基于BIM+VR技术的特色小镇设计与施工研究

沈星存，孙晓阳，张 帅，祁伟杰，朱建其

（中国建筑第八工程局有限公司总承包公司，上海 201204）

随着BIM技术的不断发展与成熟，BIM技术在越来越多的项目中得到了应用。BIM以其专业化软件为基础，逐步在三维设计、碰撞检测、可视化分析、施工组织模拟等方面得到应用，实现了“技术前置化”的项目管理目标。BIM技术引入特色小镇项目管理中，实现了工期统筹、成本节约，进一步提高了项目的管理水平与效率，为项目顺利实施提供了强有力的技术支持。

1 案例概况及项目重难点

1.1 案例概述

文章以溧水无想小镇项目建造为例，针对BIM+VR技术应用情况进行案例分析。无想小镇项目作为溧水地标性建筑，总体建筑风格采用唐、宋和明清多元和谐的古建筑形式，工程包括老城隍庙、文化街区等。结构形式大面积采用钢筋混凝土框架结构，局部单体采用木结构。溧水无想小镇效果图与城隍庙BIM模型见图1、图2。

图1 溧水无想小镇效果图

图2 城隍庙BIM模型

1.2 项目重难点

该工程承揽模式为EPC工程总承包，作为溧水城隍文化内涵体现的载体及大型群体性仿古建筑群，过程品质要求高，象征意义大。工程实施过程中如何挖掘城隍庙文化街区及仿古建筑文化理解及内涵，各专项设计如何将城隍文化及溧水特色完美呈现，做到设计、施工落地是该工程的难点。

项目自有分包，平行分包数量较多，管控较杂，同一施工面或同一阶段分包施工交错复杂。平行、流水等多种施工方式交叉开展，相互间组织关系复杂，平面策划及施工组织是施工成败的关键。

2 BIM技术的实施规划

2.1 BIM组织架构

项目成立BIM设计中心，组织架构为项目总工、项目BIM负责人、设计、项目各专业分包，其中项目总工负责组织及策划，项目BIM工程师负责模型的建立及BIM的具体实施，设计单位负责设计的优化、模型的修正以及相应工程量的变更确认，项目各专业分包负责专业BIM模型的建立，项目BIM设计中心对各专业模型进行整合，组织BIM模型的审查及相关专业碰撞检测及纠错。

2.2 BIM资源配置

该项目建模软件为Revit 2016相关系列软件，该系列软件包含碰撞纠错、进度管理等，BIM平台为广联达BIM 5D，工程量统计为广联达BIM钢筋算量GGJ2018以及广联达BIM土建算量GCL2018。

2.3 BIM实施标准

为了保证BIM各专业之间信息的有效传递，项目在《建筑信息模型施工应用标准》的基础上，根据项目的实际情况，对建模、命名、存储、视图设置、工作集分配、出图线性等方面进行了统一规定。随着项目的不断推进，这些标准也在不断完善。

3 BIM技术的应用

3.1 BIM三维设计及纠错

该项目的斗拱、挑檐为仿古建筑中的复杂节点，通过查看二维平面设计图纸难以组织施工。利用BIM模拟放样（见图3），将仿古建筑中的部分复杂构件进行工厂化加工，加工完成后运至现场进行吊装拼接，这样不仅提高了构件的加工精准度，还有效地节约了人力、物力，缩短了生产周期，同时能更好地控制施工质量及施工成本。施工前期利用传统的二维平面图很难发现不同专业之间的碰撞问题，若由于专业之间的冲突而导致返工，不但会浪费成本，而且会造成施工工期延误。如果利用BIM软件的碰撞检测功能，通过建筑与结构、结构与机电安装以及机电系统内不同专业之间的碰撞，可以有效地避免本专业内某些构件缺失或冲突（见图4）。通过碰撞检测，可以及时发现图纸问题并反馈给设计单位，有效避免后期施工因图纸问题而造成的返工及停工，提高了项目管理效率，缩短了项目建设工期，减少了项目管理成本。

3.2 数据统计及分析

图3 斗拱BIM模型

图4 消防泵房模型

BIM模型建成之后，通过利用Revit Severer模块实时获取模型，然后将实时模型导入至广联达BIM 5D软件内，并关联数据库，这样就可以快速、准确地获取工程量，利用未来软件进行组价，可以快速得出项目的建筑费用。分析各专业成本占比，根据各专业利润比率，结合拟合作分包的收点情况，对其中成本占比较大且利润较高的专业工程进行权重分析。将专业性较弱且利润高的专业工程转换为自建实施；将专业工程中工艺专业性较强的分项工程进行造价元素分离，原则上关键主材（存有价差）由总包供应。工程造价占比及利润预测见表1。

表1 工程造价占比及利润预测

3.3 内装、展陈、灯光的可视化分析

虚拟现实（Virtual Reality,VR）是一种模拟体验虚拟世界的交互式仿真系统，利用计算机融合多源信息，通过三维动态视景去感知实体行为下的虚拟世界。在建筑施工领域，VR技术结合BIM技术，可以加强项目管理、增加交互性。

项目BIM模型建成后，应进行BIM+VR方面的应用实施，尤其是室外泛光照明设计、室内灯光设计、室内外展陈设计、室内外舞台灯光布景设计等专业性较强，通过方案汇报无法展现出其设计意图及效果，而利用BIM+VR技术，能将灯光以及展陈的最佳效果完整地展现给业主。在VR沉浸式体验中，体验者可以身临其境地感受展陈（见图5）、内装（见图6）、灯光的效果（见图7、图8）。BIM+VR应用的具体步骤如下：第一步，利用Revit软件建立结构模型以及项目地形模型；第二步，以项目地形模型为中心，将其他模型通过链接方式在地形模型中汇总；第三步，导入Revit软件中；第四步，通过专业三维引擎软件制作VR定制开发。

4 总结

BIM技术是未来建筑行业发展的主流趋势，将BIM技术引入特色小镇的设计及施工阶段，改变了项目管理的思维模式。通过利用BIM三维设计、碰撞检测、特殊构件的参数提取、数据的统计及分析以及装饰效果的可视化模拟，进一步提高了项目的管理效率，确保了项目设计意图的完美落地。鉴于BIM技术、信息化技术在该项目的应用，需进一步加强相关技术人才的培养，让BIM服务于整个项目建设周期，从而确保BIM的价值能充分地展现出来。

图5 诰敕亭展陈效果图

图6 游客中心内装效果图

图7 正殿照明效果图