高項榮 國家能源集團神東煤炭集團工程造價管理處

基于BIM系列軟件的高精度建模，利用BIM技術(shù)進行的各種物體碰撞物理試驗，使整體設(shè)計更生動、更形象化，而融入虛擬空間形成演習(xí)式的施工操作過程，使全體施工人員的安全生產(chǎn)得到更有效率的保障。利用3D渲染可呈現(xiàn)出各種具有真實建筑物理試驗屬性的各種建筑視覺實體，再結(jié)合VR技術(shù)還可以實現(xiàn)建筑內(nèi)漫游，極大的給予用戶身臨其境的視覺體驗沖擊；同時BIM與VR的有機結(jié)合，可以利用BIM強大的數(shù)據(jù)與3D模型的可視化，從而降低總投資，縮短建設(shè)期，最終得到最大化效益。

一、BIM與VR技術(shù)概述

（一）BIM，現(xiàn)代建筑模型信息系統(tǒng)模型設(shè)計技術(shù)

BIM， 即Building Information Modeling的英文縮寫譯為建筑信息模型，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息關(guān)聯(lián)性、可視化、信息一致性、信息完備性、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。是在現(xiàn)代計算機建筑輔助設(shè)計的相關(guān)技術(shù)理支撐下逐步發(fā)展壯大起來，在項全方位生命周期多維度建筑信息模型設(shè)計信息分析集成系統(tǒng)管理中大量應(yīng)用技術(shù)。受益于近年國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持、工業(yè)4.0需求及5G互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷進步的強大推動，BIM在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。Revit系列軟件、Bentley系列軟件、ArchiCAD系列軟件、Tekla系列軟件可以通過非常直觀的三維模型呈顯，有助于設(shè)計師與客戶的溝通。因此，BIM技術(shù)以高效率、高精度的優(yōu)勢在建筑設(shè)計中被廣泛認可，給建筑設(shè)計帶來創(chuàng)新的方式。

（二）虛擬現(xiàn)實

VR技術(shù)，是利用一臺計算機上的圖形圖像處理系統(tǒng)和各種增強現(xiàn)實及虛擬控制等各種接口電子設(shè)備，在一臺計算機上直接生成各種可交互的三維現(xiàn)實環(huán)境中圖像提供一種沉浸視覺體驗的一種技術(shù)。vr##is##p技術(shù)仿真實現(xiàn)的主要載體之一是三維虛擬增強現(xiàn)實軟件仿真集成平臺，這技術(shù)是一種廣泛可用于創(chuàng)建和自動體驗三維虛擬現(xiàn)實世界的新型計算機軟件仿真動態(tài)系統(tǒng)集成技術(shù)，其包括利用計算機軟件生成出的模擬現(xiàn)實環(huán)境，利用各種多源電子信息技術(shù)融合的交互式三維虛擬動態(tài)系統(tǒng)視覺效果和根據(jù)實體環(huán)境定位的動態(tài)系統(tǒng)自動仿真，使虛擬用戶可以沉浸其中。VR技術(shù)近年來在我國發(fā)展的尤為迅速，與VR技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品如：設(shè)備展示、軟件設(shè)計等相繼而生，在VR樣板間、家裝渲染中集中應(yīng)用。

