建筑施工中虚拟仿真技术的运用探讨

建筑施工中虚拟仿真技术的运用探讨

发表时间：2019-05-10T09:58:19.267Z 来源：《建筑细部》2018年第21期作者：王艳

[导读] 随着我国经济、科技的快速发展，我国建筑施工行业的发展取得了更大的成就。

浙江

摘要：随着我国经济、科技的快速发展，我国建筑施工行业的发展取得了更大的成就。虚拟仿真技术作为一项应用比较广泛的新技术，受到多个行业与领域的青睐。在建筑施工中，通过模拟仿真技术能够对施工设计图、施工技术、施工过程、复杂空间钢结构的安装等进行模拟仿真，从而增加相关人员对建筑施工工程的整体掌握，改善施工建筑中存在的问题，提高施工质量与效率，为施工人员的人身安全提供更好的保障。

关键词：虚拟仿真技术；建筑施工；应用

引言

随着科学技术的不断发展，仿真与虚拟技术的高度融合得到了促进，并已在许多行业得到应用。虚拟仿真技术在建筑施工中的充分应用可以为工程建设和设计带来新的机遇，突破传统模式的束缚，提高施工水平和效率，降低安全风险。基于虚拟仿真技术，分析了虚拟仿真技术在施工过程中的具体应用。

1 虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术也称作虚拟现实技术，是一种模仿真实物体的虚拟系统，通过该系统将真实物体的相关信息进行还原，从而更利于对其进行有针对性的管理。通过分享相关研究者的报告发现，虚拟仿真技术具有沉浸性、交互性等多种优势，通过计算机系统对图形进行处理、仿真和传感等，使得相关技术人员与管理人员能够观察到现实环境的多维空间，给人带来一种身临其境的感受，提升了虚拟事物的感官性能。一直以来虚拟仿真技术的探索与应用研究受到了许多行业的广泛关注，也是许多科研人员的研究对象之一。与此同时，计算机技术的快速提升也促进了虚拟技术的发展，拓宽了虚拟仿真技术的应用范围，便于研究。目前的虚拟仿真技术在许多行业都已经展现出其巨大的优势，取得了较为理想的应用成果。医学、航天、建筑、制造业等行业与领域中都能看到虚拟仿真技术的应用。

2 建筑施工中虚拟仿真技术的应用意义

2.1 方案的优化选取

目前，在以往施工经验基础上建立的施工方法和组织方案仍有一定的局限性。通过对施工过程中关键技术实施有针对性的虚拟仿真，可以非常直观、准确地实施对比，从而选择最佳施工方案，特别是在经济方面，具有很强的综合价值。

2.2 确保建筑施工质量

借助虚拟仿真技术，施工人员可以提前模拟施工的各个环节，尽快发现施工中存在的质量问题，对质量安全风险进行准确评估，帮助工作人员深入了解工程施工过程和注意事项，进而达到预防质量问题的目的。

2.3 推动新型技术引入

虚拟仿真技术在建筑施工过程中的应用，可以帮助施工人员实践新技术、新工艺，有利于提高全体施工人员的综合技能。同时，虚拟仿真技术也能充分发挥人员自身的创新能力和积极性，最终提高建筑企业的整体实力。

3 虚拟仿真系统在建筑施工中的研究和应用现状

虚拟现实技术（Virtual reality technology）是一种新型的科学技术，它通过虚拟三维空间模拟真实环境，最终在计算机中创建一个虚拟系统。目前，我国对虚拟技术的研究已经进入中期阶段。虚拟技术的研究可以分为三个方面。第一个方面是建筑工程施工中的施工理论研究。虚拟技术可以建构建构理论的基本内容。第二个主要方面是构建过程的可视化仿真、精益构建和敏捷构建，构建虚拟构建所需的支持和核心技术。第三个方面是虚拟现实技术在建筑行业的应用，主要应用于工程建设相关软件的研发和计算机系统的开发。

