夏侯遐邇，岳一博，陸 瑩，袁競峰，李啟明

（東南大學(xué) 建設(shè)與房地產(chǎn)系，江蘇 南京 210096，E-mail:xh@seu.edu.cn）

面向安全的設(shè)計(jì)研究綜述

夏侯遐邇，岳一博，陸 瑩，袁競峰，李啟明

（東南大學(xué) 建設(shè)與房地產(chǎn)系，江蘇 南京 210096，E-mail:xh@seu.edu.cn）

提升安全生產(chǎn)水平是全球建筑業(yè)關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在建筑行業(yè)實(shí)施面向安全的設(shè)計(jì)（Design For Safety，DFS）即在設(shè)計(jì)階段考慮安全管理問題可以有效消除或者降低項(xiàng)目全生命周期安全風(fēng)險(xiǎn)。DFS作為安全管理的一項(xiàng)早期的介入方式，近年來受到了極大的關(guān)注。從DFS的特征與內(nèi)涵、現(xiàn)有的相關(guān)政策、技術(shù)應(yīng)用等方面進(jìn)行系統(tǒng)的梳理，找出制約DFS理念推廣與應(yīng)用的因素，提出合理的建議，為DFS在我國建筑業(yè)的推廣和應(yīng)用提供重要的參考。

安全管理；面向安全的設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)階段

長期以來，安全事故一直伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展。由于安全事故通常發(fā)生在施工、運(yùn)營等階段，傳統(tǒng)安全管理研究也主要集中在以上各個(gè)階段，缺乏對設(shè)計(jì)階段與安全事故之間關(guān)系的研究［1］。Szymberski［2］給出的項(xiàng)目進(jìn)度/安全影響曲線顯示，設(shè)計(jì)階段對降低安全風(fēng)險(xiǎn)具有較高的影響，并且隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，影響安全管理的能力會逐漸降低。同時(shí)，Manuele［3］在安全管理的層次論中也指出:相較于施工階段開展的安全管理工作，如為生產(chǎn)人員安全護(hù)具等，在設(shè)計(jì)階段考慮安全風(fēng)險(xiǎn)是安全管理的最高層次和最有效的手段。近年來，面向安全的設(shè)計(jì)（Design For Safety，DFS）的概念受到了越來越多的關(guān)注，DFS強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)階段中考慮安全問題，能夠極大提高項(xiàng)目的可施工性、可運(yùn)營性等，降低項(xiàng)目全生命周期的安全風(fēng)險(xiǎn)。

Hinze等［4］通過問卷調(diào)查研究了設(shè)計(jì)師在降低施工人員安全風(fēng)險(xiǎn)中的角色，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)師在傳統(tǒng)安全管理中的缺失；在南非的一項(xiàng)調(diào)查中，50%的總包商認(rèn)為設(shè)計(jì)對安全健康有著消極的影響［5］；Gibb［6］通過對100個(gè)安全事故的評估，發(fā)現(xiàn)47%的案例可以通過對設(shè)計(jì)方案做一些改變而減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率；Behm［7］針對224份報(bào)告進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中有42%的事故與設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)，如果在設(shè)計(jì)階段考慮了安全風(fēng)險(xiǎn)，這些安全事故將會大大減少；Gambatese［8］通過專家座談再次證明了這個(gè)結(jié)論，并指出若想進(jìn)一步提高建筑業(yè)的安全績效，設(shè)計(jì)專家們需要在設(shè)計(jì)方案中考慮安全問題；Driscoll［9］利用澳大利亞國家驗(yàn)尸官協(xié)會的信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，同樣發(fā)現(xiàn)在評估的210個(gè)案例中37%死亡事故與設(shè)計(jì)有關(guān)。我國學(xué)者張仕廉等［10］研究了建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)安全設(shè)計(jì)與施工安全的關(guān)系，認(rèn)為設(shè)計(jì)對建筑施工安全的影響較為顯著，推進(jìn)安全設(shè)計(jì)是建筑施工本質(zhì)安全的必然要求。熊遠(yuǎn)勤等［11］通過對施工安全事故的隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)、分析，得出大量的施工安全事故都與建筑設(shè)計(jì)因素有關(guān)，尤其是地基基礎(chǔ)工程、砌筑工程等。大量的研究證明設(shè)計(jì)與安全事故之間存在密切關(guān)聯(lián)，在設(shè)計(jì)階段介入安全管理逐漸成為研究的新趨勢。

