虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析

虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析

顾熠凡

  石家庄工程技术学校  河北石家庄  050000 

摘要：在新时代下，科技信息技术使各个行业都在迅猛的发展。我国建筑行业也需要紧跟时代的步伐，利用好科技信息的力量，打破老旧思维，创新新技术，来加强工程建设的质量。在建筑项目中利用虚拟仿真技术可以提前预防工程施工全过程中产生的各种问题；与此同时还可以规范初始建设程序，提升项目建设管理水准，在确保项目建设质量的同时推动中国建筑业的初始发展。 因此本文将分析虚拟仿真技术融入项目建设的意义以及在工程施工中实际运用。

关键词：建筑工程；虚拟仿真技术；现状；应用研究

引言

随着科技的发展我国的网络信息技术也在不断提升，这也是虚拟仿真技术发展的基础。虚拟仿真技术是人类的治理和计算机技术的融合，二者相辅相成，为各个行业的发展带来推进作用，同时也在建筑领域发挥着重要作用，传统的建筑项目工作环境较为复杂，对于相关工作人员的技术规定很高，而虚拟仿真技术的引进，可以对建筑项目所有的进度及施工状态进行检测，从而提升建筑项目的安全性，并推动我国建筑工程的现代化。

一、虚拟仿真技术的优势特点
（一）全方位感知
电子计算机虚拟现实技术可以从各个方面开展认知，包含听觉、触觉、视觉、味觉、嗅觉和运动感，基本上人们可以认知的都可以通过VR虚拟仿真技术来实现。同时虚拟仿真技术也赋予存在感，也被称之为临场感，它可以让用户成为情景的主角去感受虚拟环境[1]。
（二）交互性与自主性
交互性指的是用户可以从虚拟环境的体验中得到真正的意见反馈。例如，环境中的一个物件可以被直接把握住，此时感受者有手握物品的触摸感，可以感受到物件的材质，情景中的物件会根据用户手的姿势进行移动，虚拟的环境也可以发生真实环境下的物理学规律运动，如在外力的功能下，重力向下，相近落叶在风中摇晃，海水涨落，都属于自主性的一种反映。
（三）减少投资和运作成本
这种虚拟现实计算机技术可以让用户在建设投资的早期环节感受实际的建筑环境和设备，并通过探讨和演示将建筑方案中不足的地方进行调整，同时可以降低建设投资和运作成本，运用虚拟技术逐渐提升建筑工程施工水准，尤其是运用于建筑工程施工环境，回报率也十分显著，由于我国建筑行业发展趋势强劲。在建筑工程施工的主要阶段中利用虚拟仿真技术，还可以推动施工工艺的持续创新[2]。从另一个视角看，将虚拟仿真技术运用于新的施工工艺，可以较大程度地降低风险，节省项目的施工成本，提升工程施工的质量和效率。

三、虚拟仿真技术在建筑工程中的应用
（一）虚拟仿真技术在工程方案设计中的应用
   传统上，二维施工图被做为建筑工程项目施工的关键，因此企业对与施工图纸的设计和方案的规划十分看重，但是传统的施工图中对地区信息和空间关系的叙述相对较为模糊，因此施工的进度就不可把控。但如果相关负责人员可以有效运用虚拟仿真技术模拟施工工艺，创建数据可视化的BIM模型，使项目的总体构造和水、暖、电等各技术工种的工程施工更为形象化，提升设计效果。
   在具体工程施工的过程中遇到的难点问题、繁杂构造的工程施工方案设计以及繁杂构造的承重力测算，前者的难点重要取决于施工场地构造在空间分配和时间分配上的矛盾；后者取决于工程施工构造在永久性荷载和可变荷载功能下测算出的承重力极限值而变形需要验算。繁杂构造施工计划方案的虚拟现实设计是以电子计算机为基本构成的具备特殊作用的模拟系统，如创建周围情景、构造构件和机械设备、虚拟环境中的一维体模型（虚拟模型）、系统中的模型、动态性特性，及系统中模型的虚拟安装，指的是利用虚拟现实技术，如同在人机交互中一样，取决于虚拟安装的结果。施工方案在数据可视化的环境中被改动[3]。建筑工程公司可以更好地理解工程项目设计用意和设计构思，与此同时根据模型剖析项目建设的可行性，对于工程施工可能产生的问题进行沟通交流，完善设计方案，尽可能地防止风险出现。BIM系统检验和模拟不但可以对建筑、构造、机电等模型开展综合性的深度剖析，在此基础上，可以进一步提升工程施工设计，避免返工，减少工程施工成本。与此同时，BIM工程模拟了建设项目所需要的技术和工程项目建设步骤，并为建设项目找到最佳资源配备。
（二）虚拟仿真动画在建筑工程施工中的应用

