“BIM+VR”技術在建筑工程造價中的運用分析

摘要：隨著建筑行業信息化進程的推進，建筑信息模型[A3]"（Building Information Modeling，BIM）和虛擬現實（Virtual Reality，VR）的結合成為提升工程造價管理效率與精度的重要手段。BIM通過三維數字模型精準傳遞設計、施工、運維等各階段的信息；VR技術能夠提供沉浸式的虛擬體驗，幫助項目團隊更好地理解和優化施工方案。二者的結合不僅促進了建筑項目的可視化、協同化與智能化，還為成本控制、風險管理、設計變更等提供了創新的解決路徑。深入分析[A4]"“BIM+VR”技術在建筑工程造價管理中的具體應用，探討其帶來的優勢，以期為建筑工程造價控制的數字化轉型提供參考。

關鍵詞：BIM技術 VR技術 建筑工程 造價控制

Analysis of the Application of “BIM+VR” Technology in Construction Cost

FANG Tao

Municipal Garden Maintenance Center， Ji’ning， Shandong Province， 272000 China

Abstract： With the advancement of informationization in the construction industry， the combination of Building Information Modeling （BIM） and Virtual Reality （VR） technology has become an important means to improve the efficiency and accuracy of engineering cost management. BIM accurately conveys information from various stages such as design， construction， and operation through three-dimensional digital models; VR technology can provide immersive virtual experiences to help project teams better understand and optimize construction plans. The combination of the two not only promotes the visualization， collaboration， and intelligence of construction projects， but also provides innovative solutions for cost control， risk management， and design changes， and more. This article will deeply analyze the specific application of “BIM+VR” technology in construction cost management and explore its advantages， in order to provide reference for the digital transformation of construction cost control.

Key Words： BIM technology; VR technology; Construction; Cost control

[A5]"近年來，“建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）+虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）”在建筑工程造價管理中的應用成為研究和實踐的熱點。BIM技術通過創建數字化的三維建筑模型，能夠在項目初期準確預測各項工程量、材料成本及施工工藝，顯著提高造價管理的精度和效率；VR技術能夠通過沉浸式虛擬環境，讓工程造價人員、設計師、建設方等多方人員直觀地了解項目。通過BIM與VR的融合，能夠有效打破信息孤島，提升多方協作效率，實時調整造價預測，并在項目的全過程中實現工程造價的動態監控。

[A6]"1 "[A7]"“BIM+VR”技術在建筑工程造價中運用的主要工具

1.1" BIM技術的軟件工具

BIM技術的軟件工具涵蓋了多個領域的功能，包括建筑設計、結構分析、施工管理和成本控制等。常見的BIM軟件工具有Revit、ArchiCAD、Tekla Structures、Navisworks等，每款軟件在建筑生命周期的不同階段提供專業支持。（1）Revit是建筑設計中最廣泛使用的工具之一，能夠創建詳細的三維建筑模型，它內置豐富的參數化設計功能，支持對建筑構件、材料、工藝等信息的詳細記錄和動態更新，使設計更為精確和高效。（）2ArchiCAD特別強調建筑師的設計需求，提供了靈活的建模工具和直觀的界面，適用于高效的建筑設計和可視化工作。（3）Tekla Structures在結構工程領域更具優勢，其能夠處理復雜的鋼結構和混凝土結構建模，支持細節化的施工圖紙生成和材料清單提取。（4）Navisworks主要用于項目協調和沖突檢測，能免整合來自不同BIM工具的數據，幫助項目團隊進行跨專業的協作，并通過碰撞檢測提前識別潛在問題^[1]。