1　DFS相關(guān)概念與內(nèi)涵

1.1DFS的相關(guān)表述

DFS作為建筑業(yè)安全管理的新理念，在相關(guān)實(shí)踐和研究中的表述不盡相同。國外文獻(xiàn)中類似的表述主要有Design For Safety（DFS）［12］，Prevention through Design（PtD）［13］，Safety in Design［14］以及Design For Construction Worker Safety（DFCS）［15］等。其中PtD作為美國國家職業(yè)安全與健康研究所（National Institute for Occupational Safety and Health，NIOSH）的一項(xiàng)預(yù)防職業(yè)安全健康傷害計(jì)劃，旨在通過設(shè)計(jì)工作預(yù)防職業(yè)傷害、疾病、死亡等危害，該計(jì)劃涵蓋了諸如建筑業(yè)、采礦業(yè)等8個(gè)行業(yè)［16］，PtD在建筑業(yè)中又被具體稱之為Construction Hazard Prevention through Design（CHPtD）［17］。美國建筑師協(xié)會（The American Institute of Achitects，AIA）將其表述為Safety in Design and Construction，并將之定義為:一種以全生命周期的視角考慮從拆除已有結(jié)構(gòu)到新建結(jié)構(gòu)的概念形成、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營各階段工作場所安全的方法［18］。由美國 OSHA和Toole等［19］搭建的關(guān)于 DFCS與 PtD的網(wǎng)頁中將PtD/DFCS具體描述為:在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中明確考慮施工人員的安全；在開展設(shè)計(jì)工作中，施工人員的安全；考慮設(shè)計(jì)方案中的風(fēng)險(xiǎn)對于施工人員的影響；可施工性審查過程中加強(qiáng)工人安全的措施。國內(nèi)對于 DFS的表述主要有安全設(shè)計(jì)［20］，面向施工安全的設(shè)計(jì)［21］等。相關(guān)的表述及自身的特點(diǎn)也略有不同，它們之間表述以及各自特點(diǎn)如表1所示［22］。

盡管國內(nèi)外在對相關(guān)概念的表述上略有差別，但是所傳達(dá)的理念基本相似，都是通過項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)階段針對項(xiàng)目包括施工在內(nèi)的全生命周期安全展開研究從而降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高項(xiàng)目全生命期的安全績效。本文采用DFS的表述并將其中文稱之為“面向安全的設(shè)計(jì)”。

表1　DFS類似表述及其特點(diǎn)

1.2DFS的特征與內(nèi)涵

與傳統(tǒng)的安全管理相比較，DFS主要有以下幾點(diǎn)新的特征:

（1）更早地介入項(xiàng)目全生命周期安全管理。相較于處于項(xiàng)目全生命期下游的施工、運(yùn)營階段，設(shè)計(jì)階段對降低項(xiàng)目全生命周期安全風(fēng)險(xiǎn)更為明顯，并且影響安全風(fēng)險(xiǎn)的能力隨著工程項(xiàng)目的推進(jìn)顯著降低［2］。DFS將安全風(fēng)險(xiǎn)從傳統(tǒng)的項(xiàng)目建設(shè)階段或設(shè)計(jì)方案安全審查階段進(jìn)一步前移，體現(xiàn)了“預(yù)防為主”的安全風(fēng)險(xiǎn)管理理念，實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目安全管理從被動到主動、從“事后”、“事中”朝著“事前”乃至“超前”預(yù)防的轉(zhuǎn)變［23］。

（2）以設(shè)計(jì)本身為研究對象。與傳統(tǒng)的現(xiàn)場安全管理、險(xiǎn)兆事件管理［24］以及針對已完成設(shè)計(jì)方案的安全風(fēng)險(xiǎn)識別［25］不同，DFS將工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作本身作為研究對象，研究設(shè)計(jì)工作與安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，科學(xué)應(yīng)用安全管理知識，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員面向安全設(shè)計(jì)的意識和能力，最終在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)方案中潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）擴(kuò)展了安全管理的內(nèi)容。傳統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)主要關(guān)注與項(xiàng)目中的人身安全，財(cái)產(chǎn)損失等。由于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案往往決定了工程項(xiàng)目的施工與運(yùn)營方式，如在地鐵設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案決定了地鐵網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，從而決定了地鐵網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)及社會公共安全風(fēng)險(xiǎn)。DFS將工程項(xiàng)目對周邊的自然環(huán)境、社會的影響也作為重要的研究內(nèi)容［26］，豐富了安全管理的內(nèi)容，拓展了傳統(tǒng)安全管理的邊界。

