中铁一局集团第二工程有限公司 河北省唐山市 063004
摘要：根据交通运输部《高速公路施工标准化活动实施方案》，为更好地总结高速公路建设的成功经验和教训，全面提升工程质量和建设品位，形成“实施有规范、操作有程序、过程有控制、结果有考核”的标准化管理体系，全国各省市区域制定了相应的标准化管理文件。文中结合陕西韩黄高速公路采用三维可视化建模渲染软件辅助临建工程标准化设计规划应用，对临建工程规划方案进行了优化和完善，阐述了三维可视化建模与渲染技术在公路工程项目临建设计规划阶段的应用，供类似工程参考。
关键词：临建设计规划；标准化工地；三维可视化建模渲染；项目策划；文明施工
引言：
高速公路建设工程项目中标后，施工单位面临的第一件工作就是项目临建工程策划，为保证项目工期，临建工程的设计与施工往往同步展开，而很多建筑企业管理要求项目管理者对临建工程采取先设计，后审批，再施工的顺序进行。这有效的保证了临建工程能够按照既定的标准设计与施工，同时经上级部门把关，最大限度的保证了临建设计规划的合理性。为简单直观、准确清晰的反映临建设计规划，充分体现临建设计紧贴现场实际，引入三维可视化建模渲染技术，能够轻松实现这一构想，同时把企业宣传融入到实景模型，做到施工设计与宣传策划一步到位。三维可视化建模与渲染技术为临建工程设计规划建立了一个建筑信息化模型[1]，利用渲染技术制作的动画视频汇报材料在后期临建设计规划汇报中比传统的PPT汇报材料更加形象生动。
1、三维建模及渲染软件介绍
由于临建工程设计规划往往工期紧、任务急，结合任务目标仅用于规划设计和三维渲染效果展示等特点，选用草图大师（SketchUp）作为建模软件、流明（Lumion）作为渲染软件。
草图大师是一款绘图软件，英文名称为SketchUp，该软件操作简单。它可以快速和方便地创建、观察和修改三维创意[2]。利用该软件制作的三维模型可导出为多种格式，包括平面图纸或三维渲染模型。采用AutoCAD制作的二维平面图纸也可轻松导入该软件，用于快速生成模型。该软件对计算机硬件要求也不高，运行性能稳定，做为临建工程规划设计的建模软件，十分理想。
流明是一款建筑可视化软件，英文名称为Lumion，该软件支持多种格式文件的导入渲染，通过该软件，可以将草图大师所建立的三维模型渲染成优秀的图像。利用流明渲染制作的高清漫游动画，可以在短短的数秒内将可视化的建筑设计展示给观众[3]，通过视频编辑软件处理，一部高质量的视屏汇报材料能够快速完成。
2、公路工程项目临建设计规划
公路工程项目临时工程包括临时用电设施、便道便桥、工地试验室、项目驻地、施工场站等内容。以陕西韩黄高速公路项目拌和站设计规划为例，该项目严格按照陕西省高速公路标准化施工指南要求，以高标准为起点，努力打造陕西地区高速公路工程施工标准化样板工地。从场地选址、拌和站布局、场地建设、原材料存放、外加剂库房、站内试验室以及与之配套的生活区布置等出发，通过三维可视化设计，优化了设计布局，节约了项目用地，对项目周边水系起到了保护，极大地预防了拌和站运营后对周边环境的噪声污染。
在拌和站设计规划阶段，技术人员与企划人员有效协同，通过三维实景展示，企划人员按照规定设计了相应的标识标语和展示画报，为项目实施节约了时间，避免了以往因效果不理想而造成的返工浪费。
三维建模渲染展示让管理环节上每一个人都能够置身其中，充分的调动了每一个管理者的设计灵感，让设计规划变得更加合理。作为后台管控的企业总部，对设计规划方案的审批就能够在足不出户的情况下，简便快捷的完成，提高了工作的效率和准确性。
