BIM和虚拟现实技术的建筑工程设计优化

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摘要：bim和虚拟现实技术在建筑工程设计中的优化使用，是建筑工程项目发展紧跟时代和社会发展的必然趋势之一。在建筑工程设计中合理应用BIM和虚拟现实技术，对于改进建筑工程管理模式，提升建筑工程整体管理水平等方面具有非常重要作用。对此，文章以BIM和虚拟现实技术应用含义为出发点，进一步分析其在建筑工程设计中的优化作用，旨在明晰技术优势，为建筑工程单位实现对技术的科学化应用奠定基础。

关键词：BIM；虚拟现实技术；建筑工程；设计优化

BIM和虚拟现实技术是信息化技术与建筑工程设计实现全面优化结合的重要落脚点，作为现代化信息技术创新使用的成果，为应对当前建筑工程项目设计难题提供了有效的技术和平台支持。大量的实践应用证明，BIM和虚拟现实技术的优势主要体现在可视化操作、三维模型建设和直观化管理方面。就建筑工程设计而言，以往的二维设计模式在一定程度上导致设计人员、监理人员和工程人员无法全面熟悉项目设计成果，和全面保证设计方案的科学性、合理性。随着时代创新和建筑行业的变革发展，大数据技术和信息化技术融合应用成为一大趋势。从本质上来讲，BIM技术和虚拟现实技术是技术创新的成果，改变了以往二维设计模式，三维设计模式促使一切变得“触手可及”，在一定程度上缓解了设计人员工作压力，保障了建筑工程设计的科学性、合理性，同时有助于控制工程设计成本，提升设计的可操作性。

1BIM技术应用分析

1.1可视化设计操作

BIM技术在建筑工程设计中的应用首先体现在可视化设计操作层面上。信息化技术与生产生活相协调是当前我国全社会创新浪潮推进的重要方向。随着生活水平的提升，人们对建筑形式的建设要求不断增多，要求建筑在满足功能性需求的同时还要具有美观性、艺术性，现实需求使建筑工程项目设计工作面临更大的挑战。复杂的建筑工程设计急需要加强对信息化技术的研发使用，BIM技术应运而生，且在实际工作中得到了广泛应用。这一技术的可视化优势体现在，设计人员通过BIM技术能够将脑海中的设计思路通过模型展现出来，由此建筑设计人员能够直观地发现该模型设计存在的问题，并有效改进。此外，建筑工程项目设计需要业主、监理单位和管理单位之间的沟通协调。BIM技术的应用为工程设计相关人员提供了有效的沟通交流平台，实现信息互通。这样在BIM信息技术模型下，无论是交流还是设计工作，都是可视化的操作。BIM技术将设计效果图充分展示出来，促使工程管理人员从项目设计到运营管理，整个过程在可视化的形式下实施，极大地解决了以往的设计中存在的问题，提升了管理水平。

1.2协调设计操作

建筑工程项目设计方案的成功实现需要多方设计人员的有效合作，需要团队共同协调实现。在以往的传统设计模式中，各方设计人员之间未能实现充分沟通交流，这样就导致在专业设计上如果遇到问题未能实现有效沟通。例如，管道工程项目设计本身比较复杂，设计人员需要保证管道路线布置的协调性，否则必然会对工程项目后期施工产生不利影响。并且管线的设计布置需要保证桥梁构建之间的协调性，避免后期运行中出现结构性的碰撞。工程项目管线设计中，需要密切关注结构碰撞问题，需要设计人员提出科学、合理的解决方案。借助BIM技术则可以通过三维建筑信息模型在同一个平台上进行数据交换和信息处理。通过BIM技术的应用，建筑工程项目电梯井和其他结构协调、防火区与其他空间协调、供排水线路和燃气线路的协调等操作难点都得到了有效解决。

1.3模拟设计

BIM技术应用于建筑工程项目设计主要通过三维模型实现模拟设计。例如，某建筑工程项目施工设计需要充分贯彻绿色、文明的施工理念。通过使用BIM技术能够在线实现节能模拟和热传导模拟。又如，对于防火通道设计，在线实现紧急疏散模拟。通过生动、直观的模拟让设计人员明确方案设计是否科学合理。此外，在工程项目设计方案形成初期，一个项目可能会形成多个投标设计方案，因此需要进行对比选择。招标单位通过4D模拟针，对工程项目实现模拟操作，以此确定最佳的施工方案。模拟设计还可以针对建筑工程项目造价管控实现模拟操作，以此提出相应的优化改进方案，提升工程项目建设质量，同时为成本控制奠定基础。通过使用BIM技术为后续建筑工程项目建设奠定良好基础，促使工程项目建设有序、稳定进行。