2　國內(nèi)外推進(jìn)DFS的相關(guān)政策

設(shè)計(jì)工作對于項(xiàng)目全生命周期安全的影響逐漸受到了社會各方的關(guān)注和認(rèn)可。然而傳統(tǒng)的安全責(zé)任更多的歸咎于項(xiàng)目承包商，設(shè)計(jì)人員缺乏在安全管理中的參與［4］。為推進(jìn)DFS的應(yīng)用，明確設(shè)計(jì)人員在安全管理工作中的責(zé)任，國內(nèi)外相關(guān)的政府部門、協(xié)會等制定了一系列的法律法規(guī)。

2.1國外相關(guān)制度

歐盟于 1992年頒布了“臨時(shí)與移動施工場所的安全風(fēng)險(xiǎn)控制法案”，要求在設(shè)計(jì)中考慮安全問題。接著英國于1994年出臺與之對應(yīng)的《英國（設(shè)計(jì)管理）建設(shè)法》，強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)避免設(shè)計(jì)方案中能夠預(yù)見的安全風(fēng)險(xiǎn)［27］。在澳大利亞，新南威爾士州建設(shè)政策指導(dǎo)委員會于 2000年提出在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)考慮、評估以及控制建設(shè)過程中的職業(yè)健康安全；昆士蘭州和西澳大利亞州在法律中強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)人員的責(zé)任［9］。2008年，西澳大利亞州工作安全局和職業(yè)健康安全委員會制定并完善了建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)守則，用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員滿足安全設(shè)計(jì)的相關(guān)法律法規(guī)要求。美國土木工程師協(xié)會在其關(guān)于工程安全的第350條款中描述:設(shè)計(jì)師在做方案規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)意識到安全和可施工性的重要性并提供安全施工方案。2007年，美國職業(yè)健康安全研究所在全美包括建筑業(yè)在內(nèi)的8個(gè)行業(yè)推行了一項(xiàng)通過設(shè)計(jì)預(yù)防（PtD）計(jì)劃［16］，旨在通過在設(shè)計(jì)過程中考慮安全風(fēng)險(xiǎn)從而減少職業(yè)安全事故。新加坡從2008年將DFS作為建筑業(yè)的一項(xiàng)安全管理的自愿行為，并在2015年7月頒布了DFS的相關(guān)法律法規(guī)［28］；南非等國家也頒布了類似的法律法規(guī)及規(guī)定。

2.2我國相關(guān)制度

我國的法律法規(guī)針對設(shè)計(jì)階段的安全管理責(zé)任也做出了規(guī)定，如《安全生產(chǎn)法》第28條規(guī)定:安全設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用；第 30條規(guī)定:建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施的設(shè)計(jì)人、設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)對安全設(shè)施設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)；《建筑法》第 56條規(guī)定設(shè)計(jì)勘察單位必須對其勘察、設(shè)計(jì)的質(zhì)量負(fù)責(zé)，第 73條規(guī)定建筑設(shè)計(jì)單位不按照建筑工程質(zhì)量、安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，責(zé)令改正，處以罰款。《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》第4條規(guī)定勘察設(shè)計(jì)單位必須遵守安全生產(chǎn)法律、法規(guī)規(guī)定，保證工程安全生產(chǎn)、依法承擔(dān)建設(shè)工程安全生產(chǎn)責(zé)任等。

3　DFS的現(xiàn)有工具與應(yīng)用

當(dāng)前在安全風(fēng)險(xiǎn)管理中，對安全風(fēng)險(xiǎn)事前預(yù)防的研究主要有險(xiǎn)兆風(fēng)險(xiǎn)識別與管理以及針對設(shè)計(jì)方案中的安全問題主要采用設(shè)計(jì)方案審查等方式［24］，如基于施工圖紙的地鐵建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)自動識別系統(tǒng)，用于施工前的安全風(fēng)險(xiǎn)識別和評估［25］。這些方式過于依賴安全專家知識，并且需要在設(shè)計(jì)方案完成之后才能開展安全審查，設(shè)計(jì)變更往往消耗了大量的資源。因此，建筑業(yè)亟需能夠幫助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作開展之前或者設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn) DFS工具的。

