BIM+Fuzor 技术在建筑产业链中的应用研究

潘 星，刘 赟

（1.甘肃省建筑科学研究院，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省绿色建筑与建筑节能工程研究中心，甘肃 兰州 730050）

0 引 言

科学技术的不断向前发展与计算机软件的不断迭代更新，使信息化手段越来越多地被引用到建筑业的全产业链，致使当前很多建筑企业在建筑项目的工程设计、施工阶段就已经借助建筑信息化的手段来进行工程项目的设计和各专业之间的协同工作来达到减少资源浪费、提高经济效益的目的。

当前能够实现 BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技术的软件主要有 AutoDesk 公司的 Revit、广联达和鲁班等的系列软件，而广联达和鲁班系列软件侧重于算量。AutoDesk 公司的 Revit 系列软件不仅能够进行算量并且在三维显示、机电管综碰撞检测、修改、深化设计与协同施工方面比较出众。本文将利用 AutoDesk 公司研发的 Revit 系列软件与 VR 三维可视化 Fuzor 软件相结合来说明 BIM+Fuzor 技术在工程项目设计、施工阶段的应用研究［1］。

Fuzor 是一款将 BIM+VR 技术与 4 D 施工模拟技术深度结合的综合性平台级软件，它主要优点在于能够将基于 BIM 的模型转化成附着有详细数据信息的 VR 场景视图，并且可以在场景视图和 BIM 模型之间进行同步的数据修改。这样在建筑工程项目的设计阶段，设计师可以利用 BIM+Fuzor 技术及时查找建筑、结构、水、暖、电各专业之间的碰撞打架及各专业之间的协同问题。建筑工程项目的施工阶段，施工人员可以通过轻量化的手机移动端查看建筑模型的详细施工信息和施工顺序来进行现场施工，以此来达到减少施工返工、节约能源和提高工作效率的目的。

1 BIM 技术与 Fuzor 技术的应用现状

1.1 BIM 技术的国内外应用现状

BIM 技术在国外的发展比较早，由最初 Chuck Eastman 提出 BIM 思想到现在已有四十多年的发展历史。不论是在软件技术更新还是对软件的应用方面都得到了很大的发展。现在国外设计单位与施工单位获得建筑项目的多少与 BIM 技术的应用程度有很大的联系，并且 BIM 技术已经应用到了建筑业全产业链［2］。

我国 BIM 技术的发展起步较晚，但是最近几年在政府的大力支持与大型国有企业的大力推动下BIM技术得到了前所未有的发展。在我国BIM技术的应用主要是在设计阶段、施工阶段，由于发展程度的局限性，BIM技术在运维阶段的应用还处于研发探索阶段。虽然在我国发达地区有一些项目运维的案例，但还不具备普遍性，很多都是针对特殊企业特殊需求而专门制定的特殊运维平台。例如，针对医院建筑的能耗监测及建筑运维监控平台、针对地铁建筑的地下车辆运行监控平台。

1.2 Fuzor 技术的应用现状

Fuzor 软件是随着近几年BIM 技术的蓬勃发展而开发出的一款基于 Revit 的 VR 插件。由于起步较晚，运用 Fuzor 技术的人很少，但 Fuzor 的功能远不仅仅是 VR 虚拟现实这么简单。Fuzor 技术具有以下几个性质。

1）互动性。Revit 中建筑模型的材质库信息和族库信息可以在 Fuzor 中无限制地调取，其相对应的材质及族库文件可以进行参数化编辑［3］。

2）实时性。在 Revit 中对模型进行任何修改都能够实时地更新到 Fuzor 中，Fuzor 中对模型的进行任何修改同样能够实时地更新到 Revit 中，两者能够完美地实现双向沟通。

3）分析性。Fuzor 不仅在不导出模型的前提下能够与 Revit 进行实时的双向更新、修改、查看，而且拥有与NsvisWorks 相同的功能进行模型中各专业之间的碰撞检测，导出碰撞检测报告。

4）仿真性。Fuzor 同样能够进行模拟建筑的动画编辑，其画面的真实性同 Lumion 效果相同，并且其制作成本低、操作简单、模拟速度快，能够帮助用户提高工作效率，用最低的成本做出用户想要的视频作品。

将 BIM+Fuzor 技术应用于方案规划阶段可以让建设方身临其境地体验到工程项目在建成后的地理环境状况和建筑的整体外观形象；应用于设计阶段可以让设计师们在施工之前通过碰撞检测提前预知和修改设计中遇到的错误，提高设计质量；应用于施工阶段，现场施工人员及安全监督员可以通过轻量化的移动手机端中建筑模型的施工信息进行现场对比施工，提高施工质量和效率，减少因施工错误而造成人、机、料、法、环的资源浪费；应用于运维阶段，运维人员可以根据需求进行建筑物空间信息、材料信息等各种信息的任意调用和检查。

2 BIM+Fuzor 技术在设计及施工阶段的应用

本节以实际项目为例详细介绍将 BIM+Fuzor 技术在设计、施工阶段的具体应用。

项目位于甘肃兰州，总建筑面积 18 035.78m2，最高 12 层，建筑高度 48.81 m（其中地下建筑面积 3 079.08 m2，一层建筑面积 1 335.78 m2，2～12 层建筑面积 13 338.47m2，出屋面塔楼面积 174.65 m2）。本项目为一类高层综合楼，地上耐火等级为一级，地下耐火等级为一级，抗震设计按 8 度设防，设计使用年限为 50年。

