建筑工程施工中虚拟仿真技术的应用

建筑工程施工中虚拟仿真技术的应用

何志万

身份证号码：452226198203085451

摘要：建筑工程的实施难度大，施工中经常遇到一些不可控因素，在当前的建筑行业内，一些建筑工程项目中引入了虚拟仿真技术，利用虚拟技术的仿真模拟特性，开展了施工全过程的模拟与分析，有助于识别安全风险、技术难题。基于此，本文重点分析了虚拟仿真技术在建筑工程中的具体应用，有利于此项技术在推广。

关键词：建筑工程；虚拟仿真技术；应用

信息时代的到来衍生了各种各样的新技术，这些新技术都以计算机信息技术为前提，计算机技术在各个行业内的推广，带动了行业转型，发挥了技术优势。建筑工程领域，传统的施工作业中，很多施工任务和管理活动均为人工模式，效率低且经常出现问题，大型建筑企业中通过虚拟仿真技术，不仅可实现设计优选、施工模拟，更可提前针对可能出现的质量、安全或者技术问题，制定更有针对性的解决措施，促进施工作业的高效开展。未来随着技术的进步，虚拟仿真技术在建筑行业内必将得到更大范围内的推广。

1.虚拟仿真技术原理

虚拟仿真技术是信息时代下出现的新技术，从上世纪九十年代开始，这一技术逐步走进来人们的视野，受到了越来越多专家、行业的关注。虚拟仿真的突出特点就是可视化，利用这一特性，很难内容能以更为直观的方式呈现，本质上为可创建和体验虚拟环境的计算机系统，其中，虚拟环境由计算机生成，是现实世界的还原与构想，体验者通过各种传感方式，能够与虚拟环境产生交互[1]。因此，虚拟仿真技术下所创建的虚拟环境，通过对三维世界的虚拟，能够让人们在此环境内产生更为真实的感受，在此虚拟的三维世界中，人们能实时感受实体对象的具体变化，通过目镜等传感设备的使用，体验者与虚拟世界在三维界面上产生了交互，给体验者带来了新鲜的感受。

2.虚拟仿真技术主要特点

2.1沉浸感

虚拟仿真技术所创建的环境，给体验者带来了沉浸感，当体验者一进入这一环境后，就可调动其视、听、嗅、触等多种感觉器官，进行体验与感受，让人仿佛置身在现实环境中。

2.2交互性

虚拟仿真技术也具有交互性特性，在虚拟环境中，体验者与环境之间有一个交互过程，体验者在作用于虚拟环境的同时，可同步接收到来自环境的反馈。如室内装饰的虚拟环境中，体验者完全能够依据自己的喜好进行家具摆放位置、装饰物品颜色等的选择，如果虚拟环境内呈现的效果不符合实际需求，可再次进行调整。

2.3虚幻性

虚拟仿真技术下还体现出虚幻性的特点，利用该技术所模拟的环境不仅是现实世界的直接还原，也可以是现实环境的虚构，虚构出来的内容在当前的现实环境中虽然没有，但不排除未来出现的可能性。

3.建筑工程施工中应用虚拟仿真技术的意义

3.1有利于建筑工程施工方案的选择和优化

任何的建筑工程项目，为促进后续施工作业的高效开展，前期必须综合考虑多方面的因素，制定完善且可行的施工方案。传统的施工方案制定中，有关部门往往参考的是自己的施工经验，并没有从数据分析等角度展开经济性、技术性的量化评估与分析，而虚拟仿真技术则不同，通过这一技术，可综合各种工程数据，建立工程模型，在建模基础上进行施工方案的科学选择与优化[2]。

3.2有利于施工技术革新和新技术的使用

虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用，也有助于新技术的推广、新材料的应用，在建筑行业稳步发展的今天，市场上出现了越来越多的新工艺与新材料，这些新材料与工艺是否能够被应用于工程项目中，就需要由虚拟仿真来进行模拟，如果得出的模拟结果是可行的，就可将新材料、新工艺应用于本项目中。

3.3有利于提高施工管理水平

建筑工程西南股的实施中，往往要开展施工管理活动，施工管理是为了解决工程项目实施中的诸多问题，促进各方面目标的实现。在应用了虚拟仿真技术以后，由于可以对工程全过程进行全面模拟，也就能提前识别和发现施工中的安全、质量和技术等问题，制定解决措施与应急预案，让管理人员在施工管理中，注意把握重难点，强化细节管理[3]。