2虚拟现实技术

虚拟现实技术在建筑工程设计中的应用，同样也是信息化技术与工程项目结合应用的结果。虚拟现实技术主要依托计算机实现模型的建设，形成良好的施工管理环境。然后操作人员通过可输入设备与计算机进行信息交流，实现交互操作。当前虚拟现实技术实际应用有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。这些技术的应用需要搭配良好的制作软件，主要有Unity3D、UnrealEngine4、CryENGINE，可以选择使用的接触设备的有HTCVive、OculusRift、GearVR、PlayStationVR、HoloLens。操作人员根据实际需求选择合理的接触设备，通过虚拟模拟的环境进行交互操作，实现操作目标。

3BIM和虚拟现实技术在建筑工程设计优化中的应用要点

3.1质量控制目标的实现

BIM和虚拟现实技术在建筑工程设计中的优化应用重点体现在质量管控目标实现方面。质量管理是当前工程项目管理的核心，也是设计阶段重点关注问题。对于工程项目来讲，质量管控除了存在可控因素，还存在大量的不可控因素。不可控因素具有突发性，也会对工程项目管理产生不良影响。工程项目质量管理需要在质量建设的全过程中长效落实。针对以上问题，BIM和虚拟现实技术的结合使用能够有效解决当前工程质量管控存在的问题。一方面，应用这两种技术能实现数据信息的交换和共享，从设计阶段促使各方面利益人员参与管理，实现协调管理；另一方面，工程操作人员在输入基本的工程建设信息和要求之后，借助提前存储的信息资料，能够针对工程项目材料和设计管理实现预估管理。同时预估工程量，做好人员的合理分配，明确责任到人，提前为质量管理做好准备工作。此外，借助BIM和虚拟现实技术能实现数据信息的及时更新，再通过造价数据表格方式呈现，这对于后期人员实现数据的调用起到非常重要的作用。

3.2结构构建的自动布置

将BIM技术应用于建筑工程项目，能够使建筑设计通过三维模型展示出来，实现可视化的操作。建筑模型实际构建中，包括具体的造型、具体的构件使用、不同细节的处理以及各个零部件的精准使用，以上各个方面之间独立存在又有着紧密的关系。设计师通过三维建筑模型，能够使各种结构信息得到分类整理，从而方便人员通过调用信息数据进行科学化的判断。例如，某建筑工程项目根据要求确定需要使用混凝土或者砖块，通过数据信息存储，接口访问等方式实现信息的交流，由此工程设计人员能够提取结构构件的相关信息，在信息全面筛选提取的基础上，确定混凝土构件的结构方向以及具体的使用材料。此外，设计人员借助三维模型，可以实现对应坐标的处理，这样设计人员能够借助坐标位置确定柱子的设置是否科学、合理。例如，某设计人员根据柱子的倒影，以投影的中心点作为坐标中心。这样确定坐标下，能够将三维空间结构转变为二维平面设计。

4BIM和虚拟现实技术在建筑工程设计优化中的建议

4.1建设高水平操作队伍

BIM和虚拟现实技术的应用对操作人员队伍技术水平要求较高。因此，工程管理单位要加强技术人员队伍的建设，积极引进人才，建立一支系统化的、专业化的人员队伍。同时，要为人员接受教育培训提供资金和平台支持，以技术创新推动操作队伍的高水平建设，以此为BIM和虚拟现实技术提供智力支持。其次，注重监理人员队伍的创新构建。BIM和虚拟操作技术在建筑工程中的应用同时需要一支高水平的监理队伍作为支撑。监理人员队伍从专业化角度出发，指出BIM技术实际操作中存在的不合理问题，并提出改进措施建议，以提升技术操作的科学性。

4.2注重硬件系统支持

BIM和虚拟现实技术在建筑工程设计中的优化使用，需要有强有力的硬件系统作为支持。这就需要管理单位提供资金支持，配置相应的计算机硬件系统、相关硬件设备等。对于硬件系统的建设，一方面，要给予资金支持，对现有的硬件设备进行更新，同时引进全新的硬件系统；另一方面，加强人员对于硬件系统的维护，将定期维护工作做到位，提升一次性维护效率。

5结束语

综上所述，BIM和虚拟现实技术在建筑工程设计中的应用，对于提升工程设计的科学性、合理性有着重要作用。结合当前技术应用情况，应加强质量目标构建、协调处理构件协调问题，积极加强人员队伍的高水平建设，注重硬件系统的支持等方面，提升设计的科学性、合理性，为工程项目形成科学的设计方案奠定基础。

参考文献：

[1]佘志静.新型绿色节能技术在建筑工程施工中的应用[J].住宅与房地产,2021(3):192-193.

[2]张国华.基于BIM的建筑工程设计优化关键技术及应用[J].现代电子技术,2018,41(21):173-176.

[3]许霖霖.新型绿色节能技术在建筑工程施工中的应用[J].住宅与房地产,2020(33):168+178.

作者：官庆文 单位：云南营造工程设计集团有限公司