BIM+VR在建筑施工場地中的有效運用

張 宓 楊 旸

（云南林業(yè)職業(yè)技術學院， 云南 昆明 650224）

隨著科學技術的快速發(fā)展，相關研究人員對BIM和VR技術也有效開展了相關研究工作?，F(xiàn)如今，BIM和VR技術在各行各業(yè)當中已得到了廣泛應用，這極大的提升了相關行業(yè)領域的智能化和科技化水平。在建筑工程的施工場地當中，對BIM+VR技術進行應用，不僅可以使工程的施工安全性得到有效保證，還能夠合理開展工程規(guī)劃設計工作，實時監(jiān)測工程的各項施工環(huán)節(jié)，全面提升工程的建設質(zhì)量。對此，相關施工企業(yè)需要對BIM+VR技術的應用加大重視，并深入開展分析工作，明確相關技術的應用要點，從而進一步促進建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

1 BIM+VR技術概述

首先，BIM技術可以通過數(shù)字模型有效組合多項數(shù)據(jù)信息，同時還能夠對數(shù)據(jù)信息進行模式化處理。在建筑工程建設過程中，對BIM技術進行應用，可以為建筑項目設計和施工等環(huán)節(jié)進行有效模擬，從而進一步保證相關圖紙設計質(zhì)量，使工程的施工效果得到有效提高。與此同時，通過對BIM技術進行應用，還能夠使傳統(tǒng)建筑施工思維得到有效轉變，使施工工藝方法得到改進和優(yōu)化，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，并采取有效對策進行解決。除此之外，通過對BIM技術進行應用，可以對相關建筑項目模型進行構建，有效檢驗項目設計和施工質(zhì)量，從而明確工程項目的施工效果。

其次，VR技術在建筑工程施工中可以發(fā)揮出具體的可視化媒介作用，更為清晰的展示相關工程項目設計師的設計作品，使業(yè)主能夠充分了解設計圖紙，明確設計意圖?，F(xiàn)階段，需要將VR技術和BIM技術進行有效結合，將兩種技術的優(yōu)勢進行融合，從而全面優(yōu)化建筑工程的各項環(huán)節(jié)，不僅為其提供可視化操作，而且還可以形象化的展示各種項目數(shù)據(jù)，使工程的整體建設水平得到提升[1]。

2 案例分析

2.1 工程概況

本文以某實驗學校的工程建設項目為例進行分析，該工程的總占地面積達到48100.32平方米，總建筑面積達到41410.25平方米，而建筑的總占地面積為7956.65平方米。該學校具體包括綜合樓、教學樓、體育館、食堂以及學生宿舍等建筑組成。本文具體探討了BIM+VR技術在建筑施工場地當中的應用，對VR施工教育模擬系統(tǒng)進行建立，可以有效模擬工程的相關操作，如材料加工、施工電梯乘坐以及機械設備操控等[2]。

2.2 BIM+VR軟件環(huán)境的構成

在BIM+VR技術應用過程中，為了對沉浸式的虛擬環(huán)境進行創(chuàng)作，使體驗者能夠具有良好體驗，需要在設計VR內(nèi)容時，一方面從場景環(huán)境綜合效果進行考慮，另一方面提高畫面幀率，對此，在此項工程當中對UE4軟件引擎進行了應用。該引擎在具體使用過程中，無需對代碼進行改動，其渲染管線可以在90幀的高分辨率雙目畫面當中運行。而且還具有簡單易用的工具，可以進行極度細化的分析器，從而在環(huán)境、場景以及角色等不同資源當中進行應用。對于進階的相關過場動畫，其需要具有PVR以及后處理效果等功能[3]。

