李巖 福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院

基于BIM可視化技術(shù)在三明某移動(dòng)大樓的應(yīng)用

李巖 福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院

本文簡(jiǎn)述了基于BIM可視化技術(shù)在三明某移動(dòng)大樓的應(yīng)用。通過(guò)建筑信息模型（BIM）的建立，構(gòu)建三維建筑信息模型，模擬現(xiàn)實(shí)空間，可以很好地解決工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜空間關(guān)系。

建筑信息模型（BIM） Unity 3D 設(shè)計(jì)可視化

1 項(xiàng)目概況

移動(dòng)大樓的設(shè)計(jì)堅(jiān)持以人為本的原則，立面采用簡(jiǎn)約風(fēng)格，注重人和空間的關(guān)系，充分考慮到人際交往的空間，營(yíng)造出一個(gè)開(kāi)拓創(chuàng)新、銳意進(jìn)取的工作環(huán)境。在方案設(shè)計(jì)中，主體呈現(xiàn)穩(wěn)重形態(tài)，充分融入現(xiàn)代氣息，暗喻著中國(guó)移動(dòng)雄厚的企業(yè)實(shí)力和追求卓越的企業(yè)品質(zhì)，這與中國(guó)移動(dòng)“正德厚生，臻于至善”的企業(yè)價(jià)值觀不謀而合。整個(gè)項(xiàng)目的總建筑面積約1.8萬(wàn)平方米，11層結(jié)構(gòu)，地上10層，地下1層，包含辦公室、會(huì)議室、機(jī)房、通信保障監(jiān)控中心、營(yíng)業(yè)廳、體驗(yàn)廳、形象與高新技術(shù)展示區(qū)等功能用房，進(jìn)一步提高了中國(guó)移動(dòng)業(yè)務(wù)方面的辦事效率和一流的服務(wù)水平，也體現(xiàn)了中國(guó)移動(dòng)在通信界的影響力、競(jìng)爭(zhēng)力和未來(lái)不可估量的企業(yè)潛力。

本項(xiàng)目空間形體關(guān)系復(fù)雜多樣，給設(shè)計(jì)和施工都帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。通過(guò)BIM可視化技術(shù)的應(yīng)用，借助于3D MAX三維建模軟件構(gòu)建空間實(shí)體模型，采用Unity 3D可視化技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)漫游，大大解決了復(fù)雜空間關(guān)系以及設(shè)計(jì)方案的制定，簡(jiǎn)化人為圖紙綜合審核。

2 三維設(shè)計(jì)

過(guò)去由于技術(shù)的限制，模型的構(gòu)建主要以二維CAD為表現(xiàn)方式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維建模和虛擬仿真等可視化技術(shù)的出現(xiàn)，空間造型設(shè)計(jì)逐步進(jìn)入到建筑信息模型階段，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。移動(dòng)大樓空間關(guān)系復(fù)雜，設(shè)計(jì)方案多樣，采用傳統(tǒng)二維CAD方式展示對(duì)于后期的設(shè)計(jì)和方案選取存在較大難度。而基于BIM可視化技術(shù)的應(yīng)用，將各種分散的二維數(shù)據(jù)統(tǒng)一到信息建筑模型中，從而構(gòu)建出整個(gè)三維模型。同時(shí)利用Unity 3D技術(shù)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)漫游，身臨其境的體驗(yàn)建筑空間，查看所有構(gòu)件的參數(shù)信息，真正意義上的互動(dòng)互聯(lián)。

圖1 工程項(xiàng)目效果圖

建設(shè)施工過(guò)程包含多道工序，而工序之間存在復(fù)雜的空間關(guān)系，給后期設(shè)計(jì)施工方案的選擇造成了困擾。通過(guò)構(gòu)建建筑信息模型，可以直觀的設(shè)計(jì)和制定方案，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)對(duì)方案存在的問(wèn)題或可能出現(xiàn)的問(wèn)題，這個(gè)是一個(gè)非常必要的過(guò)程。而構(gòu)建建筑信息模型的核心是模型，模型包括空間位置，實(shí)體屬性和工程信息等數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)Untiy 3D渲染仿真，將全視角的把模型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在一起，充分滿足前期展示和后期工程量統(tǒng)計(jì)等一系列需求。