建筑工程施工是一个繁杂的、大规模的动态性系统，通常涉及制模、架设建筑钢筋、混凝土浇筑、振动和出模。这些全过程涉及多种要素，关系繁杂，直接影响混凝土浇筑施工的进度。目前的模拟只发挥了进展的功能，但并没有发挥工程施工全过程的功能。一个完全符合工程施工全过程的模型，才能明确具体工程施工全过程中的问题以及概率。仿真和虚拟现实技术也可以在构造工程领域运用于建筑系统工程项目管理、建筑信息化管理、建筑和构造中的气体流场以及气体质量剖析。
（三）虚拟仿真技术在建筑节能中的应用
虚拟仿真技术以科技信息技术、控制理论、类似性理论、标量测量技术、系统技术和运用等相关的专业知识为基础，以电子计算机和各种物理学效应设备为专用工具

，运用系统模型对真正或假定系统开展一种新的动态性实验研究。在工程项目和研究方面有普遍的运用。仿真技术的特征主要反映在以下好多个方面。(1) 经济性：在市面上也有一些已经系统进行售卖，对于建设企业来说，直接购买会加大项目的施工成本。但是如果施工单位利用好虚拟仿真技术，不仅可以保证施工数据表的准确性，可以使施工项目高效率的完成，并且系统设备可以重复利用，同时也大大降低了项目成本。(2)防护性，运用虚拟仿真技术可以使系统独立于外部标准，对系统开展合理研究。(3)安全性、可控性：通过虚拟仿真技术可以合理避免施工中出现的风险，确保系统的安全研究。(4) 迅速性：利用虚拟仿真技术可以提升设计效率。(5)设计提升作用，可推断性：虚拟仿真可以实现其优化设计作用，并能得到对系统的某种前期了解。

（四）虚拟仿真技术在建筑安全中的运用
虚拟仿真技术可以用于模拟、演习和较为建筑安全管理方案，从这当中可以发现人员的不安全行为、组织和管理的缺点以及环境伤害因素并进行全方位的剖析，可以合理地控制建筑成本，制订最优质的建筑安全管理规范，以较大程度地实现资产费用预算、损害控制和成本管理方面的目标。然后是安全知识培训以及逃生训练。在传统方式下，大多数技术工程师借助自己丰富的工作经验来明确哪些地区最非常容易产生风险，哪些地区最非常容易产生安全事故，这样的估算不够精准[4]。通过运用虚拟现实技术创建三维动态性模拟模型，可以对安全事故的产生全过程开展剖析,这通常可以为今后的安全事故剖析、安全培训等工作给予服务支持和更强的效果。运用虚拟现实技术还可以开展模拟紧急逃生练习,通过搭建安全事故模型,为工作人员在事故现场如何自救、如何挑选逃生线路、如何开展紧急行动开展详尽的培训,这不仅可以大大地降低安全事故,还使施工进度具有可控性，在保护工作人员的人身安全的同时保证工程项目的施工质量。最后,这项技术还可以用于安全培训领域,例如,模拟安全事故的全过程或虚拟设备的具体操作。
结束语
综上所述,建筑工程项目的数字化也是一条必定的道路,而虚拟现实技术是推动建筑项目发展的助推器。虚拟现实技术通过模拟和复建施工场地,这在工程施工中节约了时间和资源，并进一步提升了施工项目的安全性。
参考文献
[1]甘创德.虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析[J].江西建材,2021(02):181+183.
[2]李晓磊.建筑施工安全管理中虚拟仿真技术的应用[J].低碳世界,2017(19):155-156.
[3]陈灿武.浅谈虚拟仿真技术在建筑施工技术运用[J].建材与装饰,2017(45):4-5.
[4]雷军波,李世其.工程施工中虚拟仿真技术的应用[J].施工技术,2003(12):20-21.