虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析

■古力銘 ■成都師范學院，四川 成都 611130

在過去的一段時間里，系統仿真技術常常被應用在建筑施工中。但是，該種技術無法進行人的感知模型的仿真，所以無法體現出人對外界的感知情況。但是，隨著虛擬仿真技術的完美結合，利用虛擬現實技術可以建立仿真模型和模擬試驗，進而實現仿真過程的圖像化和可視化。而虛擬仿真技術的結合，不僅使得仿真技術具有了三維、屬性提取等特征，還使虛擬現實技術更具生命力，進而促進了虛擬仿真技術在建筑施工中取得了更為廣泛的應用。

1 在建筑施工中應用虛擬仿真技術的意義

在建筑施工中，應用虛擬仿真技術可以進行施工方案的選擇優化，并使施工質量得到保證，同時也有利于新技術的引進。一方面，在建筑施工工作中，施工方案的選擇將關系到施工方法的科學性、有效性和經濟性。因此，較好的進行施工方案的選擇，不僅可以有效的進行施工成本的控制，還能夠保證施工的進度和質量。而利用虛擬仿真技術可以進行較為復雜的施工技術的模擬仿真，并能使施工方法的比較更為科學和直觀，進而選擇較好的施工方案。另一方面，利用虛擬仿真技術可以事先進行施工過程的模擬，進而使一些隱藏的施工問題得到及早的發現。所以，在建筑施工中應用虛擬仿真技術，可以進行施工隱患的預測，從而使施工人員進行施工質量問題的預防，進而使施工流程得到有效的改善。另外，虛擬仿真技術的應用，使得施工人員能夠更好的進行新技術和新工藝的掌握，進而發揮一定的創造性，并使企業的整體實力得到一定程度的提高。因此，在建筑施工中應用虛擬仿真技術，對于保證建筑施工的順利進行具有一定的意義［1］。

2 虛擬仿真技術在建筑施工中的應用

2.1 虛擬施工技術的應用

將施工設計圖紙轉變成實物的過程，就是建筑施工過程。在過去，建筑施工想要完全按照設計來進行，是非常困難的事情。而這是因為，在建筑施工的過程中，多種施工方式和方法同時存在，所以很容易導致實際施工過程發生一定程度的變化，進而難以完全按照設計來進行施工。因此，在過去，最好的施工方法就是依據施工人員的施工經驗來完成建筑施工工作，進而保證施工方法和組織的最優化。但是，依據人的經驗進行工作很容易出現失誤，進而使建筑施工工作具有一定的局限性。而如今，利用虛擬施工技術進行建筑施工，可以進行設計數字幾何模型的建立，進而利用技術的交互性和高度仿真性進行施工方法和組織的選擇。因此，利用虛擬施工技術可以進行最佳的施工方法的選擇，進而降低施工成本，提高施工的質量［2］。

2.2 仿真技術在建筑施工中的應用

在虛擬仿真技術中，仿真系統可以用來進行施工環境的仿真模擬。利用仿真技術，可以按照設計圖紙進行施工周圍環境的建筑、場景、道路等實物的建模渲染。而設計人員既可以從不同的角度進行模型的觀察，也可以從不同的入口在虛擬建筑物中邊走邊看，并利用鼠標等工具與虛擬仿真模型進行實時交互。而在虛擬仿真的場景中，所有物體都和實體高度相似。同時，聲音仿真、動作仿真等特效，也可以使場景具有強烈的真實感，進而使設計人員具有身臨其境的感受。另外，漫游中的碰撞檢測功能的實現，也可以使場景中的實體進行現實生活中的各種狀況的真實反映。所以，仿真技術的應用，可以對施工過程進行模擬，從而使設計者了解各種建筑構件在建筑施工中的相對位置和關系，進而進行多種施工方法的試驗。因此，利用仿真技術，可以更好的完成對工程施工過程的控制［3］。

