基于BIM+VR技术在管线碰撞中的研究与应用

　　摘要:随着社会的快速发展，信息化、智能化的需要，我国的建筑业呈现出全球化、可持续发展的趋势，BIM技术也成为建筑业发展的一项重要新技术。同时VR技术在我国的兴起，在建筑行业中能够更加直观详细地反映出建筑的基本情况。本文将以湖山小学为案例，来探究BIM技术与VR技术的结合在管线碰撞中的研究与应用。

　　关键词:BIM技术;VR技术;可视化管线碰撞

　　1技术概述

　　1.1BIM技术的概述

　　BIM———建筑信息模型(BuildingInformationModeling)，将建筑工程中相关信息作为基础，通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，提供与实际情况一致的建筑工程信息。它具有可视化、模拟性、优化性、可出图性等特点。

　　1.2VR技术的概述VR———虚拟现实技术(VirtualReality)，又称灵境技术，是20世纪所发展起来的一项新兴技术。VR技术集计算机、电子信息、仿真技术于一体，通过模拟虚拟环境，给人一种结合视觉，听觉、嗅觉、味觉等感官能力于一体的沉浸式环境体验。

　　1.3BIM技术+VR技术BIM技术虽然具备可视化的特征，但它表达不足，仅适用于专业人员读图与模型，无法适用于非专业人员。而BIM+VR技术是将建筑信息模型与虚拟现实技术相互协作，可以创造一个直观具体的仿真展出环境，可以帮助业主更加直观、具体的观察和浏览建筑中的任何一个空间。BIM技术结合VR技术可以弥补彼此之间的不足，通过BIM平台向VR平台提供构建物的信息、数据以及模型，再通过VR平台创造相应的虚拟环境，体验者直接通过虚拟环境来寻找建筑物的错误及不足，及时的反馈给设计师，然后再通过对图纸进一步完善，大大地提高了施工过程的效率。

　　2BIM技术所存在的局限性

　　2.1可视化程度不够高

　　BIM所具备的可视化，仍存在着一定的缺点。当建筑设计完成后，它的三维模型无法通过多方位、多路线去展示，存在着展示路径固定的问题，容易造成建筑设计时信息的缺失，从而导致实际建筑与设计建筑存在着一定的误差。

　　2.2施工与设计不能协同

　　在设计的工程中往往只有设计师参与，建设单位，用户及施工单位无法将自己的意见和想法融入设计当中，并且在施工工程中出现问题，各单位、各部门间无法及时进行交流，信息不能相互及时的反馈，极大程度地拖延了施工进度，甚至有可能由于信息传递的不及时，导致建筑出现偏差，从而造成安全事故的发生。

　　3BIM技术+VR技术在管道安装方面的创新应用

　　建筑业BIM技术的发展，通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，实现了设计施工的一体化，降低了工程生产成本。在管线安装中，通过把BIM技术与VR技术结合，在管线碰撞的可见性方面进行创新，让管线碰撞问题更加直观具体地展现出来，提高了施工效率，节省了资源和成本。

　　3.1工程概况

　　该项目位于常熟市，总投资15989.20万元，其中环保投资1000万元，占地面积24591平方米，总建筑面积25249.2平方米，地上建筑面积19899.2平方米，地下建筑面积5350平方米，最大建筑高度24米，主体为框架结构，属于文化体育、行政办公、公用建筑。本工程建筑主体包括综合楼以及教学楼ABC，综合楼设有地下1层车库以及地上5层，教学楼ABC均为地上4层。

　　3.2BIM技术建模

　　3.2.1revit土建模型的建立

　　首先以湖山小学工程为基础，运用BIM建模软件———revit，完成设计阶段的土建模型建立，其主要包括结构建模和建筑建模。其中结构建模是指对梁，板，柱图元的建立，而建筑建模是对墙体、门窗、楼梯等部分模型的建立。本工程建造周期较长，前期无法进行场地布置，故在前期创建了一个总的体量模型，导入三维场布，然后在后期Revit土建模型创建完成后进行更换。

　　3.2.2GQI管道模型的建立根据湖山小学电气、暖通及水图、采用广联达安装计量GQI软件进行给排水、暖通、电气及消防模型的建立。

　　3.2.3土建与机电模型整合及可视化的设计通过BIM5D将建立的土建模型与机电模型进行整合，完成湖山小学模型的建立，再通过lumion软件进行模型及其场地的渲染，导出动画;将动画导入VR引擎，与VR引擎对接，连接专用设备，完成VR场景的建立。

　　3.2.4VR可视化在管道碰撞中的使用通过使用者佩戴VR头盔，进入已经完成好的VR场景中，观察湖山小学各处的管道安装情况，通过使用者在VR场景中的不断穿梭和观察，找出VR场景中各管道间的碰撞点及设计不合理之处，通过视觉共享功能，将所观察的信息投放在VR体验区的大屏幕上，更加直观地将错误之处展现出来，方便设计人员能够及时修改和更正。并且添加信息显示功能，大型建筑楼层房间众多，管道复杂多样，我们通过信息面板显示功能，通过触碰想了解的管道，信息面板会自动弹出并且记录该管道所处楼层，房间及其类型的信息，能够充分减少记录和判断的麻烦，极大程度地提高了施工效率。

