基于BIM+VR建筑裝修平臺的探討

耿瑋　暴庭瑋　彭程明　王廷鋒　孫聯(lián)楨

摘 要：近年來，隨著房地產(chǎn)的快速增長，我國建筑裝飾裝修工程行業(yè)的到了迅速發(fā)展?，F(xiàn)階段裝飾裝修工程已成為我們建筑行業(yè)的三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一。然而快速的發(fā)展也暴露出裝修產(chǎn)業(yè)所存在的問題，如何滿足新時代干系人的需求便值得深思。本文將從以人為本的角度，以BIM技術(shù)為核心，通過BIM+VR建筑裝修平臺，實現(xiàn)裝修全過程的信息化、可視化、智慧化，打造具有可持續(xù)發(fā)展性的裝修平臺。

關(guān)鍵詞：建筑裝飾裝修；裝修平臺；BIM技術(shù)；虛擬現(xiàn)實技術(shù)

中圖分類號：TU712.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0038-02

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，它是傳統(tǒng)二維設(shè)計建造方式向三維數(shù)字化設(shè)計建造方式轉(zhuǎn)變的革命性技術(shù)，在項目全生命周期內(nèi)，使用富含信息的三維模型作為中心數(shù)據(jù)庫，在項目利益干系人之間共同創(chuàng)建、檢查和溝通協(xié)調(diào)項目信息的一個過程。它具有三維可視化、協(xié)同性和信息可提取性等特點，是促進綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提高可持續(xù)發(fā)展水平、推進智慧城市建設(shè)的革命性技術(shù)，具有極高的未來前瞻意義與不可替代性。

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）是把抽象的、龐大的空間數(shù)據(jù)通過數(shù)字圖像處理、計算機、傳感器等技術(shù)轉(zhuǎn)化為可感知和可直視的模型及虛擬實物，雖然構(gòu)造的是一個局部虛擬的世界，但其帶來的視覺、觸覺等感知體驗與真實世界大致相同，體驗者仿佛置身另一個現(xiàn)實世界內(nèi)。增強現(xiàn)實世界（Augmented Reality，簡稱AR）是在真實的世界內(nèi)，通過計算機技術(shù)增加虛擬的場景事物，在一定視角上使虛擬世界和現(xiàn)實世界相融合的技術(shù)[1]。

2 研究背景與意義

當前我國人們生活水平和住宅建設(shè)市場維持著高增長的態(tài)勢，裝飾裝修行業(yè)獲得了快速發(fā)展，但其高投入、低產(chǎn)出、高消耗、低效益的建設(shè)模式依然常見，這與科學發(fā)展觀提出的建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會背道而馳[2]?，F(xiàn)有裝修行業(yè)實際落地效果，與設(shè)計方案效果存在較大差異；產(chǎn)品價格不透明；利用建材價格競爭手段，使裝修質(zhì)量無保證，造成整體裝修行業(yè)客戶忠誠度不高的行業(yè)局面。由于行業(yè)尚未大面積推廣能夠進行信息聯(lián)動三維模型的設(shè)計平臺，這樣造成了當二維圖紙在表達建筑信息時，因為方案的局部變動都需要重新再繪制并渲染，這個問題造成設(shè)計過程工作效率低，工期延誤、成本增加，甚至最后與客戶心目中的實際效果存在較大的差異。同時，在家裝行業(yè)中還包含家裝物品選購、施工過程管理、后期空間管理與運維等多個環(huán)節(jié)，在整個過程中工作量很大，其中材料以次充好、價格不透明、工期拖延、成本增加等成為家裝行業(yè)發(fā)展的痛點，影響居住的環(huán)保性、舒適性和安全性。

建筑物裝飾設(shè)計過程處于建筑生命周期的后期階段，從建筑物整體角度講，裝修中所使用的物品體是整個建筑物的附屬物品，所以裝修信息模型屬于整個BIM設(shè)計的一部分，也有其自身的全生命周期過程[3]。針對上述BIM的特點和優(yōu)勢，結(jié)合VR技術(shù)，從產(chǎn)業(yè)痛點入手，通過基于BIM+VR建筑裝修平臺，解決現(xiàn)階段所存在的重要問題。

3 基于BIM+VR建筑裝修平臺實施路線

基于BIM+VR建筑裝修平臺的實施立足于“以人為本”理念，精準定位客戶，以BIM模型為依托，在設(shè)計和施工前期過程中結(jié)合VR技術(shù)，進行人性化交互設(shè)計和沉浸式體驗，同時將裝修全過程信息模型同步存儲于同一模型，生成運維模型，并基于該模型進行智慧化應用，具體實施路線如圖1所示。

3.1 協(xié)同設(shè)計與方案優(yōu)化

為二維圖紙在表達建筑信息效率低的情況，本平臺基于BIM+VR，使得客戶可通過平臺進行模塊組裝與風格實際，同時平臺通過對客戶的瀏覽信息進行數(shù)據(jù)分析，在設(shè)計模型中會將用戶行為、設(shè)計要求、工程實體屬性、材料特性等賦予到模型內(nèi)，建立具有一體化的、全信息覆蓋化、可視化的初始模型，并通過VR技術(shù)優(yōu)化虛擬模型，并且通過計算機、圖像處理軟件、傳感器等技術(shù)設(shè)備建立一個虛實結(jié)合的場景模型，再通過特定設(shè)備讓客戶在模型環(huán)境里能夠進行沉浸式體驗，最后根據(jù)三維信息模型的特性與客戶沉浸式體驗后得出反饋結(jié)果，并以此對模型進行優(yōu)化、修改，生成設(shè)計階段模型。

