VR與BIM技術下的裝配式建筑應用與發展研究

葉衛東

摘 要：現階段，裝配式建筑技術得到廣泛應用。與此同時，為了提高裝配式建筑技術的應用效果，先進的科技如VR和BIM等也得到有效應用，從而實現了對建筑過程中各個環節的有效控制，提高了項目管理效果，提高了工程施工效率，降低了施工過程中的風險，具有良好的實踐意義，利于提高施工建設整體效果。

關鍵詞：VR;BIM;裝配式建筑;施工效率;整體效果

中圖分類號：TU208;TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）17-0113-03

Abstract： Nowadays， assembled building technology has been widely used. At the same time， in order to increase the application effect of fabricated building technology， advanced technologies such as VR and BIM have also been effectively applied， thus realizing effective control of all links in the construction process. The project management effect is improved， the engineering construction efficiency is improved， and the risk during the construction process is helped， which has good practical significance and is conducive to improving the overall effect of the construction.

Keywords： VR;BIM;fabricated building;construction efficiency;overall effect

隨著社會經濟的發展，我國建筑行業得到前所未有的發展和繁榮。在這個過程中，為了適應人們新的建設要求，裝配式建筑技術得到廣泛應用，并發揮出積極作用。在應用裝配式建筑技術的過程中，各種先進的技術得到有效應用，如虛擬現實技術和BIM等，這些先進技術的應用，對于提高裝配式建筑技術的實施效果起到了積極作用。具體來講，通過應用這些先進科技，可以實現對現場施工多個環節有效控制，方便管理，提高施工效率和安全性，同時還可以實現對全局的掌握，有助于節約資源，降低施工過程中對周圍自然環境帶來的污染，具有良好的實踐效果和應用效果。

1 VR+BIM裝配式建筑技術實施概況

BIM指三維建筑模型，VR指虛擬現實，將三維建筑模型與虛擬現實應用到裝配式建筑技術中來，充分利用三維建筑模型和虛擬現實等技術將建筑施工進行虛擬和再現，并利用相關技術將其轉化為具體的數字動畫，并通過相關視圖方法獲得對應的建筑參數。在該過程中，利用虛擬現實技術，可以實現對裝配式建筑技術施工過程中各個環節的模擬和再現，在此基礎上實現對建設施工過程的再現和模擬，并通過對相關因素的綜合考察，得到最佳的施工方案和技術參數，為實現良好的施工建設效果打下基礎。此外，利用三維建筑模型和虛擬現實技術還可以實現一對一構件查詢，并將裝配式建筑施工技術的施工流程進行有機再現，為工作人員帶來生動具體的現實再現系統;在具體的生產施工過程中，可以將這套系統用于具體的施工培訓和整體建設，有助于實現對建筑行業的整體優化和配合，實現對建筑工程全程的有效控制[1-3]。

2 VR虛擬現實技術

三維建筑模型在實踐過程中難以達到工作需求和預期，因此，為了進一步強化工作效果，需要引入功能更加強大的軟件，具體來講，可以科學利用UE4系統軟件平臺。這是一款用于游戲開發的平臺，具有強大的功能和效果。這種平臺具有的材質系統和藍圖系統可以幫助工作人員實現對三維建筑模型的可視化效果，不僅如此，還可以將三維建筑模型與相關建筑軟件平臺相連接，實現良好的交互效果。在這個軟件的幫助下，工作人員可以將自己的想法和意見迅速轉化為具體的實踐效果，并將其以三維模型的方式呈現出來，進而實現對三維建筑的仿真模擬，為工作人員帶來良好的可視性效果，并為工作人員的編輯工作打下基礎。

2.1 具體特性

2.1.1 特性介紹。UE4技術不僅滿足基礎的圖像顯示效果，還可以支持更加高級的DX11渲染特性，可以根據需要為工作人員提供具體場景及效果，并運用鑲嵌技術和位移技術，基于具體實物的特質得出更加生動鮮活的物體效果。

