BIM-VR在工程中的运用文献综述

BIM,VR在工程中的运用文献综述王垚霁（北京建筑大学经济与管理学院160310）摘要：BIM在大数据时代作为一种3D数字技术，利用模拟技术建立所有建筑项目相关信息的工程数据模型，加以数据模型计算，把建筑工程量并与建筑工程价直观展现出来并完美融合实现建筑项目工程造价的高精度计算是工程造价的准确性大大提高，对整个项目的投资决策阶段有很强的指导作用。VR技术，利用虚拟现实把人带入一个完全由人类设计的场景中,直接把设计的建筑物真实的摆放在眼前、直接实现其价值。对于科技技术在我国建筑工程过程中的各种研究，从不同的角度探究，将会对我国建筑业的未来发展奠定坚实的基础。关键词：BIM；工程造价；VR前言：BIM在国内的翻译为：建筑信息模型，它的英文全称是BuildingInformationModeling。BIM的概念最早由美国乔治亚技术学院建筑与计算机专业的查克-伊斯曼博士在30年前提出：“建筑信息模型集成了所有的几何模型信息、功能要求及构件性能，利用一个单独的建筑模型涵盖建筑项目全寿命周期内的所有信息，包括过程信息，如施工进度、建造过程、维护管理过程等。”国际标准组织设施信息委员会对BIM的定义是：“建筑信息模型，是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目生命周期信息的可计算或运算的形式表现，与建筑信息模型相关的所有信息组织在一个连续的应用程序中，并允许进行获取、修改等操作。”而近年来我国在建筑施工中BIM技术也逐渐得到了应用，尤其是在大型，异性建筑中BIM发挥了不可比拟的作用。VR即虚拟现实VirtualReality。VR的概念，最早是由美国VPL公司创建人拉尼尔（JaronLanier）在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设置，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。这比之BIM更加直观，未来建筑工程中肯定会突出这一技术的价值。1.造价的管理我国建筑项目可谓是摸着石头过河，而工程造价的方式经历了从传统手工绘图计算、凭借造价经验估算再到依靠电脑绘图计算的发展历程，计价方式采用工程量清单和计价相结合的方式进行造价计算。这其中有着许多弊端与重复作业，经过数十年的变更与发展，工程造价管理办法与方式也得到了不断的完善。但随着我国建筑行业的突飞猛进，越来越多的复杂建筑项目的出现，如广州地标建筑“小蛮腰”，我们的鸟巢，水立方，那些异性建筑每个立面都完全不同无法用平面图直观的表现出来，对工程造价管理的精细化要求也越来越高[1]。但是由于传统的工程造价管理存在着、计算误差大、计算精度不高、工作效率低的特点，再加上我国各个地区发展不一，造成地域差异，造价工程师素质不一，造成各阶段衔接不上，造价过程各阶段也相互独立。造价数据滞后以及造价数据共享困难等问题的局限，导致了我国工程造价管理面临需要变革的重要挑战[2]。这时BIM在建筑业中的优势就体现出来了，正如学者周春波在2013年总结出BIM技术在施工阶段的应用价值有所说的五个方面。(1)三维渲染，宣传展示，给人以真实感和直接的视觉冲击。(2)快速算量，大幅提升精度。(3)精确计划，减少浪费。(4)虚拟施工，有效协同。(5)碰撞检查，减少返工。将BIM技术与工程造价管理相结合，一方面，建立可视化BIM数据模型，对3D模型进行统计，计量和计价，不仅节省了造价工程师的时间与精力，减少了不可避免的人为误差，使工作效率大大提高，还能在各个阶段对整理造价项目进行掌控，严格把控我国实际工程款与合约工程款相差大这一现象，对工程造价的发展有重大推动作用;另一方面，BIM技术在是在大数据时代的产生物，在数据存储、调用上具有高效性，工程中再多再大的的数据，也可以进行存储，可以选择存在自己的服务器中、也可以上传到云端，同时实现数据的共享，利于项目模型决策。另一方面，也减少了实际工程需要的造价工程师的数量，同样也到达了减少预算的目的，同时工程师之间使用同一BIM平台，也减少了各方参与核对工程量的时间，为项目进度款的支付提供了依据。2.造价的控制BIM技术主要是在项目前期对图纸进行预算，施工方和业主之前都会对进行施工图图算，业主是为了投资参考，施工方是为了项目利润价值。但在项目前期进行预算，这毕竟是模拟出来的，在施工过程中索要投入的人材机会远远大于前期预算，如何让项目的投资尽可能接近预算值，在施工过程中如何减少不必要的浪费，这是双方都在考虑的问题。我国多位学者都对造价控制这一问题进行了深入的研究，也取得了不错的成果。