20世紀(jì)90年代，Gambatese等［29］在美國建筑業(yè)協(xié)會Construction Industry Institute（CII）的資助下，將積累的安全建議集成到計(jì)算機(jī)程序中，建成了一個(gè)名為“Design for Construction Safety Toolbox”的工具箱，該工具箱將設(shè)計(jì)和施工階段聯(lián)系在一起，幫助設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段識別項(xiàng)目中的具體安全事故，從而在設(shè)計(jì)階段降低項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)，Gambatese［15］、Marini等［30］又在工具箱中加入了安全手冊和安全指南。Akladios等［31］針對危險(xiǎn)廢棄物治理領(lǐng)域開發(fā)了稱為“T-expert”的專家系統(tǒng)，“T-expert”利用人工智能（Artificial Intelligence，AI），并且利用專家系統(tǒng)中的“What-If ”場景分析，為設(shè)計(jì)師提供安全和健康建議，指出設(shè)計(jì)過程中不安全的參數(shù)。2001年，澳大利亞新南威爾士的宜家保險(xiǎn)公司開發(fā)了一套CHAIR Safety in Design的工具，通過系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的方法，幫助設(shè)計(jì)階段涉及的各方識別和降低相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)［32］。香港學(xué)者Hadikusumo和Rowlinson基于虛擬現(xiàn)實(shí)（Visual Reality，VR）和Design-For-Safety-Process（DFSP）數(shù)據(jù)庫開發(fā)了DFSP工具，DFSP工具不僅能夠改善設(shè)計(jì)方案以達(dá)到降低建設(shè)階段的安全風(fēng)險(xiǎn)，也能夠幫助設(shè)計(jì)師獲取所需的安全知識，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)人員的面向全的設(shè)計(jì)能力。2005年，Damrong等［33］開發(fā)了一項(xiàng)4DCAD-safety的工具用來幫助設(shè)計(jì)人員就何時(shí)、何處、如何、為什么以及采用何種安全措施等問題進(jìn)行分析和處理。2006年Carter等［34］開發(fā)了一個(gè)名為 Total-Safety的信息技術(shù)工具，用來幫助設(shè)計(jì)人員提高安全風(fēng)險(xiǎn)識別能力。為了幫助承包商將職業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)管理植入到安全階段，2008年，Cooke等［35］設(shè)計(jì)了一套基于網(wǎng)頁版本的創(chuàng)新信息決策輔助系統(tǒng):“ToolSHeDtm”，該系統(tǒng)中采用爭議樹來推理并克服基于規(guī)則的專家系統(tǒng)的限制。2008年，Cameron等利用責(zé)任分配表、健康安全風(fēng)險(xiǎn)會議、選擇評估表等8個(gè)集成工具將健康安全管理集成到項(xiàng)目規(guī)劃的過程中。其他的一些工具，如GIS等也被應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)階段來幫助降低設(shè)計(jì)相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)［36］。

近年來，隨著BIM及其相關(guān)的技術(shù)不斷發(fā)展，BIM相關(guān)工具也在DFS中得到了應(yīng)用［37］。2009年，芬蘭國家技術(shù)研究中心（VTT）開展了一項(xiàng)稱為“SafetyBIM”的研究項(xiàng)目，研究顯示通過使用BIM技術(shù)能夠有效將安全管理與工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、現(xiàn)場布置等結(jié)合在一起，同時(shí)BIM技術(shù)能夠加強(qiáng)項(xiàng)目之間的溝通，最終提高工程項(xiàng)目的安全［38］。Qi等［39］利用BIM技術(shù)將安全管理集成在設(shè)計(jì)過程中，通過將前期搜集的安全管理建議整理后形成安全建議軟件包，再利用軟件包在設(shè)計(jì)過程中檢測施工人員的安全狀態(tài)。這些工具能夠讓設(shè)計(jì)師優(yōu)化設(shè)計(jì)方案以確保建設(shè)階段的安全風(fēng)險(xiǎn)最小化，同時(shí)承包商也能夠參與到設(shè)計(jì)階段中，通過提供合理的安全建議，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的主動控制。針對建筑業(yè)中最常見的墜落事故，Qi等［40］在后續(xù)研究中利用BIM和Solibri模型檢測功能開發(fā)了預(yù)防高處墜落的 PtD工具。Zhang等［41］將安全管理與BIM集成在一起，基于設(shè)定的規(guī)則在設(shè)計(jì)過程中自動檢測設(shè)計(jì)方案中的高處墜落的風(fēng)險(xiǎn)。