2.1.2 顆粒特效。顆粒特效編輯器主要用于各種細節的再現和仿真，具體包括各種粒子的仿真。在實踐環節，可以將具體場景中的大量粒子進行有效組合，并按照粒子的動態特征實現光線的準確再現，從而實現對粒子的具體參數的有效控制，具體包括大小、顏色、密度等，得到能準確反應建筑實物的模型及效果，為建筑施工帶來更加生動準確的再現效果。

2.1.3 新材質管道。UE4技術可以使用基于物理模型的技術，為工作人員提供新的控制方式，為工作人員準確細致觀察具體的角色和對象提供了基礎和前提，也為工作人員帶來一個更加寬闊的場景，其中，相關細節可以進行生動再現，可以根據需要對其材質進行細致調整，得到工作人員具體的需求和標準。

2.1.4 藍圖系統。藍圖系統可以幫助工作人員將自己的想法、意見迅速反應到具體的可視化模型上，在使用藍圖系統的過程中，一般不需要改寫代碼，只需要根據需要進行建模，將工作人員的想法轉化為具體的模型。

2.2 VR軟件成果展示

在具體使用過程中，將BIM技術導入對應的UE4平臺，可以實現對三維模型的準確再現，還可以利用相關藍圖系統、粒子系統等實現對模型的準確建設和再現，有效增加三維模型的整體真實性和生動效果，從而為工作人員帶來更加直觀、更加細致的模型效果。在此基礎上，還可以根據建筑工地的實際情況和具體的施工流程進行對應的施工過程動畫，生動再現具體的施工生產環節，并將其以系統性的動畫效果準確呈現出來。不僅如此，還可以根據這一系統實現對施工人員、施工流程等全面監管和控制，并根據需要在具體環節建設對應的查詢系統，方便管理人員及時對整體施工建設情況進行考察，及時掌握施工過程中的具體細節及

施工效果。還可以將這些系統以整體的結構為客戶開放，提高客戶對整體施工建設流程的掌握和認識，提高對施工效果和施工質量的控制效果。

2.3 VR功能介紹

在進行裝配式建筑施工過程中，利用先進的三維模型技術和虛擬現實技術，可以實現對整體施工過程的虛擬和掌握，并有效掌握其中具體的施工流程和施工環節。在此基礎上，還可以根據需要建設對應的構件查詢系統和施工流程展示系統，方便工作人員根據需要整體把握裝配式施工建設的各個環節和細節，全面掌握施工流程，并將其轉化為具體的可感可視化系統，為工作人員帶來豐富的現實感受，強化對整體施工建設的綜合控制效果。需要注意的是，為了達到良好的再現效果，建筑模型必須嚴格按照相關施工圖紙進行創建，并將其交由專業的工作人員進行再現，建設對應的數據庫，將得到完善的模型系統進行轉換和再現，為后續整體施工提供一個有效的視覺支持。

2.3.1 虛擬漫游。虛擬現實技術可以將建設施工圖紙上的二維建設規劃圖轉化為三維建設模型，為相關人員對其進行全面細致觀察和認識提供了便利，在虛擬現實技術的幫助下，相關人員可以實現對建筑對象各個方面的現實感受，具體包括其材質、空間、采光等，為觀者帶來豐富系統的真實體驗和空間感受。不僅如此，將BIM技術運用到具體環節，將其與虛擬現實技術進行結合，可以為觀者帶來更加豐富生動的現實體驗，可以幫助施工人員感受具體的施工現場，為施工人員結合現場施工需要制訂科學的施工方案打下基礎，從而為從提高整體施工建設質量打下基礎，為實現良好的施工建設效果提供便利。此外，由于現有的建筑內部空間比較復雜，利用先進的虛擬現實技術和BIM技術可以將其進行生動呈現，為觀者提供更加豐富生動的現實體驗，為準確制訂相關施工建設方案提供了支持，為實現更加科學高效的施工效果打下基礎。

