基于BIM可視化技術在三明某移動大樓的應用

李巖 福州大學物理與信息工程學院

基于BIM可視化技術在三明某移動大樓的應用

李巖 福州大學物理與信息工程學院

本文簡述了基于BIM可視化技術在三明某移動大樓的應用。通過建筑信息模型（BIM）的建立，構建三維建筑信息模型，模擬現(xiàn)實空間，可以很好地解決工程結構的復雜空間關系。

建筑信息模型（BIM） Unity 3D 設計可視化

1 項目概況

移動大樓的設計堅持以人為本的原則，立面采用簡約風格，注重人和空間的關系，充分考慮到人際交往的空間，營造出一個開拓創(chuàng)新、銳意進取的工作環(huán)境。在方案設計中，主體呈現(xiàn)穩(wěn)重形態(tài)，充分融入現(xiàn)代氣息，暗喻著中國移動雄厚的企業(yè)實力和追求卓越的企業(yè)品質(zhì)，這與中國移動“正德厚生，臻于至善”的企業(yè)價值觀不謀而合。整個項目的總建筑面積約1.8萬平方米，11層結構，地上10層，地下1層，包含辦公室、會議室、機房、通信保障監(jiān)控中心、營業(yè)廳、體驗廳、形象與高新技術展示區(qū)等功能用房，進一步提高了中國移動業(yè)務方面的辦事效率和一流的服務水平，也體現(xiàn)了中國移動在通信界的影響力、競爭力和未來不可估量的企業(yè)潛力。

本項目空間形體關系復雜多樣，給設計和施工都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。通過BIM可視化技術的應用，借助于3D MAX三維建模軟件構建空間實體模型，采用Unity 3D可視化技術模擬現(xiàn)實漫游，大大解決了復雜空間關系以及設計方案的制定，簡化人為圖紙綜合審核。

2 三維設計

過去由于技術的限制，模型的構建主要以二維CAD為表現(xiàn)方式。隨著計算機技術的發(fā)展，三維建模和虛擬仿真等可視化技術的出現(xiàn)，空間造型設計逐步進入到建筑信息模型階段，應用也越來越廣泛。移動大樓空間關系復雜，設計方案多樣，采用傳統(tǒng)二維CAD方式展示對于后期的設計和方案選取存在較大難度。而基于BIM可視化技術的應用，將各種分散的二維數(shù)據(jù)統(tǒng)一到信息建筑模型中，從而構建出整個三維模型。同時利用Unity 3D技術可實現(xiàn)動態(tài)漫游，身臨其境的體驗建筑空間，查看所有構件的參數(shù)信息，真正意義上的互動互聯(lián)。

圖1 工程項目效果圖

建設施工過程包含多道工序，而工序之間存在復雜的空間關系，給后期設計施工方案的選擇造成了困擾。通過構建建筑信息模型，可以直觀的設計和制定方案，同時也可以發(fā)現(xiàn)對方案存在的問題或可能出現(xiàn)的問題，這個是一個非常必要的過程。而構建建筑信息模型的核心是模型，模型包括空間位置，實體屬性和工程信息等數(shù)據(jù)。經(jīng)過Untiy 3D渲染仿真，將全視角的把模型數(shù)據(jù)關聯(lián)在一起，充分滿足前期展示和后期工程量統(tǒng)計等一系列需求。

本項目的整體實現(xiàn)總共分為三個階段：

2.1 項目材料搜集

項目準備階段需要充分了解項目設計特點，搜集工程的數(shù)據(jù)資料，根據(jù)區(qū)域功能模塊來完成建模。本項目大樓模型是根據(jù)提供的CBD資料，直接從方案階段的CAD圖紙導入三維軟件平臺來創(chuàng)建的。而其他模型則是根據(jù)現(xiàn)有市面產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)通過三維軟件構建而成。

2.2 具體模型創(chuàng)建

根據(jù)獲取資料，構建虛擬大樓，建立辦公設備等三維模型。3D建模模塊由多款工具軟件結合使用，最終都導入到Unity 3D軟件中，使用軟件的物理引擎模擬真實的物理效果。無論用Pro/E還是3DS Max創(chuàng)建的三維模型最終要在虛擬場景實時加載與顯示，因此要兼顧到三維模型的真實程度與實時數(shù)據(jù)處理效率之間的關系。因此在創(chuàng)建虛擬場景模型過程中，盡量使用多邊形建模，模型細節(jié)分配要合理，減少模型上不必要的點，簡模精模結合使用，保持面與面之間的距離等手段避免增加系統(tǒng)負荷。

2.3 仿真交互

在Unity 3D中，通過編寫實現(xiàn)交互功能，交互模塊是在建立好的模型放置在虛擬場景中。用戶可以通過鍵盤或鼠標與場景建立連接，觀察整個工程空間設計以及布局。通過鏈接所有模型，構建綜合模型，可以提前看到工程效果，合理評估，做出優(yōu)化解決方案。并且通過自動檢查模型之間的構件沖突，仿真現(xiàn)場碰撞檢測，完成整體綜合設計。

基于BIM可視化技術構建的建筑信息模型，豐富了工程信息，可以非常直觀的體現(xiàn)建筑的幾何數(shù)據(jù)，構建方式和工程信息等。圖2為辦公室三維模型圖。從建筑信息模型中可以完整的展示出辦公室的場景，包含建筑物構件的體積、空間位置、拓撲關系等工程信息。在辦公室方案設計，受到空間關系制約，通過仿真模擬可以設計出一個相對合理的方案。圖3為機房三維模型圖。機房作為大樓空間功能一部分，隨著更多服務器的部署，帶來繁多的線纜，因此很有必須模擬機房空間，從而達到正確選擇一個合理、有效、安全方案。在三維模型中可以更清晰、更直觀的展現(xiàn)效果和設計方案，在此過程中基于BIM可視化技術提供了良好的支持，大大節(jié)省了審圖時間。

3 總結

圖2 辦公室三維模型圖

圖3 機房三維模型圖

在建筑設計領域，基于BIM可視化技術應用越來越廣泛。利用虛擬仿真技術，不但可以直觀展示工程設計效果，還可以發(fā)現(xiàn)方案中潛在的風險。基于BIM可視化技術在三明某移動大樓的應用，將設計方案模擬出來，以便更直觀的去感知和體會，對方案的理解和決策發(fā)揮了重要作用。從工程方案的設計、虛擬仿真和風險管控，貫穿整個工程施工過程，從而指導方案施工。

[1]張悅，張叢哲.土木工程中虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展與展望.計算機世界，1998，（5）

[2]雷軍波，李世其.工程施工中虛擬仿真技術的應用.施工技術，2003,32（12）

[3]張希黔，張利.虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現(xiàn)狀和展望.施工技術，2001,30（8）

[4]過俊，BIM在國內(nèi)建筑全生命周期的典型應用，建筑技藝2011年Z1期

[5]劉廣文，牟培超，黃銘豐.關于BIM應用技術同濟大學出版社

李巖（1989—），男，碩士研究生，單位：福州大學物理與信息工程學院，主要研究方向為通信技術。