汲生全

臨沂市城市資產經營開發(fā)有限公司 山東 臨沂 276000

引言

在科學技術飛速發(fā)展的新形勢下，虛擬仿真技術在建筑工程施工過程中的應用越來越普遍，并取得了一些成果。虛擬仿真技術在施工過程中的應用，有助于施工人員發(fā)現施工過程中存在的問題。同時，模擬試驗不僅能有效地降低工程造價，而且能保證施工的安全和質量。本文論述了虛擬仿真技術在建筑工程中的應用，旨在為虛擬仿真技術在施工過程中的應用提供一定的參考。

1 虛擬仿真技術介紹

虛擬仿真技術稱為虛擬現實技術，以仿真的方式給用戶創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界，即在虛擬系統環(huán)境中模擬真實環(huán)境。虛擬仿真技術與各種技術的集成主要體現在計算機圖形處理技術、人機交互技術、智能技術、傳感技術、人機接口技術、信息技術等方面，通過軟件+硬件+技術，建立模型，模擬還原我們需要的過程，成為繼數學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法，是人類認識、改造和創(chuàng)造客觀世界的一項通用性、戰(zhàn)略性技術。建筑虛擬仿真技術，則是在虛擬仿真技術的基礎上，加入建筑元素，在設計、施工、造價、運行維護上，提供可視化、人機交互的界面和環(huán)境，是建筑業(yè)科技進步的一項革命性工具和技術[1]。

2 應用虛擬技術進行建筑施工的具體意義

2.1 使施工方案變得更加優(yōu)化

在建筑施工中，通常根據施工經驗對施工方法進行優(yōu)化。由于這個原因，限制非常強烈。建筑物具有的生產流動性、形式多樣性和技術復雜性，使得施工方法有所不同。虛擬技術的應用，能直觀地展示人們面前的施工方法和組織，施工方案可以定量地完成。這將使施工方案得到優(yōu)化，使優(yōu)化施工得以實現。

2.2 施工技術創(chuàng)新

虛擬技術在施工中的應用，可以使技術人員檢驗新技術，降低試驗成本，充分發(fā)揮技術人員的創(chuàng)造性。同時，將展示新技術的應用效果，大大縮短新技術引進推廣的時間，大大降低新技術的應用風險。

2.3 便于施工管理

虛擬技術的應用可以模擬施工前的整個施工過程，提前發(fā)現施工管理中的隱患和隱患，從而制定合理的預防方案，達到施工管理的最佳效果。

2.4 使培訓和生產更加安全

通過虛擬技術，可以直觀地觀察施工過程中的實際情況，使操作者能夠通過該技術了解施工的全過程，從而完成高質量的工程任務。

2.5 設計項目

虛擬技術可以用來檢查設計是否符合要求，并做出相應的修改，使設計更加合理。同時，可以使設計單位和業(yè)主順利進行設計交底工作。

2.6 其他方面

隨著虛擬技術的發(fā)展，虛擬現實技術將在許多領域得到廣泛的應用。如果將其應用于建筑業(yè)，將會使城市的規(guī)劃更加合理[2]。

3 虛擬技術的主要應用方法

（1）三維動畫的應用。施工動畫屬于三維動畫中的一個分支，制作人員既要熟悉施工圖紙、建筑結構安裝技術、工藝標準，又要熟練地使用計算機三維建模技術，來搭建真實的施工方案和環(huán)境，用動畫形式表現出我們需要和意圖。在傳統的工程項目建設過程中，項目相關人員只能依靠個人經驗來判斷項目建設進度，難以實現項目建設的指導。在虛擬仿真技術的支持下，三維動畫技術在施工過程中得到了廣泛的應用。相關人員可以通過三維動畫的形式顯示每個施工過程的細節(jié)，以確保相關人員能夠掌握施工過程的注意事項，保證項目的質量。應用三維動畫技術可以避免在當前建設項目施工過程中對項目進行反復修改，幫助相關人員更好地進行項目進度管理。如中建三局施工的上海環(huán)球金融中心，施工方案應用三維動畫演示技術，有效地保證了施工的整體質量，達到了預期的效果。

（2）BIM技術的應用。BIM的全拼是Building Information Modeling，通常指我們所

說的建筑信息模型，具有可視化、協調性、模擬性、優(yōu)化型、可出圖性，是傳統二維制圖革命性的創(chuàng)新，可廣泛應用于識圖、工程量計算及成本控制、模擬建造、沖突檢查、運行維護等。