工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃在建筑業(yè)中具有龍頭作用，對提高項(xiàng)目全生命周期安全績效的貢獻(xiàn)也得到了國內(nèi)研究學(xué)者們的認(rèn)可和關(guān)注。袁競峰等［20］針對地鐵工程安全問題建立了DFS的知識庫，通過知識的搜集、分析、存儲和查詢實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，幫助設(shè)計(jì)人員提高 DFS能力。郭紅領(lǐng)等［21］提出了集成BIM和安全規(guī)則的DFCS模型，論證了BIM為技術(shù)平臺是實(shí)現(xiàn)DFCS的有效手段。曾雯琳等［42］基于Microsoft Visual Studio平臺結(jié)合DFS的規(guī)范和規(guī)則對Autodesk的Revit軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)計(jì)的自動化審查，高效識別了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

DFS現(xiàn)有的工具應(yīng)用根據(jù)其實(shí)際操作的方法主要可以分為①清單審查法:綜合的法律法規(guī)以及搜集整理的安全建議，形成設(shè)計(jì)建議或者專家系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中為設(shè)計(jì)人員提供參照。②風(fēng)險(xiǎn)評估法:針對可能的安全風(fēng)險(xiǎn)開展評估，為設(shè)計(jì)師提供安全風(fēng)險(xiǎn)的等級提示。③虛擬現(xiàn)實(shí)法:利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)模擬設(shè)計(jì)方案，在虛擬情景下檢查設(shè)計(jì)方案中的安全風(fēng)險(xiǎn)。④BIM規(guī)則法:將安全規(guī)則轉(zhuǎn)化為BIM軟件能夠識別的計(jì)算機(jī)語言，自動檢查設(shè)計(jì)過程的安全風(fēng)險(xiǎn)。具體如表2所示。

4　當(dāng)前DFS應(yīng)用面臨的制約與對策

4.1制約因素

雖然 DFS對于降低和消除項(xiàng)目全生命周期安全風(fēng)險(xiǎn)的可行性已經(jīng)得到證實(shí)，但DFS在國內(nèi)外還處于探索階段。建筑業(yè)推行DFS仍然面臨著諸多的制約因素:

表2　DFS現(xiàn)有應(yīng)用及其分類

（1）制度因素。盡管國內(nèi)外針對DFS出臺了相關(guān)的法律法規(guī)，其影響并不顯著［46］。現(xiàn)行的法律法規(guī)對于設(shè)計(jì)階段以及設(shè)計(jì)人員的責(zé)任過于籠統(tǒng)，界定不清。現(xiàn)行的項(xiàng)目遞交模式導(dǎo)致項(xiàng)目全生命期各階段分離，處于下游的施工、運(yùn)營等階段的安全管理人員無法參與設(shè)計(jì)階段的安全風(fēng)險(xiǎn)管理［47］，因此無法有效地實(shí)施DFS。

（2）技術(shù)因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的科技被應(yīng)用于安全風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域，然而相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)缺乏在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用［1］，現(xiàn)有工具操作繁瑣，不夠智能。部分工具在安全風(fēng)險(xiǎn)管理的應(yīng)用中只針對特定的安全風(fēng)險(xiǎn)，存在局限性，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中缺乏幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)DFS的工具。

（3）人才因素。目前設(shè)計(jì)階段的安全管理主要依賴于安全專家的安全管理知識［44］，設(shè)計(jì)企業(yè)缺乏推進(jìn)DFS的設(shè)計(jì)人才。設(shè)計(jì)人員缺乏實(shí)際的工程項(xiàng)目現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，對安全風(fēng)險(xiǎn)管理認(rèn)知不足，因此無法開展DFS工作。

（4）市場因素。當(dāng)前建筑市場競爭激烈，設(shè)計(jì)企業(yè)仍然將質(zhì)量、成本、進(jìn)度以及業(yè)主的要求作為首要目標(biāo)。根據(jù)一項(xiàng)面向設(shè)計(jì)師對質(zhì)量、成本、進(jìn)度、美觀，終端用戶安全、施工人員安全6項(xiàng)指標(biāo)的排序調(diào)查中，施工人員安全排名最低［27］。市場對于DFS的重視不足，缺乏推行DFS的整體氛圍。

