，節(jié)省了勞動(dòng)力，這對(duì)于越來越無法承受高強(qiáng)度勞動(dòng)的現(xiàn)代人來說無疑是一個(gè)好消息，整個(gè)工程的質(zhì)量也得到了提高， 由于沒有了現(xiàn)澆技術(shù)所以也減少了粉塵污染。安全管理（safety management）是指在建筑工程活動(dòng)的過程當(dāng)中保證人員安全和財(cái)產(chǎn)不受侵害的一系列活動(dòng)，通過開展策劃、決策、實(shí)施等一系列活動(dòng)達(dá)到某種目標(biāo)，隨著信息化時(shí)代的到來，要借助一些信息化手段對(duì)施工過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)測(cè)， 并對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的事故進(jìn)行及時(shí)處理，同時(shí)要把成本或者投資因素融入到安全管理當(dāng)中去。

二、BIM 對(duì)裝備式結(jié)構(gòu)的技術(shù)支持及有關(guān)研究

建筑業(yè)屬于典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程復(fù)雜，包含多工種協(xié)同作業(yè)，這些作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性。 其生產(chǎn)的過程不是單一的，而是極其復(fù)雜的，通常都要進(jìn)行很多危險(xiǎn)的操作作業(yè)，是高危行業(yè)中較為典型的代表。 針對(duì)以上情況，裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的生產(chǎn)過程比現(xiàn)場(chǎng)澆筑技術(shù)的污染要小很多，并且可以縮短工期和時(shí)間。 但是這種技術(shù)在具體的操作過程中會(huì)牽扯到多工種協(xié)同工作， 甚至涉及遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸、生產(chǎn)，這樣的話不確定性因素就會(huì)增多，因此這種技術(shù)雖然避免了現(xiàn)澆技術(shù)的弊端，但也產(chǎn)生了一些新的問題。

裝配式建筑完全不同于傳統(tǒng)意義上在施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)，它是先在預(yù)制工廠澆筑成型養(yǎng)護(hù)好之后再通過運(yùn)輸工具運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)組裝起來，形成一個(gè)完整的建筑物或構(gòu)筑物，就像搭積木一樣，因此這種技術(shù)的施工速度要比現(xiàn)澆混凝土技術(shù)快，同時(shí)質(zhì)量也易于保證，由于不在現(xiàn)場(chǎng)澆筑而只是在現(xiàn)場(chǎng)組裝， 因此減少了許多的污染。這種裝配式的建筑技術(shù)正在逐步成為全國(guó)乃至全世界范圍內(nèi)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級(jí)的一個(gè)大方向，正逐步在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行大面積的推廣和應(yīng)用。 這種技術(shù)完全顛覆了傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土技術(shù)，增加了現(xiàn)澆技術(shù)當(dāng)中沒有的結(jié)構(gòu)吊裝工作，去除了現(xiàn)澆技術(shù)中的支模板、鋼筋綁扎以及腳手架等需要大量人工的工作。

BIM 作為建筑業(yè)重要并且越來越廣泛使用的信息技術(shù)手段，可以為裝配式建筑這一越來越廣泛應(yīng)用的技術(shù)提供立體化、全壽命周期監(jiān)控和展示全面而有力的支持，進(jìn)一步形成了安全而有效的管理信息模式。 陜西建工第九建設(shè)集團(tuán)有限公司的高級(jí)工程師賀國(guó)健對(duì)施工過程中可能發(fā)生的安全事故以及隱藏的危險(xiǎn)源進(jìn)行了一一概括，同時(shí)也對(duì)安全管理之于施工單位成本的影響進(jìn)行了較深入的發(fā)掘，并進(jìn)一步引入了具體的工程實(shí)例展示了BIM 技術(shù)在建設(shè)工程安全管理中的研究成果，最終給出了BIM 技術(shù)在建設(shè)工程中提供的可以實(shí)施的具體的安全管理措施[3]。 翟越等[4]將其他的施工技術(shù)與新開發(fā)的BIM 進(jìn)行了有機(jī)融合，這樣的話不致使BIM 技術(shù)在整個(gè)施工過程的安全管理工作中處于孤立的位置，以便對(duì)時(shí)時(shí)處于動(dòng)態(tài)變化的施工過程及時(shí)跟進(jìn)并進(jìn)行有效地調(diào)整，最終得出這樣一種系統(tǒng)性的安全管理模塊，完全可以保障施工安全并把施工安全管理提升到一個(gè)新的水平。

三、基于BIM 技術(shù)的安全管理方案

隨著信息化時(shí)代的到來，安全管理同樣需要融入信息化。 BIM 技術(shù)是建筑業(yè)領(lǐng)域最新出現(xiàn)的一項(xiàng)技術(shù)，而裝配式建筑同樣是建筑業(yè)領(lǐng)域新出現(xiàn)的一項(xiàng)實(shí)體技術(shù)，這就為安全管理帶來了一個(gè)新的需要去實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 BIM 技術(shù)作為建筑業(yè)領(lǐng)域新出現(xiàn)的一種信息化的工具， 在各種工程領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、施工以及后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)等等都有了越來越廣泛的用途。 一個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目總是有幾個(gè)不同的參建方，而這些參建方之間并不是彼此獨(dú)立的，而是彼此之間有著密切的聯(lián)系，各自工作也有著承上啟下的關(guān)系， 因此各方之間需要達(dá)到信息共享的目的。這就需要將整個(gè)建設(shè)工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)和信息庫(kù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，將大量信息在項(xiàng)目的策劃、決策、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)等不同階段在項(xiàng)目參建各方之間進(jìn)行有效地傳遞和共享。 這樣的話才能讓參建各方及時(shí)地了解項(xiàng)目的進(jìn)展情況并及時(shí)地和其他有關(guān)各方進(jìn)行溝通和協(xié)商。 這樣一體化的信息共享機(jī)制就可以成為參建各方密切配合共同完成項(xiàng)目平臺(tái)的基礎(chǔ)。