BIM是近年來發(fā)展比較快的一類虛擬仿真技術，也是國家大力倡導發(fā)展的一門新技術。國家住房和城鄉(xiāng)建設部《2016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指出，十三五期間，要加快BIM在勘察設計階段的普及應用，深度融合BIM與大數據、大數據、智能化、移動通訊、云計算等信息技術，研究BIM應用條件下的施工管理模式和協同工作機制，建立基于BIM的項目管理信息系統。國家從戰(zhàn)略層面上突出了BIM技術的重要性。廣東、上海、湖南等地區(qū)也相繼出臺了BIM技術政策支持，山東濟南市建委也出臺了《關于加快推進建筑信息模型（BIM）技術應用的意見》，加速BIM技術應用步伐。從目前的BIM應用來看，應用還沒有大面積展開，處于應用的初級階段，大多數是施工圖設計后階段的建模，進行施工階段的BIM信息模型建立，包括模擬建造、方案優(yōu)化、管線碰撞檢查。

比如在建筑工程施工過程中，復雜的鋼結構是整個施工過程中的一個難點和難點。由于鋼結構由鋼結構拼接在一起，導致不同鋼結構的應力差，從而導致結構在施工過程中的不同平衡。針對這種情況，相關人員可以通過BIM虛擬仿真技術彌補鋼結構施工中的缺陷。通過虛擬仿真技術，模擬建造，可以準確定位鋼結構中的相關零件，并能幫助項目管理人員隨時跟蹤工程實施情況，為提高復雜鋼結構的施工質量奠定基礎。

（3）VR技術的應用。VR虛擬仿真技術發(fā)展迅速，雖然現在的應用還處于起步階段，但這一黑科技，同無人駕駛一樣，會逐漸進入人們的生活，包括建筑VR技術。阿里巴巴推出的Buy+虛擬現實技術，讓我們見識到了這種黑科技的魅力，只要戴上VR眼鏡就能像現實中逛街一樣身臨其境。VR技術不僅能夠進行視覺交互，還能模擬聽覺、運動、觸覺感知，甚至還能模擬味覺感知。對于我們的建筑施工來說，是一個全新的工具，模擬實施工的過程給我們的建筑施工帶來全新的體驗和認識。目前可以應用到工程施工上的是工藝展示、模擬建造[3]。

4 虛擬仿真技術在建筑施工中展望

隨著科技進步，人工智能、大數據和計算機軟硬件與虛擬仿真技術的深度融合，虛擬仿真技術必然越來越多的應用到我們的建筑工程施工中來。特別是BIM技術和VR技術的應用，將帶來革命性的變革。

由于目前虛擬仿真技術沒有統一的技術標準，沒有統一的接口，各個軟件數據不能交互使用，需要耗費大量的資源去建模，我們首先要解決的是技術規(guī)則標準的統一。由于虛擬技術還處于應用的初級階段，用戶還沒有形成使用習慣，也沒有強制性標準，大部分還是使用傳統的二維制圖來表現建筑設計成果，后續(xù)施工根據需要來建模，業(yè)主、勘察、設計、施工、運維、造價方不能很好地統一進行人機交互、數據共享。隨著國家對虛擬技術的重視程度，各用戶對虛擬施工技術的使用漸漸養(yǎng)成習慣，虛擬仿真技術必然會普及，特別是BIM技術，將代替?zhèn)鹘y的二維制圖表現形式。虛擬仿真技術從勘察設計階段就進行建筑信息建模，是未來虛擬仿真技術的基礎，勘察設計階段建模后，在此基礎上進行施工、造價、運維模塊擴展，實現信息共享[4]。

5 結束語

綜上所述，虛擬仿真技術的合理應用，不僅能提升建筑施工水平，還能進一步推動仿真技術的后續(xù)發(fā)展。實踐表明，通過對虛擬仿真技術的使用，可大幅減少工程中的質量問題，降低施工成本，實現了全施工過程的動態(tài)控制。

[1] 孫志勇.虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用效果分析[J].建設科技,2016,(16):84-86.

[2] 陳勇進.虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用研究[J].福建建材,2016,(08):69-70.

[3] 陳曉玲.虛擬仿真技術在建筑工程施工中的應用現狀和展望[J].門窗,2014,(06):81,84.

[4] 趙能. 虛擬仿真技術在建筑設計中的應用研究[D].長沙:長沙理工大學,2009.