基于BIM的VR技术在可视化交底中的应用

2022-02-16杨清舒韦芳张思琪2

华东科技 2022年1期

关键词：虚拟现实钢筋建筑

文/杨清舒，韦芳＊，张思琪2

（常熟理工学院商学院，江苏常熟 215506）

在BIM技术的应用与发展过程中，传统BIM技术的局限性日益凸显，工作人员需要应用新的技术——VR技术来解决这些问题。工作人员应积极利用基于BIM的VR技术，消除传统BIM技术的弊端，从而提高交底效率。

1.项目概述

1.1 BIM技术概述

BIM——建筑信息模型(Building Information Modeling)，可以利用与建筑工程密切相关的信息，结合先进的互联网和数字技术来建立建筑项目的虚拟3D模型，并且提供与实际情况一致的建筑工程信息。

1.2 VR技术概述

VR——虚拟现实技术(Virtual Reality)，是20世纪的一项新兴技术，它又称灵境技术。VR技术能够利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，它将计算机、电子信息与仿真技术相结合，给用户带来沉浸式体验。

1.3 BIMVR概述

BIMVR(Building Information Modeling in Virtual Reality)是将BIM与VR结合起来的一种技术手段，它能够弥补BIM技术和VR技术的不足之处。人们可以将BIM平台上的建筑物的信息、数据以及模型上传至VR平台，再通过VR平台来创造相应的虚拟环境，体验者可以直接在虚拟沉浸式环境中观察建筑物的全貌。

2.项目研究背景

2.1 BIMVR的国内研究

BIM技术在我国兴起的时间不长，但使用BIMVR技术的企业数量逐年增多。随着5G时代的到来，数据传输也变得更加方便快捷，这为VR技术的发展提供了巨大的动力。在巨大的中国建筑市场上，BIMVR技术正在逐步体现它独特的魅力。

2.2 BIMVR的国外研究

BIMVR技术在国外使用较为广泛，它已经应用于一些大型体育赛事或重大新闻事件的报道等方面，ARC Document Solutions企业在最近的一项研究中指出，BIMVR将是建筑行业最强大的新兴技术之一。

3.传统BIM技术的局限性

3.1可视化程度不高

BIM技术具有可视化的优点，它能通过计算机向业主展示BIM模型。如今，BIM技术的不足之处逐渐凸显，例如：当建筑建模完成后，三维模型展示存在路径单一的问题，容易造成建筑设计信息缺失，从而导致实际建筑与设计建筑之间存在一定的误差。

3.2施工与设计不能协同

信息缺乏时效性是施工与设计不能协同的根源，不仅在很大程度上影响了施工进度，而且容易引发工程质量问题，从而提高了安全事故发生的概率。在设计工作中，建设单位、用户及施工单位无法将自己的想法和意见融入设计中，更无法与设计师交换意见和建议。当在施工过程中出现问题时，各部门之间也无法及时进行有效沟通。[1]

4.BIMVR技术的优越性

4.1安全性

VR技术的优势之一就是具有更高的维度，与传统的视频内容相比，它具备360°全景画面。VR技术能够模拟安全事故发生时的场景，使相关人员“亲身”经历工程施工中发生的坍塌、高空坠落等事故，让他们切身感受到安全生产的积极意义。[2]另外，相关人员还可以与VR技术进行互动，并且从中掌握相应的安全防护知识。

4.2协同性

随着建筑领域的智能化发展,建筑企业逐步向数字化、信息化转型。建筑企业需要将BIMVR技术应用于实际工作中，将已有的BIM模型库批量转换为VR模型，从而形成BIMVR协作子系统。该系统解决了协同工作中的施工安全、质量和工程进度把控问题。另外，该系统能够让设计师和消费者通过沉浸式的动态漫游，身临其境地感受到建筑的存在。因此，BIMVR技术在工程建设领域中具有重要意义。[3]

4.3经济性

实地培训往往受到场地和时间的限制，而BIMVR技术不仅能够模拟不同的工作环境与突发状况，1:1还原真实场景安全事故，还能够大大降低人力、物力、财力的消耗。同时，沉浸式的真实体验能够增强操作者对安全教育的感性认识；并且工作人员在进入虚拟环境后，可学习相关知识并实时反馈数据信息，从而提高了训练效率。[4]

5.基于BIM的VR技术的应用

5.1VDP平台简介

VDP虚拟现实设计平台可以支持多种建模软件的工程文件，如BIMMAKE、3Dmax、Revit等。在安装VDP软件后，虚拟现实设计平台将自动安装VDP-Revit导出插件，该插件能够导出Revit场景，并且将模型信息、材质信息和BIM信息都完整保留了下来。VDP虚拟现实设计平台能够保留所有BIM模型的数据信息，如建筑专业类型、图元信息、几何ID等。该平台导入BIM模型后，将自动开启BIM信息显示交互功能。

5.2 VR技术的应用流程

VR技术的应用流程如图1所示。

5.3 VR实际案例分析

5.3.1施工现场布置

笔者利用BIMMAKE来布置施工现场，根据施工现场实际情况设置了VR体验区、生活区、设备区、材料区、食堂、艺术楼、施工区。笔者在东门位置设置一处门卫岗亭和可人脸识别员工通道。食堂外部装饰主要由石墙饰面、黑色大理石和琉璃屋面构成，呈现一种庄重之感。艺术楼四楼大草坪采用开放式设计，外墙采用了独特的高科技渐变色设计，施工区与食堂、艺术楼在布局上形成三角关系（见图2）。[5]

5.3.2柱钢筋绑扎施工工序

柱钢筋绑扎施工工序为：套柱箍筋→搭接绑扎竖向受力筋→画箍筋间距线→绑箍筋。

在钢筋绑扎的过程中，观测角度较为单一，若使用BIMVR来观看绑扎过程，观看者可以身临其境地全方位观摩。提前模拟钢筋绑扎的全过程，有利于减小施工过程中出现问题的概率，从而大大缩短了施工工期，减少了施工成本。[6]在VDP平台上，工人可以进一步了解现场柱钢筋绑扎流程。在VR虚拟场景中，工人也可以进一步掌握柱钢筋绑扎的规范要求，从而保证工程质量。

5.3.3柱梁板钢筋可视化识读

工作人员可以先将创建好的GTJ模型导出为IGMS格式，再将其导入VDP中，进行钢筋的显隐操作。以Z1为例，工作人员点击钢筋，可以跳出柱大样图，可以看到柱截面的长度和宽度都是500㎜，纵筋为4根直径为20㎜和8根直径为16㎜的钢筋，箍筋的直径为8㎜，加密区间距为100㎜，非加密区间距为200㎜。将柱大样图与实际钢筋相对照，检查柱梁板钢筋是否存在问题，有利于提高工作效率。

5.3.4建模模型仿真渲染

本工程利用VDP和Lumion软件来渲染模型，从而达到了美化效果。笔者细致地渲染了本模型周边的环境，包括绿化设计、车辆行驶路径、天气变化等。此外，笔者还渲染了室内的装饰装修。[7]