1.2" VR技術的軟件工具

在建筑工程造價中，VR技術的軟件工具支持BIM模型的導入、優化和實時交互。在建筑工程領域，常用的VR軟件工具包括Unity3D、Unreal Engine、Enscape、V-Ray等，其能夠實現高效的場景創建與渲染，并支持BIM模型的精準轉換與展示。（1）Unity3D是一款強大的游戲引擎，能夠處理復雜的三維模型，支持多種VR硬件設備，如Oculus Rift、HTC Vive等，使用戶能夠在虛擬環境中實時導航并與建筑模型進行交互。在Unity3D中，BIM模型通常通過FBX或IFC格式進行導入，隨后，用戶可以對模型進行優化，減少多余的三維細節、壓縮紋理、調整光照設置等，保證虛擬環境的流暢性和可操作性。（2）Enscape是一個與Revit、SketchUp等BIM軟件兼容的實時渲染工具，其能夠快速將BIM模型轉化為可供VR頭盔觀看的高質量視覺場景，并提供實時的渲染效果，特別適用于設計階段的即時反饋和展示^[2]

2"“BIM+VR”技術在建筑工程造價中運用策略

2.1 工程概況

以某大型商業綜合體項目為例，該項目總建筑面積約為100 000 m²[A9]"，包括辦公樓、商場和地下停車場。工程造價控制是該項目實施中的重點之一，項目采用[A10]"“BIM+VR”技術來輔助建筑工程造價控制，力求提升工程造價管理效率與精度。

2.2" BIM建模與數據整合

BIM技術通過三維建模將建筑項目的所有物理和功能特性數字化，形成一個統一的數字化平臺。在此工程中，使用BIM軟件建立建筑、結構和機電等各專業的三維模型，每個模型不僅包含建筑的幾何形態，還包含結構、材料、尺寸、安裝工藝等重要數據，確保每一項設計都能夠通過數字化方式進行精確呈現和計算。數據整合是指將多個專業領域的數據通過BIM平臺進行匯總和統一管理，使各專業的設計信息能夠協同工作、共享數據，并且能夠避免因信息孤島而帶來的錯誤或沖突^[3]。

在該項目初期，基于建筑設計圖紙，使用Revit軟件進行建筑信息建模。建筑墻體部分設置墻體厚度為200 mm的混凝土墻，材質屬性為C30混凝土，同時加入保溫層，厚度為50 mm，材質為聚氨酯。門窗系統創建了規格為1 200 mm×2 100 mm的鋁合金單開門和玻璃窗，定義了U值（熱傳導系數）為1.6 W/（m2·K）的節能參數。模型中，定義樓板厚度為150 mm，材質同為C30混凝土，并包含鋼筋網，鋼筋規格為Φ10@200 mm。在建筑結構部分，梁柱采用H[A11]"形鋼結構，具體型號為H400×200×8×13，設計強度為Q345B。基礎設置為樁基礎，樁徑800 mm，單樁承載力為1 800 kN，樁長為20 m，模型中，按實際分布布置樁基節點。

在BIM建模完成后，利用Revit內置工具提取了以下關鍵工程造價數據：墻體混凝土用量為3 200 m3，樓板混凝土用量為4 500 m3，鋼筋用量為320 t，構件包含門窗數量，共500樘門、1 200扇窗，基礎樁共320根，并提取施工順序和連接節點的拼接工藝。同時，利用Dynamo插件實現自動化處理，將構件與工程量清單數據實時關聯，并導出至Excel進行后續分析。

2.3" 模型優化與虛擬現實轉換

在建筑工程造價管理中，BIM生成的初始三維模型通常包含大量的細節和復雜的數據，這些數據在轉換為虛擬環境時需要進行優化，以此來確保能夠在VR平臺上順利運行。模型優化的首要任務是簡化模型的幾何形態，減少多余的多邊形和細節，降低渲染時的計算負擔，同時保留建筑項目的核心信息和設計意圖。這一過程通常通過去除不必要的小細節和對模型進行分層處理來實現，從而提高渲染效率并保證流暢的交互體驗^[4]。接下來，優化后的BIM模型被轉換為適合VR平臺使用的格式，如FBX、OBJ或Unity專用的文件格式，并通過Unity3D、Unreal Engine等專業軟件進行進一步處理，利用高效的圖形渲染來支持實時交互，確保VR體驗的真實感與互動性。