2.3.2 應用點。①人員信息交流。在裝配式建筑工程的施工過程中，在早期的圖紙會審、設計優化、簽證施工等方面需要花費大量人力和物力，為了實現資源節約，可以利用虛擬現實技術進行有效工作。將施工過程中具體環節的具體內容轉化為對應的工作人員對象，并為其賦予具體的工作任務，在此基礎上進行實時溝通交流，促使相關人員對施工方案進行準確觀察和考察，并將其意見進行及時反饋，最終得到整體性的施工建設方案，為實現良好的整體施工建設效果打下基礎，為提高建設質量奠定基礎。在該過程中，將有效推進整體建設施工方案，為進一步提高施工建設效果和進度打下基礎。

②成本控制。運用虛擬現實技術，可以將裝配式建筑施工的具體施工環節進行再現和模擬，并根據虛擬效果得出科學有效的施工方案，對相關施工環節實現整體控制，有效節約資源，避免施工建設過程中對資源成本的大量浪費。在這個過程中，虛擬現實可以就裝配式建筑施工的具體環節進行準確再現，這個過程可以為探討最佳施工方案提供必要幫助，也可以為研究如何在施工過程中有效節約資源提供必要幫助;工作人員可以將建筑施工方案、具體材料、施工流程等進行現場模擬，在此基礎上一一分析具體施工方案的優劣和成本控制情況，有助于工作人員對每個方案的具體施工流程、成本控制效果、整體施工成本和經濟效益等信息進行掌握，通過對比具體方案的優劣得出最佳施工方案，從而大幅降低實踐施工過程中的資源浪費，實現人力資源的優化配置，并促使建筑施工的各個環節在實踐過程中達到最佳經濟效益和社會效益，具有良好的應用價值和實踐價值。

③裝配式施工培訓與管理。VR技術可以把二維圖紙上的建筑規劃圖變成更有空間感的模型，決策者可以隨意進入擬模型內，從任意視角去體驗觀察作品，從材料、尺寸到采光，真實體驗位置場景和空間尺寸。利用BIM技術建立的工程模型，結合VR體驗設備實現動態漫游，BIM模型交底更具有真實的體驗，施工人員可更加直觀地感受施工現場，幫助施工人員理解施工方案和施工工藝，提高施工質量。現在的建筑造型越來越奇特，內部設計結構也越來越復雜，通過VR虛擬體驗技術來了解建筑設計、施工中的對應方法，可對此類建筑的設計原理、施工工藝、受力分析、管線有一個全面了解。在實踐過程中，工作人員可以有效在線裝配式建筑的施工全程，利用虛擬現實技術實現對各種施工細節的準確模擬，在此基礎上組織施工人員對其中的工作流程、工作細節、工作實踐技術和需要注意的地方進行觀察和再現，幫助工作人員通過這個過程準確把握整體施工建設流程細節，并為后續相關施工建設培訓工作打下基礎，為工作人員帶來更加生動準確的實踐培訓效果，促進施工隊伍把握整體建筑工程，為實現良好的整體建設施工效果起到促進作用[4]。

BIM技術在建造方式上改變了傳統的施工方法，VR虛擬現實技術的誕生給人們帶來了不一樣的感知和交互，兩者結合勢必增強相互領域間的技術層次，樣板房漫游、虛擬交底等只是VR與BIM相融合的開始，未來可以利用BIM與VR系統平臺打造虛擬城市，為城市創造更多的空間，推動大型城市的發展與改變。

參考文獻：

[1]王凱，蔡瑞，劉秋元，等.基于BIM+VR的裝配式建筑教學平臺構建研究[J].中國教育信息化，2019（12）：81-85.

[2]路曦.基于BIM與VR技術的建設項目全面質量管理[J].居舍，2019（15）：157.

[3]路曦.BIM+VR技術在打造精品住宅工程中的應用[J].居舍，2019（15）：65.

[4]吳昆，韋智勇.基于BIM的虛擬現實技術（VR）在建筑工程中的創新應用[J].建材與裝飾，2019（13）：23-24.