基于BIM+VR建筑裝修平臺(tái)的探討

耿瑋　暴庭瑋　彭程明　王廷鋒　孫聯(lián)楨

摘 要：近年來(lái)，隨著房地產(chǎn)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)建筑裝飾裝修工程行業(yè)的到了迅速發(fā)展?，F(xiàn)階段裝飾裝修工程已成為我們建筑行業(yè)的三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一。然而快速的發(fā)展也暴露出裝修產(chǎn)業(yè)所存在的問(wèn)題，如何滿足新時(shí)代干系人的需求便值得深思。本文將從以人為本的角度，以BIM技術(shù)為核心，通過(guò)BIM+VR建筑裝修平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)裝修全過(guò)程的信息化、可視化、智慧化，打造具有可持續(xù)發(fā)展性的裝修平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：建筑裝飾裝修；裝修平臺(tái)；BIM技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU712.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0038-02

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡(jiǎn)稱BIM，它是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)建造方式向三維數(shù)字化設(shè)計(jì)建造方式轉(zhuǎn)變的革命性技術(shù)，在項(xiàng)目全生命周期內(nèi)，使用富含信息的三維模型作為中心數(shù)據(jù)庫(kù)，在項(xiàng)目利益干系人之間共同創(chuàng)建、檢查和溝通協(xié)調(diào)項(xiàng)目信息的一個(gè)過(guò)程。它具有三維可視化、協(xié)同性和信息可提取性等特點(diǎn)，是促進(jìn)綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提高可持續(xù)發(fā)展水平、推進(jìn)智慧城市建設(shè)的革命性技術(shù)，具有極高的未來(lái)前瞻意義與不可替代性。

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）是把抽象的、龐大的空間數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)、傳感器等技術(shù)轉(zhuǎn)化為可感知和可直視的模型及虛擬實(shí)物，雖然構(gòu)造的是一個(gè)局部虛擬的世界，但其帶來(lái)的視覺(jué)、觸覺(jué)等感知體驗(yàn)與真實(shí)世界大致相同，體驗(yàn)者仿佛置身另一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界內(nèi)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR）是在真實(shí)的世界內(nèi)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)增加虛擬的場(chǎng)景事物，在一定視角上使虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界相融合的技術(shù)[1]。

2 研究背景與意義

當(dāng)前我國(guó)人們生活水平和住宅建設(shè)市場(chǎng)維持著高增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，裝飾裝修行業(yè)獲得了快速發(fā)展，但其高投入、低產(chǎn)出、高消耗、低效益的建設(shè)模式依然常見(jiàn)，這與科學(xué)發(fā)展觀提出的建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)背道而馳[2]?，F(xiàn)有裝修行業(yè)實(shí)際落地效果，與設(shè)計(jì)方案效果存在較大差異；產(chǎn)品價(jià)格不透明；利用建材價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)手段，使裝修質(zhì)量無(wú)保證，造成整體裝修行業(yè)客戶忠誠(chéng)度不高的行業(yè)局面。由于行業(yè)尚未大面積推廣能夠進(jìn)行信息聯(lián)動(dòng)三維模型的設(shè)計(jì)平臺(tái)，這樣造成了當(dāng)二維圖紙?jiān)诒磉_(dá)建筑信息時(shí)，因?yàn)榉桨傅木植孔儎?dòng)都需要重新再繪制并渲染，這個(gè)問(wèn)題造成設(shè)計(jì)過(guò)程工作效率低，工期延誤、成本增加，甚至最后與客戶心目中的實(shí)際效果存在較大的差異。同時(shí)，在家裝行業(yè)中還包含家裝物品選購(gòu)、施工過(guò)程管理、后期空間管理與運(yùn)維等多個(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)過(guò)程中工作量很大，其中材料以次充好、價(jià)格不透明、工期拖延、成本增加等成為家裝行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)，影響居住的環(huán)保性、舒適性和安全性。

建筑物裝飾設(shè)計(jì)過(guò)程處于建筑生命周期的后期階段，從建筑物整體角度講，裝修中所使用的物品體是整個(gè)建筑物的附屬物品，所以裝修信息模型屬于整個(gè)BIM設(shè)計(jì)的一部分，也有其自身的全生命周期過(guò)程[3]。針對(duì)上述BIM的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，結(jié)合VR技術(shù)，從產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)入手，通過(guò)基于BIM+VR建筑裝修平臺(tái)，解決現(xiàn)階段所存在的重要問(wèn)題。

3 基于BIM+VR建筑裝修平臺(tái)實(shí)施路線

基于BIM+VR建筑裝修平臺(tái)的實(shí)施立足于“以人為本”理念，精準(zhǔn)定位客戶，以BIM模型為依托，在設(shè)計(jì)和施工前期過(guò)程中結(jié)合VR技術(shù)，進(jìn)行人性化交互設(shè)計(jì)和沉浸式體驗(yàn)，同時(shí)將裝修全過(guò)程信息模型同步存儲(chǔ)于同一模型，生成運(yùn)維模型，并基于該模型進(jìn)行智慧化應(yīng)用，具體實(shí)施路線如圖1所示。

3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)與方案優(yōu)化

為二維圖紙?jiān)诒磉_(dá)建筑信息效率低的情況，本平臺(tái)基于BIM+VR，使得客戶可通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行模塊組裝與風(fēng)格實(shí)際，同時(shí)平臺(tái)通過(guò)對(duì)客戶的瀏覽信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在設(shè)計(jì)模型中會(huì)將用戶行為、設(shè)計(jì)要求、工程實(shí)體屬性、材料特性等賦予到模型內(nèi)，建立具有一體化的、全信息覆蓋化、可視化的初始模型，并通過(guò)VR技術(shù)優(yōu)化虛擬模型，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)、圖像處理軟件、傳感器等技術(shù)設(shè)備建立一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景模型，再通過(guò)特定設(shè)備讓客戶在模型環(huán)境里能夠進(jìn)行沉浸式體驗(yàn)，最后根據(jù)三維信息模型的特性與客戶沉浸式體驗(yàn)后得出反饋結(jié)果，并以此對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化、修改，生成設(shè)計(jì)階段模型。

