劉著群，曹 峰，張 珍

（湖南省第六工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410015）

1 BIM+VR技術(shù)

建筑工程管理長(zhǎng)期面臨著工期緊張、工程復(fù)雜、協(xié)作困難等問(wèn)題，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目管理，有助于各施工部門(mén)間的溝通，加強(qiáng)工程質(zhì)量、成本及安全管理，從而降低工程復(fù)雜度，縮短工期，加速資金周轉(zhuǎn)。VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）仿真技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性、自主性等特點(diǎn)。通過(guò)VR頭盔及操作桿，將體驗(yàn)者的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，體驗(yàn)效果更加逼真。利用VR沉浸式體驗(yàn)，可加強(qiáng)具象性和交互功能，大大提升BIM的應(yīng)用效果。在BIM三維模型基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了可視性和具象性，通過(guò)構(gòu)建虛擬展示，為使用者提供交互性設(shè)計(jì)和可視化印象。因此，在工程中施工推廣BIM+VR技術(shù)，能給人一種生動(dòng)的感觀(guān)體驗(yàn)。

2 施工質(zhì)量樣板

目前，建筑工程樣板展示區(qū)一般包括主體結(jié)構(gòu)、砌體抹灰、樓梯、廚衛(wèi)、給排水、屋面、電器預(yù)埋、砌體、鋼筋、剪力墻等。各樣板的質(zhì)量因工人技術(shù)水平和管理水平的高低而不同，并且樣板雖然具有可吊運(yùn)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，但實(shí)際上不夠便捷。

3 BIM+VR的施工質(zhì)量教育體系

BIM+VR集兩者之優(yōu)勢(shì)，同時(shí)彌補(bǔ)各自缺陷，加速推進(jìn)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。系統(tǒng)化的BIM平臺(tái)不但可將建筑過(guò)程信息化、三維化，同時(shí)也可加強(qiáng)項(xiàng)目管理能力。VR在BIM的三維模型基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了BIM的可視性和具象性。目前VR在建筑行業(yè)的主要應(yīng)用是項(xiàng)目觀(guān)摩展示，當(dāng)工程施工現(xiàn)場(chǎng)不便觀(guān)摩時(shí)，可通過(guò)VR替代，同時(shí)可通過(guò)增強(qiáng)式VR體驗(yàn)到在實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)摩不到的直觀(guān)效果。

除了基本的觀(guān)摩展示，VR還具有工程教育意義。針對(duì)復(fù)雜施工工藝和施工流程，建立實(shí)體的觀(guān)摩區(qū)成本較高，占用空間大。而在VR虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行復(fù)雜施工場(chǎng)景的模擬，便可輕而易舉地解決以上問(wèn)題。工人可以戴上頭盔，在虛擬場(chǎng)景中學(xué)習(xí)施工工藝，把握質(zhì)量控制要點(diǎn)，進(jìn)而按照指定流程進(jìn)行復(fù)雜施工的模擬訓(xùn)練及成績(jī)考核。

文章提出建立BIM+VR的施工質(zhì)量教育系統(tǒng)，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)確定施工質(zhì)量樣板，進(jìn)行各質(zhì)量樣板使用功能方案策劃，利用實(shí)際參數(shù)建立模塊化BIM模型，導(dǎo)入U(xiǎn)E4引擎，完成策劃中各功能的設(shè)置，將獲取到的施工流程信息通過(guò)數(shù)據(jù)信息模型綁定到VR中，最終在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。BIM+VR的施工質(zhì)量教育體系是快速提高施工人員施工技術(shù)、強(qiáng)化技能的有效途徑，也是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、推廣新工藝標(biāo)準(zhǔn)的捷徑，最終達(dá)到提升施工質(zhì)量的目的（見(jiàn)圖1）。

圖1 BIM+VR的施工質(zhì)量教育體系

4 應(yīng)用實(shí)例

將耒陽(yáng)市紙都實(shí)驗(yàn)學(xué)校作為應(yīng)用案例，本項(xiàng)目位于耒陽(yáng)市京港新城北側(cè)，北臨經(jīng)緯一路，東臨順二北路，西鄰規(guī)劃路，南面靠近城北路，由小學(xué)部教學(xué)樓、體育館、初中部教學(xué)樓、綜合樓、科技樓、食堂、男女學(xué)生公寓、教師公寓共10棟建筑組成。其中，男女學(xué)生公寓、教師公寓與食堂為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其余建筑均為框架結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目整體鳥(niǎo)瞰效果如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目整體鳥(niǎo)瞰

4.1 施工質(zhì)量樣板策劃

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，選定施工質(zhì)量樣板，制定策劃方案確定施工流程工序和質(zhì)量控制要點(diǎn)，樣板包括砌體樣板、抹灰樣板、鋼筋支模架樣板、外架腳手架模型、公共衛(wèi)生間精裝樣板、屋面樣板等。

4.2 模塊化BIM模型

根據(jù)策劃方案，獲取模型參數(shù)，利用實(shí)際參數(shù)建立BIM模型，部分BIM模型如圖3所示。

圖3 模塊化BIM模型

4.3 VR功能實(shí)現(xiàn)

以砌體樣板為例，將BIM模型轉(zhuǎn)化為VR可讀取模式導(dǎo)入VR引擎，完成功能的設(shè)置、施工流程綁定、數(shù)據(jù)信息綁定（見(jiàn)圖4）。

圖4 VR功能設(shè)置

4.4 樣板展示

項(xiàng)目砌體樣板主要展示的工藝流程包括:放線(xiàn)定位、導(dǎo)墻建筑、墻體植筋、構(gòu)造柱鋼筋、砌體砌筑、構(gòu)造柱支模、構(gòu)造柱混凝土澆筑等。其中，主要質(zhì)量控制要點(diǎn)在向用戶(hù)展示時(shí)進(jìn)行講解，如墻體植筋要求沿墻高50cm設(shè)置2根 6水平拉結(jié)筋，每邊深入墻內(nèi)不應(yīng)小于1m且不小于1/5墻長(zhǎng)；馬牙槎要求自底向上，先退后進(jìn)，并沿墻高每隔500mm設(shè)2根 6拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不小于1m，如圖5所示。構(gòu)造柱支模采用對(duì)拉螺桿加固支模體系，螺桿水平間距不大于600mm，豎向間距不大于400mm。為保證混凝土澆筑密實(shí)，將一側(cè)模板的頂端做成漏斗狀，如圖6所示。

圖5 墻體植筋

圖6 構(gòu)造柱支模型

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文提出建立BIM+VR施工質(zhì)量教育系統(tǒng)，有效解決了使用實(shí)體樣板用地問(wèn)題，也克服了實(shí)體樣板周轉(zhuǎn)不便、成本高的難點(diǎn)；同時(shí)，該系統(tǒng)還可滿(mǎn)足項(xiàng)目需求變化的要求，最終實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量教育的目的，助推工程質(zhì)量水平的提升。