4.建筑工程施工中虚拟仿真技术的应用

4.1施工组织设计方案的优选

建筑行业在我国有着漫长的发展周期，在长时间发展的过程中，各个工程企业在参与建筑工程项目的过程中，越发意识到了施工组织设计方案的重要性，因为后续的施工作业是参考这一方案开展的，就需要在项目中，综合各种因素，制定最优的施工组织设计方案。传统的工作模式下，施工组织设计方案制定时，一般是直接总结工程经验的，在后续按照此方案开展施工作业时，经常出现技术、安全等方面的问题。在技术不断进步的今天，很多建筑呈现出形式个性化、结构多样化的特点，在施工组织设计方案的制定上，必须通过虚拟仿真技术的使用，直观展示不同作业方法、施工方案、技术组织措施的效果，开展量化分析与对比，选择出最为科学的施工组织设计方案，指导后续施工作业。

4.2建筑施工新技术、新工艺研发

建筑行业在长时间发展的过程中，很多专业人员在材料、工艺等方面开展了一系列的创新工作，陆续出现了多种的新工艺与新材料。但每一种新工艺与新材料都有各自的适用条件，利用虚拟仿真技术，有助于新技术与新工艺的研发，在传统的工艺与材料研发中，往往要开展大量的试验，试验中的人力、物力消耗大，也需要很长时间才能得出结论。而虚拟仿真技术的模拟特性，可在很短的时间内得到结论，大大节约了成本。

4.3施工进度、质量管理

建筑工程项目中，进度与质量是施工管理的重要方面，进度管理关乎工程的效益，而质量管理关乎工程的安全、功能，在原先的工程质量和进度管理中，主要为人工管理方面，其管理都为事后管理，一般都是在出现了进度或者质量问题后，再有针对性地进行处理，这种事后管理的机制下，无法提升管理水平。实际上，在当前的建筑行业的发展中，为促进工程各方面目标的实现，针对进度与质量管理，应开展全过程的管理工作，虚拟仿真技术的应用，有助于全过程管理的推行，在项目实施之前通过工程模型的构建，可在模型中整合信息，由模型自动制定进度、质量管理的对策，即使在后续施工中出现了进度或者质量方面的问题，可直接从模型中调取有关的数据，将实际数据与计划数据加以对比，找出偏差，进行相应的管理改进和施工调整[4]。

4.4安全防范、危险源排查分析

建筑工程项目施工中，工程现场常常存在各种安全隐患，这些安全隐患来自于方方面面，如技术方面的、环境方面的或者设备方面的，一旦工程现场出现了安全问题，不仅会干扰正常的施工作业，也使施工企业蒙受着巨大的损失。当工程企业在项目实施中应用了虚拟仿真技术后，可在正式的施工作业之前，根据对工程信息的掌握，在所构建的工程模型中直观展示现场可能出现的安全隐患，而虚拟模型中的安全虚拟子系统，可对现场的安全事故进行模拟，让施工人员有更为直观的感受，提前针对现场施工作业，制定安全防护措施、管理方案。

4.5大型、结构复杂的工程设计

现阶段的工程市场上，出现了很多结构复杂的建筑物，这些复杂的建筑物中，前期的设计难度较大，如果依旧采用传统的人工设计方式，设计方案确定时需进行很多的计算工作，工作量大且经常出现计算错误，所得到的设计方案存在一定的误差，难以满足工程的结构标准[5]。而将虚拟仿真技术应用于这些大型、复杂结构的设计中后，能利用建模、模拟的方式，进行设计分析，由计算机自动完成结构设计，可大大减小设计偏差。

结束语：

建筑行业在当下的发展环境下，各种工程项目日渐增多，为促进这些项目的高效实施，要重视各种新型工艺与技术的应用，虚拟仿真技术独有的技术特性使得这一技术得到了一定的应用，在未来的工程市场上，这一技术还有巨大的发展潜力。

参考文献：

[1]徐建成.BIM技术在路桥施工中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2020,43(6):2.

[2]刘庆波,宋小园,刘懿萱.BIM技术在市中心地带工程项目施工中的应用[J].城镇建设,2020,000(004):61.

[3]鉴倩倩.BIM技术在建筑工程造价管理中的应用[J].智能城市,2020,6(5):2.

[4]陈洁.新工科下虚拟仿真技术在工程造价课程的应用[J].山西建筑,2021,47(20):2.

[5]钟鸣,张双喜,徐可,等.BIM技术在许昌某高层铝模中的应用研究[J].四川建材,2020,46(10):2.