BIM+VR在施工管理中的應用研究

董婉婉

洛陽理工學院土木工程學院

1 引言

在建筑全壽命周期中，傳統的建筑施工管理方法弊端逐漸凸顯，而BIM（建筑信息模型）技術在項目全周期能進行信息共享、過程管控，且基于BIM 模型的虛擬現實技術具有交互性、直觀性、場景化等優點。BIM 技術最初是由美國佐治亞技術學院建筑與計算機專業的扎克伊士曼提出的，把不同階段、不同專業的所有建筑信息，整合集成在統一的三維模型中，實現設計方、施工方、運營方等各方在設計過程、施工過程、運營管理過程的信息共享、協同工作。

2 BIM技術在施工管理中的優勢

2.1 可視化

在傳統的工程項目管理過程中，對于甲方、設計方、施工方等各參與方，在項目實施前和實施過程中建筑產品是“不可見不可觸”的，且各方更多的是通過二維圖紙、CAD模型、現場實地考察等方式溝通交流。利用BIM 技術可以實現建筑產品的可視化，“不可見”變“可見”，2D變3D。利用refit軟件創建3D數字化信息模型，二維到三維的轉變，不僅使得建筑產品可視化，而且所有構件信息參數化，且具有互動性和反饋性，便于項目實施過程中實時溝通交流，及時反饋信息，減少信息差。

2.2 協調性

一個工程項目的順利完成，需要各方通力協作，不同專業協調溝通。施工過程中的溝通不暢、反饋不及時等，均可能造成施工效率降低、成本增加、工期拖延。項目前期建立BIM3D模型的過程中，通過碰撞檢查，可避免硬碰撞和軟碰撞問題產生。且在前期模型建立過程中，從結構、機電、水暖等的設計到施工，都可以利用三維模型信息進行溝通協調，及時發現并解決問題，減少返工、縮短工期、節約成本。

2.3 模擬性

BIM 技術不只是模型的可視化展示，還可以進行虛擬動態模擬，比如進行主體結構施工，可以基于refit導出的GCL.文件進行4D施工模擬，預先了解施工過程，優化施工方案。基于4D施工模擬可以進行成本控制5D 模擬，在水電暖設計時，可以進行水流、節能等模擬，預估可能發生的安全問題可進行緊急疏散模擬等。

3 BIM+VR技術在施工管理中的優勢

VR 虛擬現實綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并且能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互。VR 作為一種新興的可視化溝通技術和溝通平臺，與BIM 技術的結合應用，能夠發揮出二者的優勢。二維圖紙到BIM 模型是“2D”到“3D”，“不可見不可觸”到“可見不可觸”的轉變，而BIM 到BIM+VR 的應用是“可見不可觸”到“可見可觸”的轉變。BIM 與VR 技術的結合應用，使得原來“可視化”的模型“場景化”，參與者可以進行場景漫游，預覽建筑實體，觀察施工過程，了解施工進度，掌握成本控制，查看構件狀態信息等。BIM與VR的關系中，BIM模型是內核，提供建筑信息，VR是外觀，提供建筑信息的直觀表現。

4 BIM+VR在施工管理中的應用

BIM+VR 技術可面向的對象多樣化，涵蓋的階段全面化，覆蓋的過程動態化，二維到三維可視化動態控制管理，有利于項目實施管理最終達到工期短、成本低、質量高、安全好等目標。

4.1 進度管理

在refit 建立的BIM 模型的基礎上，結合編制的網絡進度計劃，可以形成4D 虛擬施工模擬。例如，將實體模型、場地模型、施工進度計劃導入BIM5D軟件中，通過模型整合、劃分流水段等操作，可以完成基于BIM的4D虛擬施工。4D虛擬施工實現了施工動態化模擬，施工現場三維化可視化，網絡進度計劃的調整，場地方案的改變等均可在虛擬施工過程中實現。對于實際過程中遇到的有關施工進度、施工操作等問題，可以做到提前發現，及時優化。

4.2 成本管理

工程項目成本控制涉及整個項目過程各方面的資源消耗，如人工、設備、材料等。BIM 模型中包含各構件相關屬性信息，基于4D虛擬施工模擬，模型與數據掛接關聯，從而通過5D模擬實現成本預算和成本控制。如需進行模型修改或施工方案調整，相應關聯的成本可以進行動態調控，便于施工單位做好成本控制及信息化管理。

4.3 質量管理

工程項目質量管理需全周期、全過程、全方位把控。基于BIM的4D虛擬施工可以實時監控和跟蹤各個階段施工質量，實時監控和調控，實現各參與方信息共享，避免信息偏差，提高效率和質量。

4.4 安全管理

在安全管理制度健全的基礎上，建立BIM 安全信息模型和平臺，線上線下定期巡查各個環節安全問題。同時，基于BIM的4D、VR 等技術可以使參與人通過可視化場景、侵入式漫游等方式進行安全培訓，真實化的安全情景模擬利于增強當事人安全意識，鍛煉安全應急管理能力。

5 結束語

BIM 技術在國內已經得到普遍重視和應用，也是近些年建筑行業的發展趨勢。在數字信息飛速發展的時代，BIM 技術和VR 技術相結合，有利于提高建筑工程效率，更有益于建筑模型信息化的常態化發展。但是現有專業BIM 從業人員有限，BIM技術應用深度不夠，硬件需求跟不上等問題也是BIM 技術發展道路上需要解決的問題。