2.3 BIM+VR的結合

在對BIM+VR技術進行結合時，需要利用計算機技術對BIM模型進行建立，并對VR可讀取模式進行保存，在VR引擎當中導入。相關工作人員可在設計階段對模型進行建立，并在實際施工中合理設置相關功能和施工流程，綁定數(shù)據(jù)信息，有效開展施工模擬測試。而在應用VR技術時，可以通過計算機對虛擬三維環(huán)境進行建立，從而帶給人良好的交互式體驗，使體驗者產(chǎn)生沉浸式感覺。在具體開發(fā)過程中，BIM和VR兩個概念有所不同，因此需要對有效交互方法的理念進行開發(fā)。虛擬機械實驗室當中需要能夠實時反饋精確的聽覺和視覺等感官，因此在對虛擬實驗室進行建造時，需要對現(xiàn)實生活當中的相關物理定律進行模擬，從而有效增強虛擬現(xiàn)實的高仿真性，并提高人機交互能力。對人體在虛擬環(huán)境中的運動進行模擬時，需要明確角色在何時應進行何種動作，從而使相關動作數(shù)據(jù)和環(huán)境得到有效融合[4]。

2.4 VR應用實例

首先，需要體驗者佩戴好相關VR設備，之后開始具體教程，相關體驗者需要對VR設備的操作和使用進行熟悉掌握。在開始程序后，體驗者需要在引導教程的指導下進行一些簡單操作，具體可以在虛擬框當中對大地圖、模板以及工地三個不同種類樣本進行選擇。

其次，當體驗者對工地模板進行選擇后，可以進入模擬施工場地的三維環(huán)境，而在虛擬框當中共包括三種不同的選擇方式，分別為自由模式選擇、生活辦公區(qū)導覽以及工地導覽。其中，在對工地導覽模式進行選擇后，體驗者可以結合系統(tǒng)教程開始移動，并對施工工藝流程進行了解。

再次，體驗者在具體體驗過程當中，可以利用智能門禁系統(tǒng)，以臉部識別的方式對門禁開關進行觸發(fā)，從而進入到工程項目內(nèi)部。在這之后，體驗者可以按照系統(tǒng)指定的工地導覽路徑，全方位漫游項目場地，具體可以對機械設備使用、鋼筋加工以及洗車裝置使用等過程進行體驗。尤其是塔吊司機體驗，體驗者在進入塔吊駕駛艙后，可以根據(jù)系統(tǒng)自動播報的相關安全操作規(guī)程，利用VR手柄對塔吊進行操控，從而對大臂水平移動、材料吊鉤運輸以及小車移動等進行模擬。這樣一來，體驗者一方面可以對塔吊安全規(guī)程進行了解，另一方面還能夠獲得良好的親身體驗，明確塔吊司機工作的安全盲區(qū)，培養(yǎng)自身的安全意識。

最后，體驗者還可以利用手柄對系統(tǒng)中的“大地圖模式”進行選擇，可以通過空中 45度俯視角對項目整體建設效果進行感受，并操控選項，對施工場地在晝夜下的不同環(huán)境變化進行模擬[5]。

3 BIM+VR技術在建筑施工場地中的應用對策

3.1 施工設計方面的應用

在建筑工程的規(guī)劃設計工作當中，相關施工企業(yè)通過應用BIM+VR技術，可以有效展示設計圖紙，并科學化改進設計圖紙，使相關數(shù)據(jù)得到優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)的準確性。傳統(tǒng)設計圖紙主要是從整體設計效果進行分析，但并未充分考慮相關施工因素，因此對最終項目設計的科學性和合理性產(chǎn)生影響，往往需要相關施工企業(yè)在現(xiàn)場調(diào)整工程施工數(shù)據(jù)，降低了工程的施工效率，延長工程的施工周期，給企業(yè)造成了嚴重的損失。而通過應用BIM+VR技術，則可以科學考慮相關施工因素，有效保證建筑項目設計的科學性和合理性。例如，相關設計人員在設計管道預排時，為了充分保證管道鋪設的合理性，需要科學計算管道鋪設洞口位置的相關數(shù)據(jù)，從而有效提升空間設計效果。而在應用BIM+VR技術后，可以通過三維掃描施工設計部分，從而對相關部位的真實三維尺寸進行獲取，從而為后續(xù)材料采購打好基礎。施工企業(yè)通過應用VR技術，可以有效向甲方展示相關意向材料的視覺效果，從而提升業(yè)主的滿意度。除此之外，采用沉浸式的VR體驗方式，可以更為詳細的了解設計缺陷，從而及時優(yōu)化和改進相關問題[6]。

