中建二局第三建筑工程有限公司 北京市 100071
摘要：长久以来，建筑行业施工存在如下三个痛点，一是施工交底效果未知，二是工程施工质量控制难，三是BIM在实际施工过程中运用极少。为了解决上述前两个问题个痛点，BIM应用而生。那么相比单纯的BIM应用，BIM+AR模式在哪些方面更进一步了呢？本工程运用AR技术在BIM三维模型的基础上，加强了可视性、具象性和协调性，大大提升BIM应用效果。
关键词：BIM；AR；轻量化；可视性；具象性；协调性。
前言：运用AR技术在BIM三维模型的基础上，使BIM应用效果大幅度提升，从而推动其在施工交底及质量把控中的推广和应用。
增强现实（AugmentedReality，AR）是一种实时采集现实世界信息，并将虚拟信息、图像等与现实世界相结合的显示技术；而虚拟现实（Virtual Reality，VR）[1]则是沉浸式的模拟环境，不与或很少与现实世界进行结合。BIM信息在VR的基础上，实现了建筑信息的交互性，但需借助高昂的外设头显设备，不能便捷的普及到一线工人手中，但AR技术手段生成手机app，借助手机平台，直接将BIM技术生成的建筑信息普及到一线员工的手机中。
图1：传统节点图纸表述抽象
为了探索BIM轻量化运用在施工中带来的效益，我们结合无锡融创文旅城B3-1项目全砼外墙XPS保温板施工工艺进行探索。BIM+AR技术在一定程度上挑战着传统房建工艺做法，同时本着创新、改革、与时俱进的中建文化内涵，项目在施工阶段结合即将在5G时代大火的AR技术进行了对新工艺的创新运用，有效的提高了施工质量，缓解了层层交底之间的代沟，解决了BIM技术在土建施工方面的难问题。
1 主要研究
本项目主要探索全砼外墙施工工艺及xps保温板加固工艺在结合BIM+AR技术的运用下进行质量技术方面的控制。
首先在技术交底方面，采用了图纸与BIM技术及AR技术的融合交底，真正达到了事前控制。施工前进行可视化交底，相比于传统图纸及视频动画交底，BIM+AR技术将抽象的建筑模型的三维信息虚拟化，实现身临其境的效果。
在工程质量方面，达到所见即所得，大大提升了验收一次合格率。同时也加强建筑施工过程的项目管理能力。AR形式的BIM三维模型，加强了协调性和具象性。通过构建虚拟展示，为使用者提供具象性和可视化印象。
2 主要技术创新点
AR关键终端使用技术：环境采集技术（三维信息、光场信息等）、交互技术（手势）、SLAM技术、三维显示技术。来实现xps保温板的BIM信息模型与人之间的直接交互与展示，并在施工现场直接与施工进行实时对比。 
新工艺以传统的图纸交底方式，对普通工人的工作经验及专业知识有一定的要求，增加交底的沟通成本，若交底不到位，现场施工与图纸存在不符，造成返工，浪费材料等困扰。
随着科技的发展，BIM技术在建筑工程中的应用越来越广泛，但BIM技术还停留于设计阶段的运用，已不能满足现下建筑行业发展的需求，项目结合AR技术挖掘xps保温板的BIM模型的潜在价值，通过AR技术进行可视化式的交底，有效的加强了xps保温板在施工中的质量把控，同时保证新工艺在快键体系中大面积的施工进度。
3 达到的技术水平，经济、社会效益及推广应用的前景
3.1达到的技术水平
本项目是江苏省第一个结合AR技术的工程，打通BIM技术停留于建筑全寿命周期中最后一站——施工阶段的难题，BIM+AR[3]技术将在今后建筑业全寿命周期全面发展，尤其是5G时代的来临。此项技术通过本项目的实际结合及应用效果较好，所以XPS保温板施工基于BIM+AR的创新运用技术在现场施工领域具有推广及发展前景。
图2：现场施工前采用BIM+AR对工人交底及过程实时对比
随着科技的发展，BIM技术在建筑工程中的应用越来越广泛，但BIM技术还停留于设计阶段的运用，已不能满足现下建筑行业发展的需求，本项目结合AR技术挖掘xps保温板的BIM模型的潜在价值，通过AR技术进行交底，有效的加强了xps保温板在施工中的质量把控，同时保证新工艺在快键体系中大面积的施工进度。
3.2经济效益
AR相对VR技术，最大的区别在于终端载体，BIMVR就目前技术还需依靠昂贵的外设，增加了相关费用成本，而AR技术可以将xps保温板节点信息模型的AR形式打包成一个安卓apk直接安装到手机，就可以在手机端进行展示，且Vuforia插件与Unity【1】的基础版功能就支持导出免费的安装包，换言之就是不需要花费高昂的软件研发费用制作专业app。
另新工艺以传统的图纸交底方式，对普通工人的工作经验及专业知识有一定的要求，增加交底的沟通成本，若交底不到位，现场施工与图纸存在不符，造成返工，浪费材料等困扰。
本技术应用于多项工序中，普遍取得较好的经济效益。经核算，每道工序平均节约人工成本32.8%，工程综合成本降低了12%。
3.3推广应用的前景
本项目是江苏省第一个结合AR技术的施工工程，在5G时代的来临，本项目一个节点BIMAR模型的大小为30M，相信在5G时代的来临，BIM信息将会更多的运用于项目全寿命周期的施工阶段[4]。那么AR技术将能很完美的解决施工阶段BIM轻量化的运用问题。
4 结语
增强现实是新兴的多维可视化沟通技术，在各个领域都有广泛的应用，他们与建筑工程领域的BIM技术的结合应用，能发挥出两者的优势，相辅相成[5]。他们在建筑全生命期都有极大的价值空间可供挖掘。本文从BIM轻量化出发，深入探讨了BIMAR这一创新融合技术在建筑工程施工阶段应用需求、技术创新点、达到的技术水平、经济效益以及未来发展方向和潜力。AR技术能将BIM信息带入轻量化运用时代，直接让工人看懂BIM信息，降低施工过程难点工艺的返工率，提高施工质量。
参考文献：
[1]陈松林，田腾飞.基于Unity 3D的BIM技术在公路工程中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2018，14（10）：92-93.
[2]汪少山.轻量化BIM应用[J].中国建设信息化，2018（12）：46-49.
[3]杨万庆，王利永.AR技术环境下土木工程类教材内容呈现研究——以《钢筋混凝土结构平法识图与钢筋算量》为例[J].中国编辑，2019（04）：56-59.
[4]刘勇.VR、AR在建筑工程信息化领域的应用[J].土木建筑工程信息技术，2018，10（04）：100-107.
[5]杨文广.基于大数据的城市空间设施建设安全风险智能管理[J].土木建筑工程信息技术，2019，11（01）：120-124.
论文作者:张蒙,孙德忠,李俊,胡峰,杨东东
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第31期
论文发表时间:2019/9/11
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