基于三维建模渲染技术制作的视频汇报材料，能够让上级建设单位和相关主管单位准确直观的看到未来的项目实况，所见即真实，这为上级单位的决策部署提供了一个早期干预的窗口，使得一切问题能够在事前控制。这不仅给施工单位提供了一个展示自我的机会，也给项目建设单位提供了信心。
3、三维建模及渲染技术在临建工程设计规划中的应用
图1 三维建模及渲染技术应用工艺流程图
3.1前期准备
与一般临建工程项目设计规划的步骤一样，以项目拌和站临建设计规划为例，首先要根据项目规模，确定相应型号的拌和机；再根据工程项目结构物分布情况和项目所处周边环境，通过现场实际调查，确定拌和站选址；最后结合其他因素，设计规划拌和站功能分区和总平面布置。
3.2三维建模
有了初步的平面设计规划，就可以利用草图大师进行快速的三维建模。在三维模型中，通过调整功能区位置和平面布局，诸如生活区采光效果、施工便道引入方案、场站雨污水处理方案等都能够直观的反映在三维模型中。参与设计的各方通过模型对设计方案进行直观检查，发现问题和不足提出优化设计规划意见，即可快速修改完善，重复这一步骤直至确定。
图2 采用草图大师创建的三维建模展示图
3.3模型导入渲染
三维模型的建立使设计变得更加直观，而模型的渲染使得这一设计更加生动和贴合实际。设计者在渲染软件中建立与现场实际相似的地形条件，再将三维模型导入其中，就可以完成一项完全与现场实际相匹配的临建设计规划方案。决策者通过检查，发现问题和不足，提出改进意见，再由设计者进行补足和完善。
图3 采用流明软件渲染的拌和站效果图
3.4植入展示效果
创建标准化工地是现代建筑企业发展的要求，把临建工程作为展示企业形象的窗口，植入企业管理理念，能够起到很好的宣传效果。陕西韩黄高速公路在临建工程设计规划阶段，就把文明施工中宣传标识标语等融入了设计，企划人员与临建工程设计规划人员密切协同，对各种标识标语的摆放与布置进行设计策划，广告公司按照尺寸样例提前制作各类展板，临建工程建成即可快速安装到位。标准化文明工地的创建方案通过检查完善后，即可形成临建设计规划的最终方案。
图4 植入展示效果后的拌和站效果图
3.5制作视频汇报材料
系统的完成以上工作，即可通过渲染软件生成最终的漫游动画和效果图。对制作的效果图，后期通过图片处理软件的修改完善，可以达到更加逼真的效果；对制作的漫游动画，可以通过视频编辑软件进行剪辑配音等一系列后期制作，最终形成视频汇报材料。决策者和上级单位观看视频汇报材料，能够快速理解设计理念，压缩了发现问题和提出改进意见的时间，间接地加快了设计规划环节的进度。
4、结束语
综上所述，三维可视化建模与渲染技术在工程项目临建设计规划中的应用，能够直观的反映出设计中存在的问题与不足，有利于快速修改与完善设计；它为设计、施工和管理各方提供了一个快速有效的沟通媒介；它让设计协同变得更为简单；它把冗长的数字与文字表达压缩成了一段视频、一张图片；它让临建设计规划的最终确定变得更加快捷。
参考文献：
[1] 葛清，赵斌，何波.BIM第一维度[M].中国建筑工业出版社，2013-7.
[2] 卫涛，杜华山，唐雪景.草图大师SketchUp应用[M].华中科技大学出版社，2016-6.
[3] 谭俊鹏，边海.Lumion/SketchUp印象三维可视化技术精粹[M].北京：人民邮电出版社，2012-6.
作者简介
张晓强 职称：工程师 现就职于：中铁一局集团第二工程有限公司 研究方向：交通工程
论文作者:张晓强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
标签：建模论文; 建工论文; 模型论文; 项目论文; 软件论文; 草图论文; 工程项目论文; 《基层建设》2019年第6期论文;