二、BIM+VR技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢分析

bim無線監(jiān)控技術(shù)：這指的是一種廣泛應(yīng)用于監(jiān)控構(gòu)造智能建筑物整個體的智能建筑生命周期的3d無線數(shù)字控制系統(tǒng)技術(shù)。bimo這兩種應(yīng)用模型的最大的優(yōu)缺點主要區(qū)別在于在向用戶首次展示個人信息時的效果較弱。驗收產(chǎn)品管理人員或者產(chǎn)品設(shè)計師的甲方難以通過其乙方abim產(chǎn)品設(shè)計師的模型就清晰的直接感覺到去了解和直接看到屬于乙方產(chǎn)品設(shè)計師和管理人員的各種甲方設(shè)計師的理念或者思維，其乙方設(shè)計師的空間感與甲方設(shè)計師的時間感明顯相差不強。vr##is##p##0該技術(shù)主要特點是基于各種類型虛擬機和現(xiàn)實應(yīng)用場景，較高程度精準(zhǔn)最大程度上的自動還原真實虛擬環(huán)境的實際使用情況。體驗館的工作人員表示通過隨身攜帶佩戴的與建筑工程相關(guān)聯(lián)的智能穿戴頭盔、眼睛等各種移動穿戴設(shè)備，可以更好地深入公眾體驗關(guān)于中國建筑內(nèi)外的日常生活方方面面，使得作為建筑工程體驗者與其他建筑工程設(shè)計者之間整體上的感覺能夠相聯(lián)系和互通。bim與建筑技術(shù)優(yōu)勢vr的直接有效結(jié)合已經(jīng)徹底實現(xiàn)了一種技術(shù)優(yōu)勢互補，對于中國建筑設(shè)計方程師來說，vr與新建筑技術(shù)直接結(jié)合同樣可以將其在建筑bim設(shè)計模型里面的諸多技術(shù)優(yōu)點和其在建筑設(shè)計過程中的諸多亮點更好地直接有效展示展現(xiàn)出來給廣大中國建筑用戶，vr與新建筑技術(shù)直接結(jié)合同樣可以直接幫助用戶使他們更加直觀地深刻地去感受和真正看到屬于中國現(xiàn)代建筑的各種獨特設(shè)計風(fēng)和創(chuàng)新發(fā)展理念，提高與中國建筑行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域工作人員的長期實際互動溝通力和工作效率。

合理運用VR技術(shù)，我們可以將BIM信息清楚的展示在世人眼前，有助于“理想可視化平臺”打造，能夠快速推進建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。在工程領(lǐng)域中我們不難發(fā)現(xiàn)，設(shè)計圖、效果圖中看到的不一定就是實際的，這種“所見非所得”的狀況十分常見，這一方面反映出理想與現(xiàn)實之間確實存在差距，一方面也體現(xiàn)出“建筑工程項目管控難”的窘境，建筑工程項目的實施是需要統(tǒng)籌布局、合理規(guī)劃、有效運用優(yōu)勢資源的系統(tǒng)性工作，而BIM與VR技術(shù)的聯(lián)動，能夠為我們提供解決行業(yè)長期所存詬病的新途徑，讓整個建設(shè)過程變得三維化、信息化。

三、BIM+VR技術(shù)的作用

（一）沉浸性作用

工程設(shè)計注重實用性、經(jīng)濟性及協(xié)調(diào)性，設(shè)計流程對構(gòu)建的場景模型的檢驗與真實世界的實物反映的是一事一物，讓用戶可以身臨其境的體驗設(shè)計方案最終效果，可以使方案呈現(xiàn)效果更具體、更直觀，更具人性化。利用VR技術(shù)的沉浸式漫游特性，當(dāng)用戶進入虛擬場景后，可直觀判斷設(shè)計方案的外觀造型是否美觀、比例是否勻稱、結(jié)構(gòu)是否合理；VR技術(shù)中的環(huán)繞空間特性，可以使用者體驗舒適感，可以直觀整體效果，可以查看各種細節(jié)，可以進行多方案并列對比，利用這些特征徹底打破了以往設(shè)計中不可見、不可預(yù)料的風(fēng)險，使工程項目能夠展示出更好的效果。

（二）自主性作用

VR技術(shù)關(guān)于虛擬環(huán)境技術(shù)的自主性主要含義是指虛擬環(huán)境中的一個虛擬物體是否能夠依據(jù)某種物理化學(xué)反應(yīng)定律對其進行某種動作的自由程度，有了這種自主性，可以更好的讓使用者在模擬空間中完美體驗強，可以讓使用者通過VR在模擬空間自主探索設(shè)計方案中的所有細節(jié)，評判設(shè)計方案中每個元素的存在是否合理。以達到良性循環(huán)，這樣對建筑設(shè)計行業(yè)的發(fā)展將是大浪淘沙、一路向前的健康趨勢。

