基于BIM+VR的建筑可视化设计方法及应用

基于 BIM+VR的建筑可视化设计方法及应用

李广福、崔希禄、韩吉超

东明县城乡规划建筑设计院

摘要：BIM+VR技术被一些科学家认为是21世纪推动房屋建筑工程的核心动力。本文将首先介绍该技术的发展由来以及在发展中存在的种种问题，然后就在实际实践环节的应用效果给出检测反馈，其中存在的不足希望有关专家能够给以斧正。
关键词：BIM；建筑可视化；设计方法

引言：

BIM技术最早产生于欧美发达国家，并且诞生之初，广泛应用于工业中的生产制造领域。进入新世纪之后开始将该技术应用于建筑施工工程中，随着自身体系的不断成熟发展，取得了相应的效果，下文将对该方法的实际应用进行简单介绍。

1. 当前建筑可视化的发展现状

随着房地产行业的繁荣发展，建筑内部结构为了能够满足现代居民的生活需求逐渐朝向更加复杂的方向发展，但是与此同时单纯依靠人工建筑技术已经无法满足这种质量需求。BIM在计算机技术已经成熟的基础上能够将各种信息统一在一个集中的平台中，将其应用于现代建筑行业，不仅改变了图纸的设计模式，同时对于施工方法也会产生很大的影响。其实建筑行业同信息产业的结合由来已久，早在十年前已经逐渐同一些基本的办公软件以及动画设计软件相融合。利用画图软件模拟现场施工情况能够将较为复杂的建筑结构转换为3D结构，并且方便修改，能够随着图纸的动态变化做出方案的调整。但是BIM存在的最大问题在于虽然能够将物体的基本模型模拟出来，但是实际观看效果远远无法和3D的动画模型相媲美，在一些细节部分常常过于灰暗，直接影响了整体的建筑效果^[1]。

近年来，VR可视化技术逐步走入公众的视野。因此将BIM以及VR技术进行结合发展能够更为有效地表达出建筑物本身的特性，更快地推动施工流程。

2. BIM实施中存在的几点问题

1. 工程实施阶段问题

虽然利用电脑技术能够高度还原设计情况以及各个阶段的施工进度安排情况，提高工程运行的经济性。但是从以往的施工案例中可以发现很多施工人员因为专业性不足的原因有效单独运行一个庞大的系统。还存在不少的设计人员无法在短时间中从传统的二维模型中转换到三维图纸中。换言之，如果不能够有效保证系统运行的安全性以及稳定性，最终的管理成本将会随之上升。

2. 运行问题

借助模型中所提供的各种计算方法以及基本信息能够对于现场的建设环境进行控制以及调整，从而实现更加科学有效的管理效果。但是现实中存在的普遍问题在于BIM系统往往是由第三方公司提供，一些建筑团队对于该软件的运行模式较为陌生，同时因为存在升级换代过于频繁的问题，所以会产生各种各样的误差，对于精准度要求较高的建筑体系而言，往往还会产生更大的成本损失^[2]。

3. BIM+VR建筑可视化的设计特点

1. 施工演示方案优化

在VR技术引入之前，虽然BIM能够独立完成建模工程，但是这个过程中往往需要工程设计人员独立完成想象工作。在应用VR之后，系统在充分借鉴原本数据模型的基础上大大简化原本的设计流程，将原本静态的图纸转换为动态的可修改模型。因此泵车，吊塔以及施工电梯原本静态的结构模型能够因此随之发生变化，呈现出更加灵活的施工特点。

2. 施工流程精简优化

为了保证工程质量，可以借助部分电脑数学设计软件直观领略到施工中的每一个步骤。因为3D动画技术的加持，能够更加方便同现实实际环境趋同。无论是前期的准备工作还是事后的保养维护体系都能够在电脑中完成。以中间转结层的拆除流程为例，利用较为精确的电脑模拟技术高度还原在实际环境中的工作状态，并且为日后的完工交底提供了较为可靠的数据支持^[3]。

3. 模拟未施工部分建设效果

通过对于不同时期建设工程的成本控制最终实现建筑企业的稳定盈利。在传统施工建筑中往往需要设计师凭借自身的经验借助充分的空间想象力以及对于材料的把控程度来控制不同部分的施工时间以及建设效果，但是随着建筑结构的日益复杂化发展，部分微小结构往往无法直接借助人脑计算，此时需要通过VR技术的超强渲染能力代替人脑工作。该技术必然会推动新一轮的建筑工程革命，将建筑工程的想象空间直接转换为真实空间，通过模拟现场施工设备以及施工材料等控制施工成本。VR技术在同BIM结合之后，能够利用前者本身的数据库功能模拟各种不同的场景以及时间，直接突破了原有软件中时间和空间的限制。

4. 虚拟现实技术在实际施工环节的具体应用

1. 运行阶段应用

在试运行阶段，一些在现实中也无法完全模拟演练的工作能够在VR系统中实现，如消防应急，设备的维护保养等。大数据库在平台中因为能够接收到提前所准备的传感器信息，在数据录入之后，能够通过图表等参数指示将测试反应直观地展示出来。

2. 营销应用

传统的营销工作常常在实体样板间中进行，这将耗费相当一部分的经济成本，而VR技术能够在取得同等效果的情况下直接代替原本的实体端。用户只需要进入到移动界面，带上VR头盔便能够一览全景，用户在感受的同时相关参数指标还会被纳入大数据集中中心进行备份

^[4]。

3. 图纸设计应用

BIM模型在进行模拟碰撞检测分析之后，只有将结果带入到具体的VR实景中才能够精确计算出实际的误差，所以从体验感方面来看，二者的结合会为可视化带来一个直接的升华体验。在这种背景下，将最后的模型展示在设计方面以及承包方之前，双方在没有专业背景的基础上也能够对于具体的运行情况取得清楚的认识。

5. 结束语

不可否认，科技的更新进步正在提升人类的生活质量。BIM技术自从诞生以来，广泛用于很多的工业生产工作中，大量的实践案例证明该技术在建筑领域中同样能够发挥很大的作用。上文通过对于BIM+VR技术在建筑施工中的具体应用，发现该技术未来的应用前景非常广阔，希望有关工作人员能够再接再厉。

参考文献：

[1]涂圣文, 杨柳, 姚常伟. BIM+VR道路设计系统技术特点及应用现状[J]. 公路, 2019, 064(002):164-169.

[2]蒋天君, 刘爽, JIANG,等. 基于BIM技术的虚拟样板应用研究[J]. 建筑施工, 2017, 12(v.39;No.320):142-143.

[3]陈国佳, 唐川杰, 马香. 基于BIM技术的道路三维设计方法及应用[J]. 城市建筑, 2016, 000(012):282-282.

[4]吴贝、杨若吾、陈沿秀、尤洋、高展望. 基于BIM+VR虚拟现实技术的工程可视化协同设计[J]. 四川建材, 2020, v.46;No.241(09):91-93.