BIM和虛擬現(xiàn)實技術的建筑工程設計優(yōu)化

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了BIM和虛擬現(xiàn)實技術的建筑工程設計優(yōu)化范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：bim和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計中的優(yōu)化使用，是建筑工程項目發(fā)展緊跟時代和社會發(fā)展的必然趨勢之一。在建筑工程設計中合理應用BIM和虛擬現(xiàn)實技術，對于改進建筑工程管理模式，提升建筑工程整體管理水平等方面具有非常重要作用。對此，文章以BIM和虛擬現(xiàn)實技術應用含義為出發(fā)點，進一步分析其在建筑工程設計中的優(yōu)化作用，旨在明晰技術優(yōu)勢，為建筑工程單位實現(xiàn)對技術的科學化應用奠定基礎。

關鍵詞：BIM；虛擬現(xiàn)實技術；建筑工程；設計優(yōu)化

BIM和虛擬現(xiàn)實技術是信息化技術與建筑工程設計實現(xiàn)全面優(yōu)化結(jié)合的重要落腳點，作為現(xiàn)代化信息技術創(chuàng)新使用的成果，為應對當前建筑工程項目設計難題提供了有效的技術和平臺支持。大量的實踐應用證明，BIM和虛擬現(xiàn)實技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在可視化操作、三維模型建設和直觀化管理方面。就建筑工程設計而言，以往的二維設計模式在一定程度上導致設計人員、監(jiān)理人員和工程人員無法全面熟悉項目設計成果，和全面保證設計方案的科學性、合理性。隨著時代創(chuàng)新和建筑行業(yè)的變革發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術和信息化技術融合應用成為一大趨勢。從本質(zhì)上來講，BIM技術和虛擬現(xiàn)實技術是技術創(chuàng)新的成果，改變了以往二維設計模式，三維設計模式促使一切變得“觸手可及”，在一定程度上緩解了設計人員工作壓力，保障了建筑工程設計的科學性、合理性，同時有助于控制工程設計成本，提升設計的可操作性。

1BIM技術應用分析

1.1可視化設計操作

BIM技術在建筑工程設計中的應用首先體現(xiàn)在可視化設計操作層面上。信息化技術與生產(chǎn)生活相協(xié)調(diào)是當前我國全社會創(chuàng)新浪潮推進的重要方向。隨著生活水平的提升，人們對建筑形式的建設要求不斷增多，要求建筑在滿足功能性需求的同時還要具有美觀性、藝術性，現(xiàn)實需求使建筑工程項目設計工作面臨更大的挑戰(zhàn)。復雜的建筑工程設計急需要加強對信息化技術的研發(fā)使用，BIM技術應運而生，且在實際工作中得到了廣泛應用。這一技術的可視化優(yōu)勢體現(xiàn)在，設計人員通過BIM技術能夠?qū)⒛X海中的設計思路通過模型展現(xiàn)出來，由此建筑設計人員能夠直觀地發(fā)現(xiàn)該模型設計存在的問題，并有效改進。此外，建筑工程項目設計需要業(yè)主、監(jiān)理單位和管理單位之間的溝通協(xié)調(diào)。BIM技術的應用為工程設計相關人員提供了有效的溝通交流平臺，實現(xiàn)信息互通。這樣在BIM信息技術模型下，無論是交流還是設計工作，都是可視化的操作。BIM技術將設計效果圖充分展示出來，促使工程管理人員從項目設計到運營管理，整個過程在可視化的形式下實施，極大地解決了以往的設計中存在的問題，提升了管理水平。