4 建筑施工中对虚拟仿真技术的具体运用

4.1 建筑施工设计中对虚拟仿真技术的应用

模拟仿真的含义是通过模仿实体事物形成的虚拟物体，这个虚拟物体能够被人们观察和分析，更好地了解实体事物的形态。施工设计中一般会应用仿真技术模拟出设计图纸上所反映出来的建筑物、街道、绿化带、人行道等，负责建筑设计的人员可以从虚拟的建筑物种观察实际的施工环境，也可观察到建筑物的内部结构，还能够通过鼠标来尝试改动其中的某些设计，从而使得设计更加合理。施工单位也能够提前对即将建设的建筑物进行全面规划，选择合理的施工技术，提高施工效率。此外，仿真技术所形成的虚拟施工环境既能够与实际的施工环境保持同等大小，还可以根据设计人员或观察者的要求进行放大或缩小，便于进一步观察设计的合理性。施工设计中应用虚拟仿真技术，还能够将环境中的声音与动作进行仿真，包括街道上的喧闹声、交通流动声以及人们的交流活动发出来的声音，且具有很强的真实性，能够给人带来身临其境的感受。

4.2 建筑施工中对虚拟施工技术的应用

在传统的施工工艺中，仅根据图纸来完成建筑施工，想要实现建筑物与设计图纸的一致性是十分困难的。由于实际的施工过程会受到太多不确定因素的影响，在使用多种施工方式与技术工艺的情况下，各个技术与工艺之间难以达到相互协调，不好掌握技术与工艺的先后顺序，施工人员通常只能依靠个人或团队的施工经验来选择合适的施工方案，这种依靠经验的方式存在较大的主观能动性，会出现一些难以避免的缺陷或错误，影响施工进展，建设出来的建筑物会在设计图纸的基础上发生一定的改变。但是，通过使用虚拟施工技术，以数字化的集合模型来科学设计施工方案，并通过利用现代化网络信息技术所具有的交互性与仿真性，设计出与施工方案相同的虚拟化施工模型，再使用计算机演练，发现施工方案中存在的不足，并进行改进，从而有效减少施工成本，保证施工质量与效率。虚拟施工技术常被应用于施工前期的方案选择于施工预演中，深受建筑行业的喜爱。

4.3 建筑施工中对三维动画技术的应用

三维动画技术在建筑中应用的主要目的是分析建筑的全过程。因此，这里的三维动画技术是基于整个施工过程的记录。利用一种具有

记录特性的三维动画来标记施工中的重点、难点和注意事项，展现出高仿真度的三维效果记录，便于施工的整体监控。应用三维动画技术的优点是：第一，便于施工管理人员快速、方便地了解施工中的每一个细节，优化和管理每个施工阶段的过程和施工顺序，及时发现施工错误并进行调整或修改。其次，三维动画技术在建筑中的应用对专业人员的技术要求不高，因此也减少了建筑的资金投入。因此，三维动画技术是一种在施工过程中广泛应用的仿真技术，并获得了良好的反馈。目前，除了建筑业，许多其他行业也密切关注3D动画技术的应用和发展。

4.4 建筑施工安全管理中对虚拟仿真技术的应用

安全问题一直以来就是建筑工程中十分关注和重视的问题。这是因为建筑施工中一旦发生安全事故，不仅会给施工单位以及业主造成经济上的损失，还可能影响到施工人员的人身安全，也会导致工期延迟，降低建筑的经济效益。建筑施工安全管理中应用虚拟仿真技术，通过模拟施工方案的施工过程，也可模拟仿真可能发生的安全事故，从而促使技术人员制定出优化的施工方案。施工现场管理人员也可以根据预演结果来加强施工现场的安全管理，全面评估施工现场可能存在的安全隐患，提高施工人员的安全保障。此外，进行施工预演时，也可以组织施工人员共同观看，便于他们了解施工中存在安全隐患的工序与位置，从而在实际施工中更加注意规避安全风险。

5 结束语

综上所述，虚拟仿真技术的合理应用不仅可以提高建设水平，还可以进一步推动仿真技术的后续发展。实践表明，通过虚拟仿真技术的应用，可以大大降低工程质量问题，降低工程造价，实现整个施工过程的动态控制。

参考文献：

[1]孟宪雯.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状[J].科学技术创新，2017（13）：197.

[2]杨春燕.BIM虚拟仿真技术在建筑工程施工技术教学中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（16）：150.