（三）交互性作用

交互性作用泛指用戶對一個模擬現(xiàn)實環(huán)境中某個物體的各種可交互操作的反應(yīng)程度和從模擬環(huán)境當(dāng)中感受到相應(yīng)反饋物體的自然反應(yīng)程度。交互式性能的作用是可以讓更多用戶在虛擬環(huán)境中可以對虛擬物體進行直接觸碰，通過交互性作用讓設(shè)計方案在施工過程中少走彎路。從設(shè)計師的角度來說，VR技術(shù)的應(yīng)用在調(diào)整設(shè)計元素時，可更清晰地分辨出不同設(shè)計元素對整個設(shè)計方案的總體影響。在利用類似VR三維技術(shù)沉浸式視覺體驗技術(shù)設(shè)計新作品時可在真實的建筑環(huán)境場景中觀察新設(shè)計作品中的每個設(shè)計細節(jié)；同時通過利用類似vr的三維交互性技術(shù)可以嘗試在相同的三維空間中同時改造多個建筑主體結(jié)構(gòu)或同時更換各種建筑材質(zhì)，在一個虛擬的三維世界中對設(shè)計作品進行自由操作和編輯，從而不斷的優(yōu)化設(shè)計方案，提高設(shè)計的工作效率，豐富設(shè)計的語言表達。

四、BIM+VR技術(shù)的應(yīng)用

（一）招投標(biāo)階段的應(yīng)用

我國的建筑工程項目建設(shè)全過程在相關(guān)部門的嚴格把控與相關(guān)法律法規(guī)的加持下逐步走向制度化、正規(guī)化道路。除了一些不一定需要公開招標(biāo)的特殊應(yīng)用情況外，大部分不需要用專利或?qū)Ｓ袘?yīng)用技術(shù)的招標(biāo)項目一般都會成為采用公開方式招標(biāo)的一種形式，為的是讓業(yè)主方能夠在滿足資質(zhì)條件的企業(yè)中尋找出對項目有深層理解、能帶來最大收益的合作單位。不論是EPC總承包模式抑或者設(shè)計、施工、監(jiān)理分招的情況都需要經(jīng)過評標(biāo)委員會的討論后方能選出一、二、三中標(biāo)候選人，評標(biāo)環(huán)節(jié)就顯得至關(guān)重要。傳統(tǒng)的設(shè)計評標(biāo)設(shè)計單位需要出施工圖、效果圖等紙質(zhì)文件（電子標(biāo)除外），內(nèi)容不夠直觀、彼此間的對比性差，評標(biāo)專家也很難在諸多的圖幅頁中尋找到設(shè)計紕漏，若采用BIM+VR技術(shù)，即使看不懂施工圖的人也能在可自由穿梭的虛擬現(xiàn)實空間中發(fā)現(xiàn)出設(shè)計中切實存在的一些問題，更別說身經(jīng)百戰(zhàn)的評標(biāo)專家了，這樣能大大提高評標(biāo)的準(zhǔn)確度，為甲方選出質(zhì)量優(yōu)、效果優(yōu)、可行性與性價比最好的設(shè)計方案。在BIM+VR技術(shù)下，施工單位可直觀地看到相關(guān)內(nèi)容，加深對項目的理解，更有針對性的思考材料與設(shè)備的供應(yīng)等具體問題，編纂好施工組織計劃，遞交出最優(yōu)施工方案，甲方所委托的評標(biāo)專家再叢中擇優(yōu)選擇，可謂錦上添花。

（二）在設(shè)計階段的應(yīng)用

在建筑工程設(shè)計過程中，設(shè)計師要對材料性能有充分的了解，如何通過不同的材料搭配可以更好更合理的體現(xiàn)建筑物的價值，如何使用建筑材料，使用何種材料，最終的設(shè)計方案都會影響最終的效果。如果在BIM系統(tǒng)中可以嵌入VR技術(shù)，那么在設(shè)計階段就可以通過構(gòu)建材料庫，對不同材質(zhì)進行紋理尺寸、紋理方向、色彩、UV等參數(shù)的編制錄入，就可以實時顯示與實時渲染出圖，用戶在設(shè)計階段就可以介入自己的想法和要求，把用戶要求更前期的傳達給設(shè)計師。設(shè)計師及用戶可以沉浸于VR構(gòu)建的設(shè)計方案虛擬空間中，可通過觀察各種材料對整體方案的影響，及時對設(shè)計進行溝通和調(diào)整，實現(xiàn)用戶自主選擇，設(shè)計師直接幫助實現(xiàn)，最終達到用戶自己就是設(shè)計師，完全實現(xiàn)用戶的想法和要求，為建筑設(shè)計的上限提供無數(shù)可能。vr視覺設(shè)計通過多種形式動態(tài)交互的建筑視覺表現(xiàn)方式以及功能設(shè)計讓主體建筑物的光與影視覺環(huán)境與整個主體建筑物的整體視覺外觀完美相互融合，通過身臨其境的影為建筑實現(xiàn)全方位的整體視覺環(huán)境審視及強烈、逼真的光為建筑整體視覺效果帶來沖擊，使用戶更容易理解和感受設(shè)計師在設(shè)計方案時的絕妙之處。