1.2協(xié)調(diào)設計操作

建筑工程項目設計方案的成功實現(xiàn)需要多方設計人員的有效合作，需要團隊共同協(xié)調(diào)實現(xiàn)。在以往的傳統(tǒng)設計模式中，各方設計人員之間未能實現(xiàn)充分溝通交流，這樣就導致在專業(yè)設計上如果遇到問題未能實現(xiàn)有效溝通。例如，管道工程項目設計本身比較復雜，設計人員需要保證管道路線布置的協(xié)調(diào)性，否則必然會對工程項目后期施工產(chǎn)生不利影響。并且管線的設計布置需要保證橋梁構(gòu)建之間的協(xié)調(diào)性，避免后期運行中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的碰撞。工程項目管線設計中，需要密切關注結(jié)構(gòu)碰撞問題，需要設計人員提出科學、合理的解決方案。借助BIM技術則可以通過三維建筑信息模型在同一個平臺上進行數(shù)據(jù)交換和信息處理。通過BIM技術的應用，建筑工程項目電梯井和其他結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)、防火區(qū)與其他空間協(xié)調(diào)、供排水線路和燃氣線路的協(xié)調(diào)等操作難點都得到了有效解決。

1.3模擬設計

BIM技術應用于建筑工程項目設計主要通過三維模型實現(xiàn)模擬設計。例如，某建筑工程項目施工設計需要充分貫徹綠色、文明的施工理念。通過使用BIM技術能夠在線實現(xiàn)節(jié)能模擬和熱傳導模擬。又如，對于防火通道設計，在線實現(xiàn)緊急疏散模擬。通過生動、直觀的模擬讓設計人員明確方案設計是否科學合理。此外，在工程項目設計方案形成初期，一個項目可能會形成多個投標設計方案，因此需要進行對比選擇。招標單位通過4D模擬針，對工程項目實現(xiàn)模擬操作，以此確定最佳的施工方案。模擬設計還可以針對建筑工程項目造價管控實現(xiàn)模擬操作，以此提出相應的優(yōu)化改進方案，提升工程項目建設質(zhì)量，同時為成本控制奠定基礎。通過使用BIM技術為后續(xù)建筑工程項目建設奠定良好基礎，促使工程項目建設有序、穩(wěn)定進行。

2虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計中的應用，同樣也是信息化技術與工程項目結(jié)合應用的結(jié)果。虛擬現(xiàn)實技術主要依托計算機實現(xiàn)模型的建設，形成良好的施工管理環(huán)境。然后操作人員通過可輸入設備與計算機進行信息交流，實現(xiàn)交互操作。當前虛擬現(xiàn)實技術實際應用有計算機三維環(huán)境模型、人體佩戴設備（交互傳感器）、虛擬現(xiàn)實引擎軟件。這些技術的應用需要搭配良好的制作軟件，主要有Unity3D、UnrealEngine4、CryENGINE，可以選擇使用的接觸設備的有HTCVive、OculusRift、GearVR、PlayStationVR、HoloLens。操作人員根據(jù)實際需求選擇合理的接觸設備，通過虛擬模擬的環(huán)境進行交互操作，實現(xiàn)操作目標。

3BIM和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計優(yōu)化中的應用要點

3.1質(zhì)量控制目標的實現(xiàn)

BIM和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計中的優(yōu)化應用重點體現(xiàn)在質(zhì)量管控目標實現(xiàn)方面。質(zhì)量管理是當前工程項目管理的核心，也是設計階段重點關注問題。對于工程項目來講，質(zhì)量管控除了存在可控因素，還存在大量的不可控因素。不可控因素具有突發(fā)性，也會對工程項目管理產(chǎn)生不良影響。工程項目質(zhì)量管理需要在質(zhì)量建設的全過程中長效落實。針對以上問題，BIM和虛擬現(xiàn)實技術的結(jié)合使用能夠有效解決當前工程質(zhì)量管控存在的問題。一方面，應用這兩種技術能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換和共享，從設計階段促使各方面利益人員參與管理，實現(xiàn)協(xié)調(diào)管理；另一方面，工程操作人員在輸入基本的工程建設信息和要求之后，借助提前存儲的信息資料，能夠針對工程項目材料和設計管理實現(xiàn)預估管理。同時預估工程量，做好人員的合理分配，明確責任到人，提前為質(zhì)量管理做好準備工作。此外，借助BIM和虛擬現(xiàn)實技術能實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的及時更新，再通過造價數(shù)據(jù)表格方式呈現(xiàn)，這對于后期人員實現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)用起到非常重要的作用。

