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摘要：随着经济和信息技术的快速发展，BIM（建筑信息模型）技术是结合虚拟现实、计算机辅助设计和计算机仿真的技术。算法利用三维建模实现施工流程的动态化管理，从而优化施工方案，对保证施工经济性及科学性具有重要的意义，文章对基于BIM及虚拟现实技术的建筑工程优化进行分析。
关键词：BIM；虚拟现实技术；建筑工程优化
引言
建筑信息模型或建筑信息管理都是将建筑工程项目中的信息数据作为基础，创建三维建筑模型，利用数字信息仿真模拟建筑物中的真实信息。其主要优势就是信息完善性、一致性、可视化、模拟性、协调性等，其在建筑工程项目设计、施工到运营中贯穿，有效使用能够提高工程的经济效益。比如，使用BIM技术能够使建筑工程项目设计效率及质量得到提高，使施工过程中返工率得到降低，从而使施工工期能够顺利的开展，有效节约项目资金。
1BIM技术和虚拟施工
目前，国内外对BIM定义各有不同，一般都表示为BIM也就是建筑信息模型，基于三维数字，利用数字式表述建筑物理特征及功能特征，并且使建筑工程项目中的各种信息功能数据模型相互聚集。BIM技术的主要特点就是信息完整性及数据一致性，BIM会通过数字方式保存建筑项目实施过程中的信息，并且使其到同一数据库中存储，对信息资源共享和更新的实现是非常有利的；另外，利用BIM能够使各个数据创建实时联系，管理人员通过多种方式更改数据，从而提高工作效率，保证工程质量。虚拟施工是指将计算机技术作为基础，结合参数化设计、虚拟现实、结构仿真及计算机辅助技术等，从物、财和人等方面实现全真环境的三维模拟，以此生成可控制、无破坏、小耗费及低风险的试验方法，从而使施工水平得到提高，对施工成本进行控制，避免出现施工事故。在实现虚拟施工过程中具有两个重要的技术，第一种为施工组织技术，第二种就是碰撞检测试验。施工组织技术就是结合施工过程中的施工组织计划，通过最小投入换得最大经济效益。在此环节中被划分成为3个层次，其一，实现施工组织总体设计；其二，实现单位工程施工设计；其三，实现分布工程施工设计。碰撞检测为实现三维图像处理过程中的主要问题，一般碰撞检测算法包括空间分解法及层次包围盒。此两种算法是指使整体虚拟空间划分成为多单元格，要求小单元格体积相同，在进行测算的过程中只需要测试相同单元格及几何对象。
2BIM技术在建筑设计中的作用
将BIM技术应用到建筑工程设计领域中能够有效节约大量成本，使建筑工程设计工作效率得到提高。在使用BIM技术的过程中，只需要优化模拟模型并且对其调整，不需要调整实际的工程，从而使工作效率得到提高，大量节约人力及物力。BIM技术能够实现高层建筑工程设计的优化，假如将其在复杂钢筋节点排布中使用，能够使施工时间得到缩短，从而使施工效率得到提高。另外，使用BIM技术对超高层建筑实现优化设计。能够实现建筑工程设计管理模式的创新，从而实现将建筑信息模型技术作为基础的总包管理模式，和分包管理相互结合，对建筑模型深化成果是非常有利的。在具体实践中使用，能够使高层建筑施工质量得到提高，创建良好工程形象。BIM技术还能够提供建筑工程直观信息，设计的基础模型和工艺搭建等具体建筑形体信息都能够为施工人员传递，施工人员通过直观了解模型，掌握建筑节点空间位置和不规则建筑形体具体的情况，从而使施工工作效率得到提高，以此保证工程能够顺利的开展。
3建筑工程设计优化
3.1工程质量控制