4.2推進(jìn)DFS應(yīng)用的建議

（1）采用現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化是對傳統(tǒng)建筑業(yè)生產(chǎn)方式的一種變革。建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化實(shí)行工業(yè)化的生產(chǎn)方式，在建筑業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、管理信息化等目標(biāo)。因此，從設(shè)計(jì)階段就考慮安全風(fēng)險(xiǎn)，通過采用更多的預(yù)制構(gòu)件，減少現(xiàn)場作業(yè)，安裝臨時(shí)安全措施等手段，可以消除或減少安全風(fēng)險(xiǎn)的概率［17］。

（2）推廣EPC、DB、IPD等項(xiàng)目遞交模式。在EPC、DB、IPD等項(xiàng)目遞交模式中，設(shè)計(jì)階段和施工等階段通常由一家企業(yè)完成，項(xiàng)目生命期的安全風(fēng)險(xiǎn)也由一方承擔(dān)，因此，企業(yè)擁有實(shí)現(xiàn)DFS的積極性和主動性。同時(shí)在以上幾類項(xiàng)目遞交模式中，下游的安全管理人員能夠參與到設(shè)計(jì)階段的工作中，協(xié)助設(shè)計(jì)人員開展面向安全的設(shè)計(jì)，從而提高項(xiàng)目的安全管理水平。

（3）加強(qiáng)信息技術(shù)在DFS中的應(yīng)用。一方面利用先進(jìn)的信息技術(shù)將隱性的安全管理經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)階段能夠利用的知識，對設(shè)計(jì)人員開展安全管理教育與培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)人員對安全風(fēng)險(xiǎn)以及DFS的認(rèn)知水平；另一方面，將先進(jìn)的信息技術(shù)在DFS中應(yīng)用，開發(fā)智能、通用的DFS工具，從而有效地推進(jìn)DFS在建筑業(yè)的應(yīng)用。

（4）加強(qiáng)推廣與應(yīng)用。DFS作為安全風(fēng)險(xiǎn)管理的一種新的理念，還需要進(jìn)一步的研究和推廣。一些國家和地區(qū)明確提出了推動DFS的措施，如美國針對 DFS的概念出臺了國家層面的計(jì)劃［16］，一些學(xué)術(shù)期刊、協(xié)會圍繞 DFS開展了專門的研討會等，認(rèn)為DFS理念的發(fā)展離不開學(xué)術(shù)界的研究，同時(shí)也需要學(xué)校對于學(xué)生進(jìn)行相關(guān)教育培訓(xùn)、建筑產(chǎn)業(yè)中的安全專家在實(shí)際工程中的推廣與實(shí)踐［48］。

5　結(jié)語

DFS是建筑業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的必然趨勢，體現(xiàn)了“預(yù)防為主”的安全管理理念。DFS不僅能夠降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高安全管理水平，增強(qiáng)工程可施工性、降低因安全事故而導(dǎo)致的工期延長、成本增加等風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)DFS也被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

當(dāng)前 DFS的研究和應(yīng)用仍然處于探索階段，DFS的發(fā)展與應(yīng)用面臨著制度、技術(shù)、人才以及市場等制約因素。關(guān)于DFS的內(nèi)涵、設(shè)計(jì)與安全風(fēng)險(xiǎn)之間的量化關(guān)系、相關(guān)工具如BIM在DFS中的應(yīng)用等仍然需要進(jìn)一步研究。只有不斷提高整個(gè)行業(yè)對DFS的認(rèn)知水平，加強(qiáng)DFS在我國建筑業(yè)的推廣應(yīng)用，才能最終提高項(xiàng)目全生命期的安全績效。

［1］ Zhou Z，Goh Y M，Li Q.Overview and analysis of safety management studies in the construction industry［J］.Safety Science，2015，72:337-350.

［2］ Szymberski R T.Construction project safety planning［J］. Tappi journal（USA），1997.

［3］ Manuele.Principles for the Practice of Safety［J］. Professional Safety，1997，42（7）:27.

［4］Hinze J，Wiegand F.Role of designers in construction worker safety［J］.Journal of construction engineering and management，1992，118（4）:677-684.

［5］ Smallwood J J.The influence of designers on occupational safety and health［Z］.Lisbon，Portugal:1996:203-213.

［6］Gibb A，Hecker S，Gambatese J，et al.Designing for safety and health in construction-A European/UK perspective ［M］.2004.