3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)建的自動布置

將BIM技術應用于建筑工程項目，能夠使建筑設計通過三維模型展示出來，實現(xiàn)可視化的操作。建筑模型實際構(gòu)建中，包括具體的造型、具體的構(gòu)件使用、不同細節(jié)的處理以及各個零部件的精準使用，以上各個方面之間獨立存在又有著緊密的關系。設計師通過三維建筑模型，能夠使各種結(jié)構(gòu)信息得到分類整理，從而方便人員通過調(diào)用信息數(shù)據(jù)進行科學化的判斷。例如，某建筑工程項目根據(jù)要求確定需要使用混凝土或者磚塊，通過數(shù)據(jù)信息存儲，接口訪問等方式實現(xiàn)信息的交流，由此工程設計人員能夠提取結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相關信息，在信息全面篩選提取的基礎上，確定混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)方向以及具體的使用材料。此外，設計人員借助三維模型，可以實現(xiàn)對應坐標的處理，這樣設計人員能夠借助坐標位置確定柱子的設置是否科學、合理。例如，某設計人員根據(jù)柱子的倒影，以投影的中心點作為坐標中心。這樣確定坐標下，能夠?qū)⑷S空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面設計。

4BIM和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計優(yōu)化中的建議

4.1建設高水平操作隊伍

BIM和虛擬現(xiàn)實技術的應用對操作人員隊伍技術水平要求較高。因此，工程管理單位要加強技術人員隊伍的建設，積極引進人才，建立一支系統(tǒng)化的、專業(yè)化的人員隊伍。同時，要為人員接受教育培訓提供資金和平臺支持，以技術創(chuàng)新推動操作隊伍的高水平建設，以此為BIM和虛擬現(xiàn)實技術提供智力支持。其次，注重監(jiān)理人員隊伍的創(chuàng)新構(gòu)建。BIM和虛擬操作技術在建筑工程中的應用同時需要一支高水平的監(jiān)理隊伍作為支撐。監(jiān)理人員隊伍從專業(yè)化角度出發(fā)，指出BIM技術實際操作中存在的不合理問題，并提出改進措施建議，以提升技術操作的科學性。

4.2注重硬件系統(tǒng)支持

BIM和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計中的優(yōu)化使用，需要有強有力的硬件系統(tǒng)作為支持。這就需要管理單位提供資金支持，配置相應的計算機硬件系統(tǒng)、相關硬件設備等。對于硬件系統(tǒng)的建設，一方面，要給予資金支持，對現(xiàn)有的硬件設備進行更新，同時引進全新的硬件系統(tǒng)；另一方面，加強人員對于硬件系統(tǒng)的維護，將定期維護工作做到位，提升一次性維護效率。

5結(jié)束語

綜上所述，BIM和虛擬現(xiàn)實技術在建筑工程設計中的應用，對于提升工程設計的科學性、合理性有著重要作用。結(jié)合當前技術應用情況，應加強質(zhì)量目標構(gòu)建、協(xié)調(diào)處理構(gòu)件協(xié)調(diào)問題，積極加強人員隊伍的高水平建設，注重硬件系統(tǒng)的支持等方面，提升設計的科學性、合理性，為工程項目形成科學的設計方案奠定基礎。

參考文獻：

[1]佘志靜.新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工中的應用[J].住宅與房地產(chǎn),2021(3):192-193.

[2]張國華.基于BIM的建筑工程設計優(yōu)化關鍵技術及應用[J].現(xiàn)代電子技術,2018,41(21):173-176.

[3]許霖霖.新型綠色節(jié)能技術在建筑工程施工中的應用[J].住宅與房地產(chǎn),2020(33):168+178.

作者：官慶文 單位：云南營造工程設計集團有限公司