本工程中 BIM+Fuzor 技术主要应用于设计阶段、施工阶段，涉及建筑、结构、给排水、暖通、电气各专业。

2.1 BIM+Fuzor 技术在设计阶段的应用

基于 BIM 的 Fuzor 技术在设计阶段主要用于前期图纸校对、图纸会审、三维场布、管线综合碰撞及检查、管线综合优化、深化设计、出施工图等。

图1 所示为设计阶段的基本流程，首先利用 BIM技术将设计图纸转变为三维模型，然后利用 Fuzor 的三维可视化技术将图纸中出现的错、漏、碰、缺问题进行虚拟检查；其次对出现的问题进行修改、深化设计；最终根据深化设计结果出具施工图。

图2 为 最终通过 BIM+Fuzor 技术对设计阶段设计图纸深化设计后的整体布局图。图3～5 分别为根据设计图纸和 BIM 技术搭建的建筑结构模型、幕墙及体量模型、机电模型。

图1 设计阶段流程图

图2 整体布局

图3 建筑及结构模型

图4 幕墙及体量模型

图5 机电模型

如图6 所示，Fuzor 与 Revit 之间可以轻松地实现相互转换，而不需要繁琐的文件导出与导入程序。只需在 Revit 中点击“Fuzor Plugin”，然后点击“Launch Fuzor”即可实现模型在 Revit 与 Fuzor 中的双向实时同步。

图6 Fuzor 仿真同步图

图7 所示为 Fuzor 场景下的建筑模型，图8 为Fuzor 场景下人物与构件查看、修改的控制窗口，图9 为选取构件的构件属性窗口。

图7 Fuzor 中管线检测

图8 控制面板

图9 构件属性面板

由于传统的二维设计各专业之间没有很好地进行融合，所以在图纸绘制完成后各专业之间会出现很多错、漏、碰、缺和碰撞打架问题。虽然 Revit 的出现在很大程度上解决了以上问题，但是由于 Revit 在全专业融合的 VR 三维显示方面相对较弱，所以造成在管线综合优化和深化设计的时候达不到建设方的要求。借助Fuzor 技术进行 VR 三维显示和全专业融合的深化设计弥补了以上问题。

设计图纸通过 BIM 技术进行三维建模，将建立的各专业模型在 Fuzor 中显示（见图7）。在 Fuzor 中通过图8 中的控制面板进行各专业模型错、漏、碰、缺检查；其次在 Revit 中将检查出的问题进行实时修改或直接在图9 中的构件属性窗口中对构件的材料、类型、功能等信息进行修改；最后根据深化设计后的模型出具施工图模型和施工图图纸。

2.2 BIM+Fuzor 技术在施工阶段的应用

BIM+Fuzor 技术在施工阶段的应用主要有：施工场布、根据三维动画指导施工、场地市政景观布置、仿真漫游动画、营销视频动画制作等。

图10 所示为施工阶段利用 Fuzor 技术进行施工漫游的场景。

图10 施工漫游

基于 BIM+Fuzor 的三维模型在施工阶段可以实现一模多用，具体应用有如下几个方面。

1）技术交底。根据模型出具施工图后，设计方可以根据模型对施工方进行技术交底。通过三维的VR模型进行技术交底能够让施工方更加直观和清晰地明白设计意图以及施工过程中应该注意的方方面面。

2）三维场布。在施工前期根据场地大小结合施工过程中人、机、料的供求情况合理地进行三维场地布置，科学合理的施工场地布置有助于施工全过程的顺利进行。

3）进场培训。利用直观可视的三维模型对进场的施工人员进行培训，让每一位施工人员能够清楚地知道施工过程的每一个步骤以及自己在每一个施工环节中应该做的事。

4）复杂节点指导施工。对于施工过程中出现的复杂节点，施工人员不太清楚的可以直接利用模型进行学习，了解复杂节点施工的各种工序。

5）辅助验收。通过移动端的三维模型信息结合现场施工的验收资料进行工程项目的验收。相比于传统的施工验收能够达到更加精细化、准确化的目的。

3 BIM+Fuzor 技术在运维阶段的应用

在建筑项目的运维阶段，通过各种传感器以及隐蔽设备的监测装置将各种运维信息反馈到 BIM+ Fuzor 的VR 三维可视化模型中。当设备出现故障时，故障信息能够及时反馈到三维模型中并且发出警报。现场运维工作人员可以根据发出的警报准确地定位故障点，最终解决运维中的出现的问题。

4 结 语

Revit+Fuzor 技术的引入将对建筑行业的全产业链带来革命性的变革。此技术可以将建筑业全产业链上的建筑工程从项目前期规划到最后拆除的全生命周期贯穿于一体，进行全生命周期中的信息共享、规划、管理、运维。在整个生命周期中提高效率的同时，有效地节约了资源，减少了不必要的人力、物力、资源的浪费。Q