［7］Behm M.Linking construction fatalities to the design for construction safety concept［J］.Safety Science.2005，43 （8）:589-611.

［8］Gambatese J A，Behm M，Rajendran S.Design's role in construction accident causality and prevention: Perspectives from an expert panel［J］.Safety Science，2008，46（4）:675-691.

［9］Driscoll T R，Harrison J E，Bradley C，et al.The Role of Design Issues in Work-Related Fatal Injury in Australia［J］.Journal of Safety Research，2008，39（2）: 209-214.

［10］張仕廉，潘承仕.建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段安全設(shè)計(jì)與施工安全研究［J］.建筑經(jīng)濟(jì)，2006（1）:77-80.

［11］熊遠(yuǎn)勤，馮 力.建筑工程施工安全與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系研究——對災(zāi)后重建工程施工安全管理的思考［J］.軟科學(xué)，2010，24（11）:142-144.

［12］ Toole T M，Gambatese J.The Trajectories of Prevention through Design in Construction［J］.Journal of Safety Research，2008，39（2）:225-230.

［13］ Workcover N.CHAIR Safety in Design Tool （CHAIR--Construction Hazard Assessment Implication Review），Sydney，Australia［J］.New South Wales State Government Work Safety Authority，2001.

［14］ Weinstein M，Gambatese J，Hecker S.Can design improve construction safety？:Assessing the impact of a collaborative safety-in-design process［J］.Journal of Construction Engineering and Management，2005，131 （10）:1125-1134.

［15］ Gambatese J，Hinze J.Addressing construction worker safety in the design phase:Designing for construction worker safety［J］.Automation in Construction，1999，8 （6）:643-649.

［16］Schulte P A，Rinehart R，Okun A，et al.National Prevention through Design（PtD）Initiative［J］.Journal of Safety Research，2008，39（2）:115-121.

［17］ Toole T M，Gambatese J.The Trajectories of Prevention through Design in Construction［J］.Journal of Safety Research.2008，39（2）:225-230.

［18］ The American Institute Of Achitects A.http://www.aia. org/practicing/groups/kc/AIAB081070%20［Z］.

［19］ Toole M.http://www.designforconstructionsafety. org/ history.shtml［Z］.

［20］袁競峰，徐 媛，黃 偉，等.地鐵工程安全設(shè)計(jì)（DFS）知識庫構(gòu)建［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，22（11）: 81-87.

［21］郭紅領(lǐng)，張偉勝，劉文平.集成設(shè)計(jì)——施工安全（DFCS）的方法探索［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2015 （2）:5-10.

［22］ Taiebat M.Tuning Up BIM for Safety Analysis Proposing modelinglogicsforapplicationofBIMin DfS［D］.Virginia Polytechnic Institute and State University，2011.

［23］ Hecker S，Gambatese J A.Safety in design:a proactive approachtoconstructionworkersafetyand health［J］.Applied Occupational and Environmental Hygiene，2003，18（5）:339-342.

［24］周志鵬，李啟明，鄧小鵬，等.險(xiǎn)兆事件管理系統(tǒng)在地鐵施工安全管理中的應(yīng)用［J］.解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（6）:597-603.

［25］ Ding L Y，Yu H L，Li H，et al.Safety risk identification system for metro construction on the basis of construction drawings［J］.Automation in Construction，2012，27: 120-137.

［26］Toole T M，Carpenter G，Others.Prevention through design:Animportantaspectofsocial sustainability［J］.ICSDC 2011:Proceedings of Integrating Sustainability Practices in the Construction Industry，2011:187-195.

［27］Gambatese J A，Behm M，Hinze.J W.Viability of Designing for Construction Worker Safety［J］.journal of construction and engineering and management，2005.

［28］ Goh Y M，Chua S.Knowledge，attitude and practices for design for safety:A study on civil & structural engineers［J］.Accident Analysis & Prevention，2015.

［29］ Gambatese J A，Hinze J W，Haas C T.Tool to design for construction worker safety［J］.Journal of Architectural Engineering，1997，3（1）:32-41.

［30］ Marini J.Design for construction worker safety:a software tool for designers［D］，2007.

［31］ Akladios M E A.Design for Worker Safety - An Expert Systems Approach［Z］.1999.

［32］Workcover N S W.CHAIR Safety in Design Tool［J］.NSW Workcover，Sydney，2001.

