A Constructability Methodology to Integrate Planning and Design for Workers’ Safety in Construction Management

Alzayd, Rana

Es gibt zwei wichtige Gründe für Unfälle mit Verletzten und Toten auf Baustellen, das Zusammentreffen verschiedener Arbeiten und die Tatsache, dass Belange der Arbeitssicherheit nur in der Bauphase betrachtet werden. Primäres Ziel dieser Forschungsarbeit war es, ein neues Modell für die Sicherheit der Arbeiter in die vorhandene Kritische-Pfad-Methode (CPM) zu integrieren und dieses erweiterte Werkzeug in der Planungs- und Entwurfsphase zu nutzen, um ein Unfallrisiko zu erkennen und zu beseitigen oder zu minimieren. In einem ersten Teilvorhaben wurde das WSiCPM System (Integrieren der Sicherheit der Arbeiter in CPM) entwickelt. Eine Matrix in der Datenbasis wurde automatisiert, um überlappende Aktivitäten zu analysieren und potenzielle Gefahren zu ermitteln. Neben der üblichen qualitativen Risikoeinstufung durch Expertenschätzung wird die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls bei überlappenden Arbeiten in Abhängigkeit von Parametern wie Überlappungsdauer, Überlappungsbereich, Anzahl der Arbeiter sowie Art der Gefahr berechnet. Die Schwere eines Unfalls wird analog zum Schadenersatz für Todesfälle durch Versicherungen abgeschätzt und in einen Geldbetrag als Maß für die Unfallkosten transformiert. Zusätzlich macht das System Vorschläge zur Beseitigung oder Minimierung des Risikos, z. B. durch räumliche oder zeitliche Trennung, geänderte Abfolge oder neue Terminierung der Arbeiten. In einem zweiten Teilvorhaben wurde das Konzept des ‘Terminplans für Sicherheit’ durch Verknüpfung von Bauwerksentwurf für Sicherheit (BDS) und Kritische-Pfad-Methode (CPM) eingeführt. Durch Einsatz der ergänzten BDS Software bei der Bauausführung und –überwachung können anhand abgeleiteter Sicherheitsindikatoren die Schwere eines Unfalls und die Auswirkung auf die Projektkosten bewertet werden. Das WSiCPM System kann helfen, bestehende Defizite bei der Sicherheit der Arbeiter zu überwinden, indem Terminplan und Entwurf sowie zeitliche und räumliche Aspekte verknüpft und Sicherheitsaspekte in allen Projektphasen berücksichtigt werden. Die exemplarische Anwendung des Systems zeigt, dass damit erhebliche Verbesserungen der Gesundheit und Sicherheit auf Baustellen möglich sind.

There are two important reasons for accidents resulting in injuries and fatalities on construction sites, i.e. the interference of different activities and the fact that aspects of workers’ safety are considered to be only a concern of the construction phase. The main objective of this research was to incorporate a new workers’ safety model into the existing critical path method (CPM) which is used as a supplemented tool in the planning and design phases to identify, remove or minimise the risk of accidents. In a first task the WSiCPM framework (integrating Workers’ Safety into CPM) was developed. A matrix in the database was automated to analyse all interfering activities and to evaluate potential hazards. Besides the usual qualitative risk assessment based on expert judgment, the probability of an accident is calculated for each pair of interfering activities using new equations depending on parameters such as overlapping duration, overlapping working area, number of workers and type of hazard. The severity of an accident is estimated analogously to the compensation of casualties by insurance companies and is transformed to a monetary value representing the accident cost. In addition, the framework makes suggestions to eliminate or minimise the risk, e.g. by separating the activities spatially or temporally, modifying the path or re-scheduling the activities. In a second task the concept of ‘schedule for safety’ was introduced by linking building design for safety (BDS) with CPM. The supplemented BDS can be applied in both the construction and control phases. New safety indicators were derived to assess the level of an accident and the impact on the project cost. The WSiCPM framework can help to overcome existing deficiencies of workers’ safety through the link between schedule and design and between temporal and spatial attributes, and by considering the safety issues in all phases of the project. The example application demonstrates that this can lead to significant improvements in health and safety on construction sites.

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Alzayd, Rana: A Constructability Methodology to Integrate Planning and Design for Workers’ Safety in Construction Management. 2015.

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