3.2 基于BIM裝修參數(shù)化族庫(kù)的建立與使用

基于建筑信息模型的信息存儲(chǔ)及參數(shù)化特性，在裝修項(xiàng)目中對(duì)建材產(chǎn)品族庫(kù)的創(chuàng)建及存儲(chǔ)更新，不僅可直接服務(wù)于本項(xiàng)目裝修工程，為該項(xiàng)目的建材產(chǎn)品的采購(gòu)與制造過(guò)程提供精準(zhǔn)模型，同時(shí)為其他裝修類型提供參照模板，甚至對(duì)建材產(chǎn)品族的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，可直接應(yīng)用于其他工程中。利用BIM軟件所搭建的模型，關(guān)聯(lián)建筑裝飾定額，能夠在在建材產(chǎn)品中帶定額屬性，方便項(xiàng)目工程量的計(jì)算。

3.3 施工過(guò)程精細(xì)化管理

在項(xiàng)目施工前，將設(shè)計(jì)階段各專業(yè)模型和裝修模型同步到施工模型中，結(jié)合碰撞檢查與漫游功能對(duì)模型進(jìn)行檢查，完成裝修項(xiàng)目軟和硬兩方面的優(yōu)化處理。同時(shí)，對(duì)于施工過(guò)程的關(guān)鍵工序輸出工藝模擬視頻，為過(guò)程管理提供更精細(xì)化的數(shù)據(jù)支撐。利用施工模型在平臺(tái)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化，對(duì)各構(gòu)件的工程量、施工進(jìn)度以及材料的價(jià)格、產(chǎn)地和生產(chǎn)廠家等進(jìn)行分析，通過(guò)平臺(tái)添加成本信息和時(shí)間進(jìn)度，進(jìn)行階段項(xiàng)目算量的統(tǒng)計(jì)和分析，生成最終報(bào)價(jià)。如圖2所示。

3.4 項(xiàng)目運(yùn)維智慧化動(dòng)態(tài)管理

在項(xiàng)目應(yīng)用建筑信息模型過(guò)程中，過(guò)程中所有的幾何和物理信息都可儲(chǔ)存在模型中，例如各構(gòu)件的工程量、施工進(jìn)度以及材料的價(jià)格、產(chǎn)地和生產(chǎn)廠家等，并隨著工程項(xiàng)目的進(jìn)展而不斷更新。因此，如業(yè)主和承包商使用同一個(gè)BIM模型分別進(jìn)行項(xiàng)目管理，則其工程的所有數(shù)據(jù)都會(huì)整合在個(gè)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)項(xiàng)目竣工時(shí)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)基本可反映項(xiàng)目的實(shí)際情況，竣工驗(yàn)收十分方便。

房子交付客戶使用后，平臺(tái)根據(jù)最初階段分析出的用戶的實(shí)際需求，整合各類數(shù)據(jù)后確定運(yùn)維模塊實(shí)現(xiàn)的功能。例如：基于可視化功能的運(yùn)用。實(shí)現(xiàn)漫游、二次裝修（管線、承重結(jié)構(gòu)的示意）以及事故緊急預(yù)案展示。在房屋使用過(guò)程平臺(tái)根據(jù)用戶指示關(guān)聯(lián)攝像頭、感應(yīng)設(shè)備，將建筑實(shí)體與BIM模型相關(guān)聯(lián)。實(shí)現(xiàn)建筑監(jiān)控（溫度感應(yīng)調(diào)節(jié)空調(diào)、門(mén)窗電源開(kāi)關(guān)情況示意）以及應(yīng)急管理（噴淋系統(tǒng)控制），并對(duì)實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，為用戶提供最優(yōu)處理方案，實(shí)現(xiàn)能源管理（用電量統(tǒng)計(jì)分析、日照碳排放統(tǒng)計(jì)）、物業(yè)管理及維修示意，需要設(shè)備更換會(huì)為用戶推薦適合的節(jié)能設(shè)備，降低碳排放量，讓帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生重要的社會(huì)價(jià)值。如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)BIM+VR建筑裝修平臺(tái)的建立，可有有效解決二維圖紙讀取建筑信息效率低、局部變動(dòng)需重新繪制、施工碰撞的問(wèn)題，并通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行問(wèn)題反饋與方案優(yōu)化，讓客戶真正實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”，提高客戶忠實(shí)度。（2）裝修全過(guò)程采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建筑信息模型，所有的物理信息和幾何信息都將儲(chǔ)存在BIM模型中，并隨著工程項(xiàng)目的進(jìn)展而不斷優(yōu)化，為造價(jià)和后期運(yùn)維提供數(shù)據(jù)支持。（3）建立標(biāo)準(zhǔn)化裝修族庫(kù)，客戶可在設(shè)計(jì)過(guò)程中可根據(jù)自身喜好進(jìn)行各部分組裝，并由設(shè)計(jì)師做最后的修改，最終版本模型鏈接廠家報(bào)價(jià)信息，生成預(yù)算表。在此過(guò)程中大大減少設(shè)計(jì)師重復(fù)建模工作，為客戶提供透明、便捷的裝修過(guò)程，有利于裝修行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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