［33］ Chantawit D，Hadikusumo B H W，Charoenngam C，et al.4DCAD-Safety:visualizing project scheduling and safety planning［J］.Construction Innovation.2005，5（2）: 99.

［34］ Carter G，Smith S D.Safety hazard identification on construction projects［J］.Journal of construction engineering and management.2006，132（2）:197-205.

［35］ Cooke T，Lingard H，Blismas N，et al.ToolSHeDTM: the development and evaluation of a decision support tool forhealthandsafetyinconstruction design［J］.Engineering，Construction and Architectural Management.2008，15（4）:336-351.

［36］Bansal V K.Application of geographic information systems in construction safety planning［J］.International Journal of Project Management，2011，29（1）:66-77.［37］ Love P E D，Edwards D J，Han S，et al.Design error reduction:toward the effective utilization of building information modeling［J］.Research in Engineering Design，2011，22（3）:173-187.

［38］ Sulankivi K，Makela T，Kiviniemi M.BIM-based site layout and safety planning［Z］.2009.

［39］ Qi J，Issa R，Hinze J，et al.Integration of safety in design through the use of building information modeling［Z］. 2011:698-705.

［40］ Qi J，Issa R R，Olbina S，et al.Use of Building Information Modeling in Design to Prevent Construction Worker Falls［J］.Journal of Computing in Civil Engineering，2014，28（5）:A4014008.

［41］ Zhang S，Sulankivi K，Kiviniemi M，et al.BIM-based fall hazard identification and prevention in construction safety planning［J］.Safety Science.2015，72:31-45.

［42］曾雯琳，袁競峰，張 星.基于BIM模型的DfS規(guī)則應(yīng)用研究［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2014（4）:18-23.

［43］ Hadikusumo B H W，Rowlinson S.Integration of virtually real construction model and design- for-safety -process database［J］.Automation in Construction，2002，11（5）:501-509.

［44］ Hadikusumo B，Rowlinson S.Capturing safety knowledge using design-for-safety-process tool［J］.Journal of construction engineering and management，2004，130 （2）:281-289.

［45］ Qi J，Issa R R，Olbina S，et al.Use of building information modeling in design to prevent construction worker falls［J］.Journal of Computing in Civil Engineering，2013，28（5）:A4014008.

［46］ Gibb A G.Safety in design:A European/UK view［Z］. 2002.

［47］ Gambatese J A.Liability in designing for construction worker safety［J］.Journal of Architectural Engineering，1998，4（3）:107-112.

［48］ Manuele F A.Prevention through Design （PtD）:History and Future［J］.Journal of Safety Research，2008，39（2）: 127-130.

Design For Safety:A literature Review

XIAHOU Xia-er，YUE Yi-bo，LU Ying，YUAN Jing-feng，LI Qi-ming
（School of Civil Engineering，Southeast University，Nanjing 210096，China，E-mail:xh@seu.edu.cn）

Safety promotion is an important issue in construction industry worldwide.After reviewing literatures in the field，

safety management；safety oriented design；design phase

TU714

A

1674-8859（2016）04-007-06

10.13991/j.cnki.jem.2016.04.002

夏侯遐邇（1988-），男，博士研究生，研究方向:安全管理，風(fēng)險(xiǎn)管理；

岳一博（1989-），女，博士研究生，研究方向:安全管理，風(fēng)險(xiǎn)管理；

陸 瑩（1984-），女，博士，講師，研究方向:安全管理，風(fēng)險(xiǎn)管理，基礎(chǔ)設(shè)施管理等；

袁競峰（1981-），男，博士，副教授，研究方向:風(fēng)險(xiǎn)管理，安全管理，基礎(chǔ)設(shè)施管理等；

李啟明（1963-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向:工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與管理，工程安全管理等。

2016-06-06.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51578144、51308113）；

江蘇省基礎(chǔ)研究計(jì)劃青年基金項(xiàng)目（BK20130616）；

江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（KYLX_0206）.

findings show the implementation of design for safety（DFS），that is to consider the safety management during the design phase can eliminate or reduce the lifecycle safety hazards for the construction projects.As an earlier intervention of safety management，DFS has raised great interests within the industry.In this article，the characteristics and concept，the existing regulations and policies as well as the current tools for DFS were analyzed based on related studies.And the barriers that limit the implementation of DFS were identified.Also the recommendations were given for the future reference to promote DFS in construction industry.