黄华提出利用API接口将BIM成本预算软件、施工进度软件以及能耗分析等软件链接到一起，进而将设计信息与管理信息链接在一起，是参与建设项目的各方简单有效的进行及时沟通，避免以为任意一方的变更没及时传达造成损失，从而实现建筑信息从3D到4D甚至到ND的集成[3]。张建平在对BIM深入研究中，提出4D-BIM施工资源动态管理，就是在3D模型的基础上，附加时间因素，将模型的形成过程以动态的3D方式表现出来，并能对整个形象变化过程进行优化和控制[4]。李静提出基于BIM技术的工程建设项目全过程造价管理的研究与应用状况进行分析，认为借助具有多维化、可视化基本特征的BIM工具，实现全过程成本控制在技术上是可行的，并对BIM对项目全过程的实施进行分析如：决策阶段，设计阶段，招投标阶段，施工建造阶段，竣工移交阶段[5]。造价控制不仅仅是一个单一的模块，想要在工程中是投资效益最大化就要控制项目的全过程，只有把每个细节中存在的问题解决才能在全局中受益最大化，研究表明建筑业多达2/3的项目在竣工决算时超过预，合理的设计可以降低工程造价的10%[4]。这里合理设计就是指施工过程中员、部门，平台之间的沟通与衔接利用BIM技术，各方人员同平台开发，实现建筑资源信息的共享，人，材，机之间的无缝配合才能使资源的浪费降低到最少。3．VR虚拟现实（VirtualReality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[6]。BIM技术的运用大多数运用到工程项目的前期中，但工程项目的受益如何就要看后期的营销了，营销手段的高明才能让建筑受益最大化。这里VR将发挥前所未有作用。不论是效果图、动画、还是沙盘，都无法使客户切身感受到景观效果。这些传统的宣传都是一种单薄的被动灌输性宣传，传播力和感染力非常有限。对消费者来说，没有什么比真实更具有说服力。这也是房地产开发商都会设置真实样板间的原因。但是，传统实体样板间不仅造价昂贵，而且重复使用率低，空间的限制与多元化的户型也大大的限制了样板间的展示。那么，如何更经济有效的达到宣传的目的呢？有没有一种方式能让客户身临其境地从任意角度、以任意视角，通过漫游来观察和体验呢？虚拟现实技术支持下的楼盘系统就可以带给客户难以比拟的真实感和现场感。虚拟现实在房地产行业可以带来什么样的体验呢：1、全景鸟瞰：看房者不仅可以在虚拟的建筑环境中自由走动，体验真实环境中可以看到的实地景象，还可以俯瞰整个建筑环境，对小区周边规划有全面的了解。2、720°立体展厅：立体的小区影像可以给看房者以全新的视觉体验，更易使其对楼盘产生购买意愿，同时，这也有利于塑造开发商高大上的企业形象。网3、上售楼展厅：把售房部搬到互联网上，展厅内有虚拟漫游系统，互动系统，可以让客户在售楼厅内挑出感兴趣的户型，直接更有针对性的看房，并对小区周边环境有个更全面的了解。宣传面更广，看房更方便。4、虚拟园林：园林景观是房地产的重要卖点之一。虚拟现实技术可以逼真的表现未来花园中的的生活设施、水塘游廊、花草灌木、山石小景等元素，并可展示儿童嬉戏、悠闲漫步、运动健身等生活场景。5、虚拟样板房：既可免除样板房参观现场组织之苦，又可避免真实样板房污损、变旧、易受环境影响等弊端。在虚拟样板间里，开关门会有对应的声音，电视和电脑画面会动态播放，金属和玻璃表面有自然的反射光泽。客户可以自由的摆放虚拟样板房当中的家具，可以选择自己喜欢的装修风格，更换地毯，墙纸等。虚拟样板房还可以提供接近真实的光照模拟，让观看者直观感受到一天四时、一年四季中房间的光照情况。4.总结随着社会的不断发展与进步，BIM与VR领域的不断开展，各个平台都在开展自己的产品，但这其中将会有一个弊端那就是平台之间的兼容性不足，本来科技是给人已方便的，但随着产品平台的增多这无疑会让使用者陷入被动，没法体会科技带来的方便，所以我认为全球科技创新这加快统一的步伐共同创新提高，或者在软件的开发上全面考虑兼容性问题科技时代带来的便利绝不仅限于此建筑软件还具有很大的发展空间，相信在不久的将来，BIM与VR在建筑项目工程中的应用将克服所有问题，满足不同专业用户，甚至不同行业用户的多种需求。参考文献［1］张树捷.BIM在工程造价管理中的应用研究建筑经济，2012(2):20-24.[2]周春波.ＢＩＭ技术在建筑施工中的应用研究青岛理工大学学报，2013（01）［3］黄华.建设该工程设计阶段造价控制新方式——基于BIM的建设工程造价管理.内江师范学院学报，2010(10):58-6［4］张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用.施工技术，2012(16):10-17［5］李静，方后春，罗春贺.基于BIM的全过程造价管理研究.建筑经济，2012(9):96-100[6]曾旭东，赵昂.计算机辅助建筑设计（CACD）的发展趋势.重庆大学学报.2006,28(1):21-24.