（三）安全管理中的應(yīng)用

在安全綜合管理制度健全的基礎(chǔ)上，建立各種bimo的安全綜合信息管理模型系統(tǒng)和平臺，線下以上線下定期實時巡查各個環(huán)節(jié)安全存在問題。同時，基于a和bim的4d、vr等模擬技術(shù)中還可以實時使培訓(xùn)參與人通過真實可視化虛擬場景、侵入式網(wǎng)絡(luò)漫游等多種方式實時進行安全意識培訓(xùn)，真實虛擬化的安全培訓(xùn)情景進行模擬也有利于不斷增強事件當(dāng)事人自身安全意識，鍛煉安全人員應(yīng)急救援管理工作能力。

（四）施工階段的應(yīng)用

首先，在施工階段我們可利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)來全面提升對項目的感知度，在具體項目施工的過程中，通過VR體驗?zāi)苡行Ц纳迫S模型統(tǒng)計分析的弊端，提高相關(guān)管理人員的感知度，讓其對施工細節(jié)與工程全貌有更為深入的理解。借助BIM+VR技術(shù)與計算機設(shè)備進行模擬后，使用人員可以在限定的范圍內(nèi)獲得仿真體驗，方便其作出正確的預(yù)算管理判斷，提高管理水平，在實際操作中體驗者可在模型中細致入微的觀察某個關(guān)鍵部位的內(nèi)部構(gòu)造與表層外觀，對施工過程中所產(chǎn)生的成本進行仔細的記錄、計算，積累原始信息后以此制定出科學(xué)的預(yù)算方案。比如在建筑給排水管道施工中，相關(guān)人員可通過該技術(shù)事實加入安裝過程，從管道的端口處開始，沿著施工人員預(yù)定的安裝線路在由淺入深的了解工程進展，看看原有的設(shè)計是否合理、是否存在操作失誤、是否顯示出質(zhì)量問題，發(fā)現(xiàn)不良狀況后及時作出判斷、選出對策及時糾正，避免窩工、返工情況的發(fā)生，在降低施工成本消耗的同時，為日后維護工作的開展創(chuàng)造便利條件。

其次，將BIM+VR技術(shù)引入到施工預(yù)算管理中，能提高預(yù)算的精準(zhǔn)度，有著真切的顯示意義，BIM技術(shù)的應(yīng)用可從一定程度上避免傳統(tǒng)預(yù)算軟件中所存在的一些弊端，采用適宜且科學(xué)的方式構(gòu)筑建筑模型，為后續(xù)管理工作的開展提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，在與VR技術(shù)進行聯(lián)動后，更能打破預(yù)算管理中的時空限制，可在從項目所在地的實際環(huán)境中獲取大量相關(guān)信息，深入了解項目的普遍性與特殊性，反過頭思考現(xiàn)階段所用預(yù)算管理方式中的問題，以免出現(xiàn)不必要的浪費。BIM軟件可形成集成數(shù)據(jù)庫，真實反映工程施工的客觀狀況，有助于相關(guān)人員對每個具體環(huán)節(jié)的把控，且在該技術(shù)的加持下，我們可以將進度管理與BIM模型結(jié)合到一起，去思考其與成本間的關(guān)系，大量搜集數(shù)據(jù)信息以提高管理水平。在建筑工程施工階段，施工流程的確定的是預(yù)算管理的前置條件，所以應(yīng)合理運用VR技術(shù)，在真實情景中對工程項目進行換分，再具體計算每個項目預(yù)計所需費用，盡可能地縮小實際成本與預(yù)算成本間的距離，努力完成成本控制目標(biāo)，并需要將施工進行時的預(yù)算數(shù)據(jù)變化及時反饋到公共信息共享平臺中，標(biāo)注清晰，實現(xiàn)動態(tài)化預(yù)算管理，著重增強的管理效果。VR與BIM兩種技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢就在于可視化管理，能從建筑模型中獲取到各類所需的造價信息，提高數(shù)據(jù)計算的精準(zhǔn)度，模型中的預(yù)算管理是實際預(yù)算管理工作開展的有效參照，對資金的科學(xué)配置、合理使用有著至關(guān)重要的作用，相比于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)表格、預(yù)算圖而言優(yōu)勢顯著。