2.3 虛擬仿真技術在復雜空間鋼結構施工中的應用

現代建筑施工中，常常要進行現代復雜空間鋼結構的施工。在不同的施工階段，由于復雜空間鋼結構的形態、邊界條件、負載情況和受力特性都不相同，所以要保證完成每一階段的施工后，其結構都能處于平衡狀態。但是，在下一個施工階段時，已安裝的結構就較容易受到新安裝的結構的影響，所以就需要尋求該結構的新的平衡。而復雜空間鋼結構的施工是由部分到整體來進行的。所以，每到新的施工階段就需要尋求新的平衡，進而要進行不同的施工方法的選擇。因此，只有做好該結構的施工過程的分析，從而有效的進行施工過程的指導，才能保證施工的順利進行。而利用虛擬仿真技術可以對空間結構的施工過程進行全程的跟蹤和分析，進而分析出工程施工的最危險的階段，從而采取相應的措施進行施工過程的控制。因此，在進行復雜空間鋼結構的施工時，虛擬仿真技術的應用可以使工程設計和施工安全達到最優化［4］。

2.4 三維動畫技術在施工中的應用

虛擬仿真技術中，三維動畫技術的應用可以完成對施工全程的分析。利用三維動畫技術，可以將工程施工中的重點、難點和注意事項等內容以高仿真的動畫形式展現出來，從而使施工技術人員掌握施工全過程的每個細節，進而進行施工方案的修改和調整。另外，由于該技術是計算機仿真技術中難度較低的應用技術，所以可以減少資金的投入，進而有利于進行虛擬仿真技術的推廣。因此，近幾年來，該技術在很多地區的建筑施工中得到了廣泛的應用，并取得了良好的應用效果，進而引發了人們對虛擬仿真技術的關注［5］。

2.5 虛擬仿真技術在施工安全控制方面的應用

在建筑施工的過程中，施工的安全問題是建筑施工的最重要的工作。因為一旦出現了安全事故，不僅會給施工造成一定的損失，還會導致施工難以進行下去。而利用虛擬仿真技術，則可以很好的進行施工安全的控制。一方面，利用虛擬仿真技術進行施工管理方案的演練，可以進行不同的施工管理方案的比較，進而進行人或物的不安全狀態的比較分析，并對環境隱患和組織管理不力等因素進行綜合的分析。而這樣一來，施工技術人員就可以進行最佳方案的選擇，進而使施工的安全隱患得以消除。另一方面，利用虛擬仿真技術可以進行安全事故發生過程的動態仿真模擬，進而幫助施工技術人員了解施工過程中的安全隱患容易出現的部位。另外，利用虛擬仿真技術可以進行緊急逃生的演練，進而降低事故發生造成的損失。

3 結論

總而言之，虛擬仿真技術在建筑工程中的應用，使得虛擬仿真技術上升到了新的發展階段的同時，也推動了建筑施工技術的發展。在建筑施工中應用虛擬仿真技術，不僅能夠使工程質量問題大量的減少，還能夠使工程施工成本得到降低，進而實現建筑施工控制的有效控制。而對于建筑施工人員來說，了解各種虛擬仿真技術在建筑施工中的應用情況，從而更好的應用虛擬仿真技術，才能更好的完成建筑施工工作，進而為社會提供優質服務。

［1］馬玉杰.探討虛擬仿真技術在建筑施工中的應用研究［J］.中國科技投資，2012，24(01):50.

［2］毛奇.新技術在建筑施工中的應用分析［J］.科技傳播，2013，18(01):145－146.

［3］陳曉玲.虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現狀和展望［J］.門窗，2014，06(01):81 －84.

［4］李恒.基于建筑施工中虛擬仿真技術的應用［J］.科技與企業，2015，01(01):149.

［5］何潔，李建平，蔣建寧.淺談仿真技術在高校新校區建筑施工中的應用［J］.價值工程，2010，27(01):19 －21.