本項(xiàng)目的整體實(shí)現(xiàn)總共分為三個(gè)階段：

2.1 項(xiàng)目材料搜集

項(xiàng)目準(zhǔn)備階段需要充分了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)特點(diǎn)，搜集工程的數(shù)據(jù)資料，根據(jù)區(qū)域功能模塊來(lái)完成建模。本項(xiàng)目大樓模型是根據(jù)提供的CBD資料，直接從方案階段的CAD圖紙導(dǎo)入三維軟件平臺(tái)來(lái)創(chuàng)建的。而其他模型則是根據(jù)現(xiàn)有市面產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)通過(guò)三維軟件構(gòu)建而成。

2.2 具體模型創(chuàng)建

根據(jù)獲取資料，構(gòu)建虛擬大樓，建立辦公設(shè)備等三維模型。3D建模模塊由多款工具軟件結(jié)合使用，最終都導(dǎo)入到Unity 3D軟件中，使用軟件的物理引擎模擬真實(shí)的物理效果。無(wú)論用Pro/E還是3DS Max創(chuàng)建的三維模型最終要在虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)加載與顯示，因此要兼顧到三維模型的真實(shí)程度與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理效率之間的關(guān)系。因此在創(chuàng)建虛擬場(chǎng)景模型過(guò)程中，盡量使用多邊形建模，模型細(xì)節(jié)分配要合理，減少模型上不必要的點(diǎn)，簡(jiǎn)模精模結(jié)合使用，保持面與面之間的距離等手段避免增加系統(tǒng)負(fù)荷。

2.3 仿真交互

在Unity 3D中，通過(guò)編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)交互功能，交互模塊是在建立好的模型放置在虛擬場(chǎng)景中。用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)與場(chǎng)景建立連接，觀察整個(gè)工程空間設(shè)計(jì)以及布局。通過(guò)鏈接所有模型，構(gòu)建綜合模型，可以提前看到工程效果，合理評(píng)估，做出優(yōu)化解決方案。并且通過(guò)自動(dòng)檢查模型之間的構(gòu)件沖突，仿真現(xiàn)場(chǎng)碰撞檢測(cè)，完成整體綜合設(shè)計(jì)。

基于BIM可視化技術(shù)構(gòu)建的建筑信息模型，豐富了工程信息，可以非常直觀的體現(xiàn)建筑的幾何數(shù)據(jù)，構(gòu)建方式和工程信息等。圖2為辦公室三維模型圖。從建筑信息模型中可以完整的展示出辦公室的場(chǎng)景，包含建筑物構(gòu)件的體積、空間位置、拓?fù)潢P(guān)系等工程信息。在辦公室方案設(shè)計(jì)，受到空間關(guān)系制約，通過(guò)仿真模擬可以設(shè)計(jì)出一個(gè)相對(duì)合理的方案。圖3為機(jī)房三維模型圖。機(jī)房作為大樓空間功能一部分，隨著更多服務(wù)器的部署，帶來(lái)繁多的線纜，因此很有必須模擬機(jī)房空間，從而達(dá)到正確選擇一個(gè)合理、有效、安全方案。在三維模型中可以更清晰、更直觀的展現(xiàn)效果和設(shè)計(jì)方案，在此過(guò)程中基于BIM可視化技術(shù)提供了良好的支持，大大節(jié)省了審圖時(shí)間。

3 總結(jié)

圖2 辦公室三維模型圖

圖3 機(jī)房三維模型圖

在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，基于BIM可視化技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用虛擬仿真技術(shù)，不但可以直觀展示工程設(shè)計(jì)效果，還可以發(fā)現(xiàn)方案中潛在的風(fēng)險(xiǎn)。基于BIM可視化技術(shù)在三明某移動(dòng)大樓的應(yīng)用，將設(shè)計(jì)方案模擬出來(lái)，以便更直觀的去感知和體會(huì)，對(duì)方案的理解和決策發(fā)揮了重要作用。從工程方案的設(shè)計(jì)、虛擬仿真和風(fēng)險(xiǎn)管控，貫穿整個(gè)工程施工過(guò)程，從而指導(dǎo)方案施工。

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[5]劉廣文，牟培超，黃銘豐.關(guān)于BIM應(yīng)用技術(shù)同濟(jì)大學(xué)出版社

李巖（1989—），男，碩士研究生，單位：福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院，主要研究方向?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)。