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摘要：BIM建筑信息化模型和虚拟现实技术在各自的领域中都有着不同的作用和用途。BIM模型以它模型的精细程度和所带有的各种信息属性而被广泛应用于工程建设行业，虚拟现实技术以效果的真实性、场景的沉浸感被广泛应用于传媒娱乐行业。现在我们可以通过各种软件的协同操作可以把BIM模型的高精度、真实信息数据和虚拟现实的写实效果、高度沉浸感想结合，来创作出基于真实信息和真实效果的不同体验。本文对BIM和虚拟现实技术的建筑工程设计优化进行分析。
关键词：BIM；虚拟现实技术；建筑工程设计；优化
1虚拟现实技术
虚拟现实技术是通过计算机建模、渲染出一个虚拟的物体或环境，然后通过人体佩戴设备与计算机生成的虚拟物体或环境进行三维信息交互操作的一种视听方式。
虚拟现实技术主要包括：计算机三维环境模型、人体佩戴设备（交互传感器）、虚拟现实引擎软件。目前常用的制作软件是Unity3D、UnrealEngine4、CryENGINE等實时渲染引擎，常规佩戴设备有HTCvive、OculusRift、GearVR、PlaystationVR、HoloLens等。人体通过佩戴虚拟现实的设备后可以身临其境的沉浸在数字化模型的环境中，并通过交互传感器和数字化模型进行交互操作。
2BIM在建筑设计中的应用特点
2.1可视化
近年来，建筑业的建筑形式各异，复杂造型在不断的推出，那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
2.2协调性
在设计时，往往由于各专业设计师之间的沟通不到位，而出现各种专业之间的碰撞问题，例如暖通等专业中的管道在进行布置时，由于施工图纸是各自绘制在各目的施工图纸上的，真正施工过程中，可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置，这种就是施工中常遇到的碰撞问题，像这样的碰撞问题的协调解决都是在问题出现之前就必须制定出解决方案，BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协調，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。
2.3模拟性
在设计阶段，BIM可以对建筑设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基卜3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
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
建筑设计在ＢＩＭ平台中是通过三维可视化方式展现的，信息模型如图１所示。
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。通过信息过滤及判断的竖向结构构建混凝土柱。如图２所示。
每根柱子都具有确定给空间坐标相互对应，所以利用柱子空间坐标能够对每根柱子空间位置进行确定，使全部柱子都在水平平面中投影，每根柱子投影属于矩形，选择矩形中心点作为柱子空间坐标，使三维空间框架梁自动布置转变到二维平面空间中的空间布局设计。柱子平面布局信息对全部平面布局信息进行确定，如图４所示。
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。材料用量快速统计算法的流程如图６所示。
4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
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[3]曹稳，吴伟东，周玉佳.探析建筑设计教学中虚拟现实技术的应用[J].安徽建筑，2017，24（06）：207-209.
论文作者:徐智
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/9
标签：模型论文; 虚拟现实论文; 构件论文; 信息论文; 建筑论文; 技术论文; 柱子论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;