（五）項目團隊組建

bim+vr類型模型設(shè)計涉及到在建筑設(shè)計應(yīng)用過程實踐中的許多不同的知識點和領(lǐng)域，例如我們需要如何調(diào)查一個建筑物的環(huán)境。需要詳細了解主體建筑使用土地的具體性質(zhì)，需要了解建筑功能以及需求相關(guān)信息，需要聘請專業(yè)設(shè)計人員協(xié)助進行主體建筑設(shè)計、虛擬現(xiàn)實場景設(shè)計搭建等。因此在建筑施工管理過程當(dāng)中各不同領(lǐng)域的專業(yè)人才都非常需要大量聚集在一個施工單位，而這無疑就是增大了人員施工中的成本，人員的時間流動性和信息交流上的障礙性也帶來了人員返工率的大幅增高。這樣會使得延期施工造成工期不斷延誤和人工成本不斷升高的不必要經(jīng)濟損失。通過基于bim+vr的自動應(yīng)用，可以更加直觀地快速了解每個不同階段的工作人員是否參與工作情況，查找存在問題，從而對每個人員配備情況進行自動優(yōu)化，各方面的人員之間可以通過自動生成工作模型并在線上進行交流，提高了工作效率。

（六）竣工結(jié)算階段的應(yīng)用

在建筑工程項目竣工結(jié)算階段，我們可以將BIM技術(shù)與審計資料相結(jié)合，從BIM技術(shù)所創(chuàng)建出的中央數(shù)據(jù)庫，調(diào)出工程項目合同、工期、變更、價格等關(guān)鍵信息，不僅有助于信息共享，還能在結(jié)算階段迅速找尋到所需數(shù)據(jù)。一般情況下，審核員往往只需要從BIM數(shù)據(jù)庫中抽調(diào)竣工結(jié)算的有關(guān)內(nèi)容便可無阻礙的完成結(jié)算工作，有效提升竣工結(jié)算效率與整體質(zhì)量，極大程度上地避免錯誤產(chǎn)生。

五、結(jié)束語

綜上所述，將運用bim模型融入技術(shù)vr融進技術(shù)融合運用融入到了與建筑施工的實際互動中，讓運用bim模型通過其他vr融入技術(shù)變得更具設(shè)計構(gòu)想性和技術(shù)可視性，并且也讓其他vr融入技術(shù)因運用bim模型的運用大數(shù)據(jù)庫更精準(zhǔn)更具有活力，顯得更加真實化和實用，讓施工體驗者進一步加深意識和看到了與單獨的運用bim融入技術(shù)和其他vr融入技術(shù)融合相比，bim模型融入技術(shù)vr融合技術(shù)更加的具有設(shè)計創(chuàng)新性和數(shù)據(jù)完整性；bim模型融入技術(shù)vr的人工結(jié)合技術(shù)使得施工數(shù)據(jù)不再古板，讓抽象的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變得具體，實現(xiàn)的是用戶與建筑設(shè)計者的一種思想觀念交流與情感碰撞，激發(fā)了建筑設(shè)計者對運用bim模型融入技術(shù)vr的不斷創(chuàng)新和豐富想象力。改進了對現(xiàn)有工程建筑施工流程仿真：建立BIM模型后，模擬建筑施工現(xiàn)場，使用者可以通過設(shè)備的操作和佩戴VR眼鏡，對設(shè)計模型進行現(xiàn)場模擬施工。vr的在線漫游游戲體驗和各種實時場景渲染為bim模型的基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)計減少了不必要的基礎(chǔ)施工管理流程和建設(shè)經(jīng)費，并大大提高了模型建筑設(shè)計的技術(shù)精準(zhǔn)性。