四、案例分析

本次研究的案例選取廣西壯族自治區(qū)某地的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目。 該建筑物的總的建筑面積為9019.36m2，整個(gè)項(xiàng)目包括了多棟建筑物，其中最主要的建筑物是兩座工人生產(chǎn)倒班用的兩棟生產(chǎn)車間， 兩棟生產(chǎn)車間的建筑面積完全一樣，都是4449m2，并且?guī)в械叵率?，地上一? 層，地下1 層，兩棟生產(chǎn)車間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也幾乎一模一樣，層高都是3.55m， 兩棟倒班樓的裝配式預(yù)制框架結(jié)構(gòu)也是采用一樣的設(shè)計(jì)計(jì)算和施工，整個(gè)樓的設(shè)計(jì)高度和建筑高度均為23.55m。該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初和后續(xù)施工完成時(shí)其裝配式結(jié)構(gòu)占到整個(gè)項(xiàng)目的比率大約為73.4%。 依據(jù)國(guó)家給出的相關(guān)裝配率的評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可以將此建筑物的裝配率的等級(jí)正式評(píng)定為A 級(jí)。 本棟建筑物截至目前是廣西壯族自治區(qū)唯一的一座裝配率超60%的建筑物，應(yīng)該說裝配率已經(jīng)算相當(dāng)高了。 這個(gè)工程主要采用了裝配式技術(shù)的構(gòu)建部位，主要有鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土梁、外墻的裝飾用板材、預(yù)先制作好的沉箱、鋼筋混凝土樓板、鋼筋混凝土樓梯、房間與房間之間的不承重隔墻等。 本研究選取本項(xiàng)目工程中的一號(hào)辦公樓并對(duì)其進(jìn)項(xiàng)BIM 技術(shù)的建模，然后針對(duì)此進(jìn)行施工過程當(dāng)中的安全管理的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的模擬。

當(dāng)前，BIM 技術(shù)已經(jīng)越來越多地在建筑物的前期策劃、 中期的施工以及后期運(yùn)營(yíng)中得到了應(yīng)用，作用也越來越關(guān)鍵，尤其是在自動(dòng)化技術(shù)越來越發(fā)達(dá)以及越來越重視安全的今天。 本工程采用了當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)的EPC 總承包模式。 所謂的EPC 總承包模式就是指E—設(shè)計(jì)，P—采購(gòu)，C—施工一體化，也就是說一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工全部由一家公司來完成。 這樣的話避免了后續(xù)施工中設(shè)計(jì)和施工的種種問題的對(duì)接，也為項(xiàng)目融入BIM 技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 鑒于此項(xiàng)目屬于生產(chǎn)性項(xiàng)目，因此也同時(shí)模擬出了后續(xù)投入生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)鹊那闆r。 這樣的話就基本上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)項(xiàng)目的全壽命周期的BIM 技術(shù)的管理，主要的描述如下：

在前期的策劃和設(shè)計(jì)階段對(duì)各種設(shè)計(jì)方案使用BIM 技術(shù)進(jìn)行論證，選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。 由于員工宿舍有單人間和8 人間兩種類型，其內(nèi)部的戶型也不同，那么就需要借助BIM 技術(shù)對(duì)同一間房間模擬出兩種不同的居住人數(shù)需求的戶型，通過裝飾裝修的相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)將同一個(gè)房間做成可以容納不同人數(shù)的兩種房間， 這種房間的開間為3.5m、進(jìn)深為11.4m， 這樣的話就符合了建筑模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。 建筑物南部的外立面和北部的外立面均采用BIM 技術(shù)進(jìn)行三維立體化的渲染，為了達(dá)到建筑物的外立面多樣化的效果，不至于千篇一律，本工程特意使用了兩塊標(biāo)準(zhǔn)的外掛板材交錯(cuò)鑲貼，從而達(dá)到了建筑業(yè)要求的建筑物模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。 本工程幾棟樓的結(jié)構(gòu)仍然選擇了公共建筑結(jié)構(gòu)最常用的框架結(jié)構(gòu)。

結(jié) 語(yǔ)

BIM 技術(shù)越來越被廣泛應(yīng)用于裝配式建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)中，其安全生產(chǎn)管理將會(huì)是不可避免的，既然涉及到安全， 那么首當(dāng)其沖的就是要識(shí)別出哪些是影響到安全的危險(xiǎn)源，并按程度劃分其等級(jí)，然后列出一個(gè)危險(xiǎn)源的清單， 并且更進(jìn)一步地引入廣泛使用的BIM 技術(shù)， 以便在危險(xiǎn)來臨之前就對(duì)其進(jìn)行預(yù)判并采取有效的預(yù)防措施。 同時(shí)需要對(duì)來臨的危險(xiǎn)源進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)并計(jì)入數(shù)據(jù)庫(kù)， 并且比較深入地探討B(tài)IM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，從而為后續(xù)的實(shí)踐打下基礎(chǔ)。 基于以上的種種分析，修訂完善以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)的裝配式結(jié)構(gòu)在具體施工操作過程當(dāng)中的安全管理方案和應(yīng)急預(yù)案， 同時(shí)引入了實(shí)際工程實(shí)例論證了本文的論點(diǎn)。