3.2 基于BIM裝修參數(shù)化族庫的建立與使用

基于建筑信息模型的信息存儲及參數(shù)化特性，在裝修項目中對建材產(chǎn)品族庫的創(chuàng)建及存儲更新，不僅可直接服務(wù)于本項目裝修工程，為該項目的建材產(chǎn)品的采購與制造過程提供精準模型，同時為其他裝修類型提供參照模板，甚至對建材產(chǎn)品族的參數(shù)進行相應調(diào)整，可直接應用于其他工程中。利用BIM軟件所搭建的模型，關(guān)聯(lián)建筑裝飾定額，能夠在在建材產(chǎn)品中帶定額屬性，方便項目工程量的計算。

3.3 施工過程精細化管理

在項目施工前，將設(shè)計階段各專業(yè)模型和裝修模型同步到施工模型中，結(jié)合碰撞檢查與漫游功能對模型進行檢查，完成裝修項目軟和硬兩方面的優(yōu)化處理。同時，對于施工過程的關(guān)鍵工序輸出工藝模擬視頻，為過程管理提供更精細化的數(shù)據(jù)支撐。利用施工模型在平臺進行格式轉(zhuǎn)化，對各構(gòu)件的工程量、施工進度以及材料的價格、產(chǎn)地和生產(chǎn)廠家等進行分析，通過平臺添加成本信息和時間進度，進行階段項目算量的統(tǒng)計和分析，生成最終報價。如圖2所示。

3.4 項目運維智慧化動態(tài)管理

在項目應用建筑信息模型過程中，過程中所有的幾何和物理信息都可儲存在模型中，例如各構(gòu)件的工程量、施工進度以及材料的價格、產(chǎn)地和生產(chǎn)廠家等，并隨著工程項目的進展而不斷更新。因此，如業(yè)主和承包商使用同一個BIM模型分別進行項目管理，則其工程的所有數(shù)據(jù)都會整合在個BIM數(shù)據(jù)庫中。當項目竣工時，該數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)基本可反映項目的實際情況，竣工驗收十分方便。

房子交付客戶使用后，平臺根據(jù)最初階段分析出的用戶的實際需求，整合各類數(shù)據(jù)后確定運維模塊實現(xiàn)的功能。例如：基于可視化功能的運用。實現(xiàn)漫游、二次裝修（管線、承重結(jié)構(gòu)的示意）以及事故緊急預案展示。在房屋使用過程平臺根據(jù)用戶指示關(guān)聯(lián)攝像頭、感應設(shè)備，將建筑實體與BIM模型相關(guān)聯(lián)。實現(xiàn)建筑監(jiān)控（溫度感應調(diào)節(jié)空調(diào)、門窗電源開關(guān)情況示意）以及應急管理（噴淋系統(tǒng)控制），并對實際出現(xiàn)的問題進行分析，為用戶提供最優(yōu)處理方案，實現(xiàn)能源管理（用電量統(tǒng)計分析、日照碳排放統(tǒng)計）、物業(yè)管理及維修示意，需要設(shè)備更換會為用戶推薦適合的節(jié)能設(shè)備，降低碳排放量，讓帶來經(jīng)濟價值的同時還會產(chǎn)生重要的社會價值。如圖3所示。

4 結(jié)語

（1）通過BIM+VR建筑裝修平臺的建立，可有有效解決二維圖紙讀取建筑信息效率低、局部變動需重新繪制、施工碰撞的問題，并通過VR技術(shù)進行問題反饋與方案優(yōu)化，讓客戶真正實現(xiàn)“所見即所得”，提高客戶忠實度。（2）裝修全過程采用統(tǒng)一標準的建筑信息模型，所有的物理信息和幾何信息都將儲存在BIM模型中，并隨著工程項目的進展而不斷優(yōu)化，為造價和后期運維提供數(shù)據(jù)支持。（3）建立標準化裝修族庫，客戶可在設(shè)計過程中可根據(jù)自身喜好進行各部分組裝，并由設(shè)計師做最后的修改，最終版本模型鏈接廠家報價信息，生成預算表。在此過程中大大減少設(shè)計師重復建模工作，為客戶提供透明、便捷的裝修過程，有利于裝修行業(yè)標準化及產(chǎn)業(yè)化的實現(xiàn)。

參考文獻

[1]張磊.基于BIM技術(shù)的智慧裝修一體化研究[J].工程技術(shù)，2017，（6）：67-69.

[2]王廷魁.基于BIM與AR的全裝修房系統(tǒng)應用研究[J].工程質(zhì)量，2013，（27）：40-45.

[3]郭秩.基于BIM技術(shù)的三維室內(nèi)裝飾工程CAD系統(tǒng)[J].工程建設(shè)計算機應用創(chuàng)新論壇，2011，265-273.

[4]張宏偉.建立VR/AR工程建設(shè)與管理體系的分析與展望[J].管理論壇，2017，（6）：192-193.