在此建筑工程中，完成BIM建模后，模型體量較大。工程團隊在Revit中將復雜管線彎曲節點替換為圓滑的低面數模型，減少管道面片數量約60%，并將模型中重復的玻璃窗單元設置為共享族，優化渲染計算效率，整個玻璃窗系統的幾何面片數量由原來的10萬降至3萬。在模型優化的同時，使用Navisworks檢查模型中可能存在的沖突點。該項目在地下停車場的機電布置中，發現供水管道與梁交錯的地方存在6處沖突，優化后管道下移200 mm，并實時更新模型數據。優化后的BIM模型使用Enscape插件直接從Revit導入，利用其光線追蹤功能增強場景的真實感。

2.4" 交互與調整的技術

在建筑工程中，交互與調整技術是確保VR平臺與建筑項目需求緊密結合的關鍵環節。在技術實現上，交互功能通常通過游戲引擎和VR硬件實現深度集成，從而在虛擬環境中自由地漫游、查看不同視角的建筑空間，并與模型中的元素進行交互，選擇、移動或修改構件，如墻體、窗戶和門等，這為建筑設計提供了動態的調整可能。與此同時，通過與BIM模型的聯動，自動同步更新到工程設計文件中，從而保證虛擬環境中的任何調整都能在實際設計中得到體現。

該建筑工程在VR環境中，結合不同施工階段模擬了實際場景，在商場地面施工的模擬中，VR系統展示了樓層澆筑時所需的施工順序和材料堆放位置，通過互動調整堆放區域，發現將混凝土材料集中堆放在東側施工電梯口可減少30%的材料運輸時間，同時避免了電梯井口阻塞帶來的人工損耗。在商場主入口門廳中，設置了玻璃幕墻與石材幕墻兩種設計方案，在虛擬場景中對比后，發現玻璃幕墻的采光效果更好，但造價為3 200元/m²[A12]"，石材幕墻造價為2 600元/m²[A13]"。最終，結合整體預算，將部分區域調整為石材幕墻，僅在關鍵采光區保留玻璃幕墻設計，總體節省造價約120萬元。

2.5" 數據分析與反饋

在建筑工程造價中，利用[A14]"“BIM+VR”的結合來對項目的各項數據進行深度挖掘、分析，并基于分析結果優化造價管理，[A15]"“BIM+VR”可以直觀地展示建筑項目的空間布局，實時采集和分析空間存在設計缺陷或不合理之處。BIM模型中的結構數據、材料消耗、施工進度等信息也可以與VR相結合，生成實時的反饋報告，通過Navisworks、CostX等集成的軟件平臺分析施工中的潛在風險、物料需求和預算變化，進而預測項目的實際成本和時間安排，對施工過程中的工程量計算、資源調配、工期管理等方面進行動態評估^[5]。

在該建筑工程造價控制中，利用[A16]"“BIM+VR”技術的聯動性，實時收集有關造價、施工進度、設計優化建議等數據進行分析。在商場樓層裝飾預算中，通過CostX分析，發現乳膠漆的施工效率為500m²[A17]"/天，總面積為12 000 m²[A18]"，施工成本為72萬元。相比于瓷磚施工的120萬元造價，乳膠漆方案降低了40%的裝飾成本，反饋優化結果后，被采納。針對地下停車場的排水管道系統，分析中發現原設計使用HDPE管道，單價為80元/m，總長為 3000 m[A19]nbsp;，總造價為24萬元。CostX建議改為PVC管道，最終調整后節省6萬元。

3" 結語

“BIM+VR”技術在建筑工程造價管理中的應用為項目提供了前所未有的精準度、透明度和效率。通過BIM模型的精確建模與數據管理，結合VR技術的沉浸式體驗，項目團隊能夠在設計、施工和運維各階段實現更高效的協作與決策，及時發現潛在問題并進行優化，從而有效控制造價、規避風險并提高項目整體質量。“BIM+VR”的結合將成為建筑工程管理的核心驅動力，推動建筑行業向更加智能化、數字化的方向發展。

參考文獻

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