　　3.2.5VR可视化在管道碰撞中使用的优势(1)能够直观具体的展现出三维场景，不在需要设计人员思考或固定角度观察错误。(2)极大程度上缩短了寻找错误的时间，大大提高了工作效率。(3)提供了实际的场景，让施工和设计间的信息能够及时互通交汇，让设计人员或施工人员按照实际情况更改，节约了资源，避免了材料的浪费。

　　4BIM+VR技术的应用情况

　　4.1国内使用情况

　　我国越来越多的企业开始使用BIM技术，同时随着5G时代的到来，更方便快捷的数据传输，也为VR技术的发展提供了巨大的推进力。在中国这个巨大的建筑市场上，目前使用BIM+VR技术的项目却只有很少一部分，而BIM+VR技术应用到管道施工或机电安装方面的更是微乎其微。我国大部分使用BIM+VR技术主要是在建筑施工安全教育方面，还有地铁施工管理方面。

　　4.1.1BIM+VR技术在施工展示方面的应用其中中国联通海南智慧大厦项目就采用了BIM+VR技术，充分地利用BIM+VR技术的可视化效果，极大程度完善了施工全过程及建筑完工的轻量化展示，并且可通过PC端或手机端操作，实现项目的色彩搭配及周边环境的可视化模拟。

　　4.1.2BIM+VR技术在施工安全教育上的应用在通过查证及调查发现，目前大多数正在使用BIM+VR技术的企业，都会在工人的施工安全教育上进行应用。通过BIM+VR技术将实际的施工场地转化成一个虚拟环境，让施工人员亲身体验安全生产六大事故，从而能够让他们清楚认识到自身的不规范操作，从而避免安全事故的发生，提高施工人员的安全意识，极大程度地提高了安全教育的作用。

　　4.2国外使用情况国外VR技术的使用较为广泛，著名信息技术和服务公司ARCDocumentSolutions一项研究指出，VR将是建筑行业最强大的新兴技术之一。65.3%的建筑、工程和施工管理专业人士表示，虚拟现实应用程序使得客户更容易可视化建筑设计，大大地降低成本预算，减少工人数量。

　　4.2.1BIM+VR技术在焊接培训的应用焊接是所有施工类型中必不可少的元素，因为设备存在的危险性及上手难度较高，焊接的培训教学存在着一定的困难。而林肯电气就根据BIM+VR技术设计出了VRTEX360焊接培训系统，通过实际的施工环境模拟来帮助培训生在真实的施工环境前，使用虚拟系统体验今后的工作环境并学习如何在该环境下工作。

　　4.2.2BIM+VR技术在项目可视化中的应用业主不是专业人员，不能完全理解图纸及模型信息，一直以来都是建筑行业所困扰的问题，而美国最大的私营建筑公司之一麦卡锡建筑公司自2010年起就开始研究，希望能够改善这一问题。他们已经研发使用OculusVR来向客户形象具体地展现出图纸中的信息，让他们能够身临其境地体验他们今后的办公室或工作空间。

　　4.2.3BIM+VR技术在建筑设计中的应用莫坦森建设作为美国最大的私营建筑公司之一，在建筑项目上，它也设计了一款属于自己的虚拟现实软件。该公司建设或改造复杂的医疗或工业项目时，通过HTCVive进行计划和管理，通过VR先展示项目布局，然后根据体验者意见进行设计修改变更，确保建筑设计更满足使用者的体验。

　　5结语

　　BIM与VR的结合充分体现了BIM信息数据集成、VR可视化交互展示。在未来，BIM+VR一定会引领着建筑行业进行一场新兴革命，将会推动着建筑业的发展与繁荣。BIM模型VR技术的结合，让设计不再变得枯燥，BIM模型不再变得遥不可及，能更加充分地发挥出可视化的功能。

　　机电设备论文范例：机电设备安装与维修技术的关系探究

　　本文以湖山小学项目为例，仅在机电安装方面，通过应用BIM+VR技术进行分析。发现BIM+VR技术在综合管道碰撞问题中，能够及时的帮助设计师或施工单位发现管道碰撞点，及时修改，能够大幅度减少时间成本。在设计阶段，能够通过VR场景，让现在的用户体验未来的建筑，能够通过用户体验收集信息，帮助设计更符合用户体验的设计。在施工阶段，通过在场景中模拟施工过程，体验施工过程，能够增添施工经验并及时发现施工过程所存在的问题，避免不必要的事故发生。BIM+VR技术将会是建筑行业的主流，它将在与建筑相关的领域中发挥着巨大的作用，未来设计的过程将会有越来越多的参与者，同时建筑施工的过程逐渐变得简单及可预见。

　　参考文献：

　　[1]吴贝，杨若吾，陈沿秀，尤洋，高展望.基于BIM+VR虚拟现实技术的工程可视化协同设计[J].四川建材，2020，46(09):87-89.

　　[2]李健强，刘振奎，王张军.基于FuzorBIMVR在地铁项目的应用探究[J].智能建筑与智慧城市，2019(08):74-76.

　　[3]罗希远.关于BIM与虚拟现实的结合[J].农家参谋，2020(23):139-140.

　　作者：李园民韦芳*夏强强

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