3.2 施工質(zhì)量方面的應用

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對建筑工程的施工質(zhì)量也提出了更高要求。對此，相關施工企業(yè)需要對BIM+VR技術進行有效應用，從而全面保證工程的施工質(zhì)量。具體而言，相關施工企業(yè)可以采取樣本展示的方法，對工程工藝進行展示，但此方式在實際應用時容易受到相關因素的影響，且自身的施工成本也相對較高。因此，施工企業(yè)可以通過應用BIM技術有效建立樣本庫模型，并利用VR技術在樣板庫模型展示中對音頻解說進行搭配，從而有效提升觀眾對樣板房檢測模型的體驗舒適度。

3.3 施工安全方面的應用

在建筑工程的施工安全管理工作當中，對面BIM+VR技術進行應用，可從以下幾個方面進行入手。首先，在應用BIM+VR技術時，相關施工企業(yè)可以有效培訓施工人員的安全意識，具體需要采取實際演練和案例演示等相關方式，幫助施工人員明確工程施工中的相關危險施工區(qū)。與此同時，通過應用BIM+VR技術，還能夠使施工人員掌握具體的安全施工方式，并清晰化建立相關施工環(huán)境模型，彌補理論講述方式的不足，優(yōu)化培訓工作的方式方法，使培訓質(zhì)量得到有效提高。其次，相關施工企業(yè)在應用BIM+VR技術時，可以進一步提升企業(yè)自身的安全管理水平與安全檢測能力，使工程施工質(zhì)量和施工安全性得到有效保障。在具體應用過程當中，可通過BIM技術對項目模型進行建立，從而科學檢測相關設計參數(shù)，而對VR技術進行利用還可以以可視化方式，合理設計工程施工中可能存在的安全事故情況，從而進一步提升施工人員的安全意識。

3.4 施工場地規(guī)劃方面的應用

在建筑工程的施工場地規(guī)劃工作當中，通過應用BIM+VR技術，可以使場地規(guī)劃的合理性得到有效保證，同時還能夠科學規(guī)劃施工流程。具體來說，在應用BIM+VR技術開展場地規(guī)劃工作時，首先，施工企業(yè)通過應用BIM技術可以進一步提升場地規(guī)劃設計的精確性和科學性，而應用VR技術則可以展示場地規(guī)劃的可視化模型，從而清楚地展示工程施工效果。其次，在應用BIM+VR技術時，還可以合理設計場地規(guī)劃的相關細節(jié)內(nèi)容，具體包括植物種植、路燈設計等，使場地規(guī)劃效果得到有效提高，合理控制工程的施工成本。

3.5 施工方案審核方面的應用

在審核工程施工方案時，對BIM+VR技術進行應用，可以有效提升方案審核工作的整體質(zhì)量，并有效保證施工方案的科學性和可行性。具體而言，在應用BIM+VR技術時，相關施工企業(yè)可以建立起具體的施工方案流程和環(huán)節(jié)模型，并明確找出工程施工中存在的危險源，使施工方案的安全控制水平得到有效提高。與此同時，在應用BIM+VR技術后，還可以模擬現(xiàn)場施工環(huán)境，確定相關細節(jié)內(nèi)容的處理方式，使工程整體施工效率得到有效提升[7]。

4 結束語

綜上所述，隨著時代的快速發(fā)展，BIM+VR技術也得到了有效更新和完善，而且相關施工企業(yè)對此項技術也逐漸加大了應用力度，進而創(chuàng)造出了巨大的工程價值。通過將BIM+VR技術進行結合，可以充分發(fā)揮出二者的技術優(yōu)勢，為建筑施工場地有效建造數(shù)據(jù)模型，并提供可視化功能，從而為工程的設計和施工創(chuàng)造有利條件，全面提高建筑工程的建設水平，促進城市的現(xiàn)代化發(fā)展。