工程质量为建筑行业所重视的核心问题，对工程质量造成影响的不确定因素较多，具有较强的隐蔽性。另外，工程质量管理时间周期比较长，属于动态过程。BIM结合虚拟现实技术能够有效解决目前工程质量问题，从而使工程质量管理效率得到提高。BIM与虚拟现实技术本身就是数据共享平台，占据建筑生命全周期的各阶段中。其能够便于计算建筑构件信息及设备信息的工程量、工程造价预估及建筑材料采购及管理。系统实现建筑工程全省民光周期信息及文档资料的统一管理，变更及时反馈相应专业人员，解决工作职责混乱的问题。从设计到施工过程中的数据信息都会在构件变化过程中实时的更新，工程预算实现造价数据表格，方便工程的调用。
3.2结构构件的自动布置
建筑模型包括具备建筑造型全部构件模型、不同局部做法及各部件精准的关系等。建筑设计模型结构内容为结构设计师重视的内容，基于BIM的建筑模型具备模型构件全部信息，其主要包括构件类别、种类，利用类别信息实现模型是否为墙体、窗户、门及其他等判断，种类信息确定模型类型，比如墙体是否为混凝土或者砖。以数据存储和访问接口的模型类别信息及种类信息，快速实现门、窗及非承重墙的过滤，实现结构构件的提取。
3.3材料用量统计模块
在建筑模型及结构模型基本完整的背景下，需要的建筑材料为业主最终是的问题。在传统工作流程中，工程材料使用量都是在完成施工图之前根据估算及概算指标、经验实现计算，其结果和实际具有较大的差别。那么可以将三维建筑信息模型作为基础，创建BIM平台，对建筑构件物理量数据直接计算。材料统计过程是将完整三维设计模型作为基础，此模型主要包括建筑工程全部构件，其属于现实结构部分的模拟，基于三维设计对统计构件类型和统计条目进行确定，之后对全场景模型进行遍历，将满足条件模型进行过滤，提取模型属性信息，写入到Excel文件中，最终到统计文件中保存。
3.4可视化设计
传统绿色建筑设计过程中，往往是通过平面2维图纸开展设计工作，用户对方案的了解多为通过二维图纸及设计师口述讲解，对没有专业基础的用户来说会存在识图困难的因素，造成对设计理解的偏差，实际建造效果并不能令用户满意，即便可以通过漫游动画、实体模型等手段来弥补，但只能对方案进行片面的展示，而VR技术的引入，为绿色建筑的可视化设计开辟了一条道路，使业主可以对建成效果有一个精准的把控，加深设计师和用户之间的沟通，有利于提高设计的完成度．
3.5引入用户行为
我国现阶段绿色建筑设计对用户的感受关注不足，主要原因是传统绿色建筑设计过程中并没有真正的将人的行为引入到设计过程中，由于人的行为无法量化描述，设计师往往采用较宏观的的功能分区、基于经验主义的人行流线，难以从真正的用户行为出发进行设计．VR技术的引入使绿色建筑设计将真正实现从用户的感受出发，将用户的行为融入到绿色建筑设计的过程之中，这是以往任何技术都无法实现的．VR技术可真实的模拟建筑空间体验，可完整的记录、保存、统计用户的行进路线、停留时间、视线焦点等．同时能将建成后的用户评估提前，用户能够通过三维视角身临其境的了解建筑，从空间的尺度到材料的特性，并及时的向设计者提出反馈意见．
结语
总而言之，BIM技术应用到建筑工程优化中，能够使建筑工程整体工作效率得到提高，从而实现不同阶段及专业之间的无缝沟通，对整体建筑行业和我国整体发展都具有重要意义。另外，还要对BIM市场复杂性进行认识，包括建筑行业不稳定性。作为建筑工作人员，要清楚的了解到建筑行业使用的真正价值，以此为建筑行业稳定健康发展奉献自己的力量。
参考文献：
[1]赵钦.基于BIM的建筑工程设计优化关键技术及应用研究[D]．西安：西安建筑科技大学，2013．
[2]曾旭东.王冠宇.王景阳，等．基于BIM的虚拟现实在建筑设计教学中的实践探索[C]//2016年全国建筑院系建筑数字技术教学研讨会，沈阳（2016-9），2016：24-28．
论文作者:卜宪军
论文发表刊物:《房地产世界》2019年9期
论文发表时间:2019/10/11
标签：建筑论文; 模型论文; 技术论文; 信息论文; 过程中论文; 构件论文; 虚拟现实论文; 《房地产世界》2019年9期论文;