虚拟仿真技术在建筑施工中的应用分析

■古力铭 ■成都师范学院，四川 成都 611130

在过去的一段时间里，系统仿真技术常常被应用在建筑施工中。但是，该种技术无法进行人的感知模型的仿真，所以无法体现出人对外界的感知情况。但是，随着虚拟仿真技术的完美结合，利用虚拟现实技术可以建立仿真模型和模拟试验，进而实现仿真过程的图像化和可视化。而虚拟仿真技术的结合，不仅使得仿真技术具有了三维、属性提取等特征，还使虚拟现实技术更具生命力，进而促进了虚拟仿真技术在建筑施工中取得了更为广泛的应用。

1 在建筑施工中应用虚拟仿真技术的意义

在建筑施工中，应用虚拟仿真技术可以进行施工方案的选择优化，并使施工质量得到保证，同时也有利于新技术的引进。一方面，在建筑施工工作中，施工方案的选择将关系到施工方法的科学性、有效性和经济性。因此，较好的进行施工方案的选择，不仅可以有效的进行施工成本的控制，还能够保证施工的进度和质量。而利用虚拟仿真技术可以进行较为复杂的施工技术的模拟仿真，并能使施工方法的比较更为科学和直观，进而选择较好的施工方案。另一方面，利用虚拟仿真技术可以事先进行施工过程的模拟，进而使一些隐藏的施工问题得到及早的发现。所以，在建筑施工中应用虚拟仿真技术，可以进行施工隐患的预测，从而使施工人员进行施工质量问题的预防，进而使施工流程得到有效的改善。另外，虚拟仿真技术的应用，使得施工人员能够更好的进行新技术和新工艺的掌握，进而发挥一定的创造性，并使企业的整体实力得到一定程度的提高。因此，在建筑施工中应用虚拟仿真技术，对于保证建筑施工的顺利进行具有一定的意义［1］。

2 虚拟仿真技术在建筑施工中的应用

2.1 虚拟施工技术的应用

将施工设计图纸转变成实物的过程，就是建筑施工过程。在过去，建筑施工想要完全按照设计来进行，是非常困难的事情。而这是因为，在建筑施工的过程中，多种施工方式和方法同时存在，所以很容易导致实际施工过程发生一定程度的变化，进而难以完全按照设计来进行施工。因此，在过去，最好的施工方法就是依据施工人员的施工经验来完成建筑施工工作，进而保证施工方法和组织的最优化。但是，依据人的经验进行工作很容易出现失误，进而使建筑施工工作具有一定的局限性。而如今，利用虚拟施工技术进行建筑施工，可以进行设计数字几何模型的建立，进而利用技术的交互性和高度仿真性进行施工方法和组织的选择。因此，利用虚拟施工技术可以进行最佳的施工方法的选择，进而降低施工成本，提高施工的质量［2］。

2.2 仿真技术在建筑施工中的应用

在虚拟仿真技术中，仿真系统可以用来进行施工环境的仿真模拟。利用仿真技术，可以按照设计图纸进行施工周围环境的建筑、场景、道路等实物的建模渲染。而设计人员既可以从不同的角度进行模型的观察，也可以从不同的入口在虚拟建筑物中边走边看，并利用鼠标等工具与虚拟仿真模型进行实时交互。而在虚拟仿真的场景中，所有物体都和实体高度相似。同时，声音仿真、动作仿真等特效，也可以使场景具有强烈的真实感，进而使设计人员具有身临其境的感受。另外，漫游中的碰撞检测功能的实现，也可以使场景中的实体进行现实生活中的各种状况的真实反映。所以，仿真技术的应用，可以对施工过程进行模拟，从而使设计者了解各种建筑构件在建筑施工中的相对位置和关系，进而进行多种施工方法的试验。因此，利用仿真技术，可以更好的完成对工程施工过程的控制［3］。

2.3 虚拟仿真技术在复杂空间钢结构施工中的应用

现代建筑施工中，常常要进行现代复杂空间钢结构的施工。在不同的施工阶段，由于复杂空间钢结构的形态、边界条件、负载情况和受力特性都不相同，所以要保证完成每一阶段的施工后，其结构都能处于平衡状态。但是，在下一个施工阶段时，已安装的结构就较容易受到新安装的结构的影响，所以就需要寻求该结构的新的平衡。而复杂空间钢结构的施工是由部分到整体来进行的。所以，每到新的施工阶段就需要寻求新的平衡，进而要进行不同的施工方法的选择。因此，只有做好该结构的施工过程的分析，从而有效的进行施工过程的指导，才能保证施工的顺利进行。而利用虚拟仿真技术可以对空间结构的施工过程进行全程的跟踪和分析，进而分析出工程施工的最危险的阶段，从而采取相应的措施进行施工过程的控制。因此，在进行复杂空间钢结构的施工时，虚拟仿真技术的应用可以使工程设计和施工安全达到最优化［4］。

2.4 三维动画技术在施工中的应用

虚拟仿真技术中，三维动画技术的应用可以完成对施工全程的分析。利用三维动画技术，可以将工程施工中的重点、难点和注意事项等内容以高仿真的动画形式展现出来，从而使施工技术人员掌握施工全过程的每个细节，进而进行施工方案的修改和调整。另外，由于该技术是计算机仿真技术中难度较低的应用技术，所以可以减少资金的投入，进而有利于进行虚拟仿真技术的推广。因此，近几年来，该技术在很多地区的建筑施工中得到了广泛的应用，并取得了良好的应用效果，进而引发了人们对虚拟仿真技术的关注［5］。

2.5 虚拟仿真技术在施工安全控制方面的应用

在建筑施工的过程中，施工的安全问题是建筑施工的最重要的工作。因为一旦出现了安全事故，不仅会给施工造成一定的损失，还会导致施工难以进行下去。而利用虚拟仿真技术，则可以很好的进行施工安全的控制。一方面，利用虚拟仿真技术进行施工管理方案的演练，可以进行不同的施工管理方案的比较，进而进行人或物的不安全状态的比较分析，并对环境隐患和组织管理不力等因素进行综合的分析。而这样一来，施工技术人员就可以进行最佳方案的选择，进而使施工的安全隐患得以消除。另一方面，利用虚拟仿真技术可以进行安全事故发生过程的动态仿真模拟，进而帮助施工技术人员了解施工过程中的安全隐患容易出现的部位。另外，利用虚拟仿真技术可以进行紧急逃生的演练，进而降低事故发生造成的损失。

3 结论

总而言之，虚拟仿真技术在建筑工程中的应用，使得虚拟仿真技术上升到了新的发展阶段的同时，也推动了建筑施工技术的发展。在建筑施工中应用虚拟仿真技术，不仅能够使工程质量问题大量的减少，还能够使工程施工成本得到降低，进而实现建筑施工控制的有效控制。而对于建筑施工人员来说，了解各种虚拟仿真技术在建筑施工中的应用情况，从而更好的应用虚拟仿真技术，才能更好的完成建筑施工工作，进而为社会提供优质服务。

［1］马玉杰.探讨虚拟仿真技术在建筑施工中的应用研究［J］.中国科技投资，2012，24(01):50.

［2］毛奇.新技术在建筑施工中的应用分析［J］.科技传播，2013，18(01):145－146.

［3］陈晓玲.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状和展望［J］.门窗，2014，06(01):81 －84.

［4］李恒.基于建筑施工中虚拟仿真技术的应用［J］.科技与企业，2015，01(01):149.

［5］何洁，李建平，蒋建宁.浅谈仿真技术在高校新校区建筑施工中的应用［J］.价值工程，2010，27(01):19 －21.